Insegnamenti e programmi

 

417 - CHIMICA ORGANICA 2

Anno Accademico ​2018/2019

Docente
FRANCESCO ​SECCI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[50/21] ​ ​CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE [21/00 - Ord. 2014] ​ ​PERCORSO COMUNE864
Obiettivi

Il corso ha lo scopo di integrare e approfondire concetti fondamentali del precedente corso di chimica organica 1, di razionalizzare le reazioni organiche in termini di meccanismo di reazione, sulla base delle fondamentali correlazioni struttura-reattività, utilizzando un approccio metodologico scientifico per individuare i cammini di reazione e descrivere nuove strategie sintetiche basate sulla formazione di legami C-C, C-N, C-Y. Per raggiungere tale scopo, verranno descritte diverse reazioni catalizzate da metalli di transizione e reattivi organometallici utilizzati in sintesi organica moderna.
Sviluppare la chimica di alcune categorie di sostanze naturali come carboidrati ed amminoacidi con particolare riferimento alle loro caratteristiche strutturali e le loro reazioni, la chimica dello zolfo e del fosforo, nonché la chimica dei composti eterociclici, loro classificazione, metodi di sintesi e reazioni.

Prerequisiti

Lo studente deve aver già sostenuto l’esame di Chimica organica 1 e conoscerne i contenuti. Deve avere una buona conoscenza della reattività associata ai gruppi funzionali caratteristici delle diverse classi chimiche e del loro utilizzo nelle sintesi organiche. Conoscenza dei principali meccanismi delle reazioni organiche (radicaliche, SN1, SN2, E1, E2, addizione al carbonio carbonilico, e la chimica dei carbanioni), delle proprietà fisiche dei principali composti organici.

Contenuti

1) Brevi richiami sui concetti fondamentali di chimica Organica 1.
2) introduzione allo studio di nuove reazioni quali: 3) Reazione di Darzen, Reformatsky, mukaiyama.
4) RCM (ring closing metathesis) e ROMP (ring opening metathesis).
5) reazioni di coupling C-C e C-eteroatomo. 6) Deprotonazioni chemo- e stereoselettive. Reattività e sintesi di composti organo-Mg, Li, Zn, Sn,Cu.
6) Carboidrati: classificazione e proprietà. Struttura dei monosaccaridi. Mutarotazione. Reazioni degli aldosi: riduzione ed ossidazione, degradazione ossidativa con periodato. Eteri ed esteri dei carboidrati. Formazione di osazoni. Epimeri. Sintesi di Kiliani-Fischer. Degradazione di Ruff. Configurazione degli aldosi.
7)Amminoacidi: stereochimica. Proprietà acido-base. Metodi di sintesi degli amminoacidi. Sintesi asimmetrica. Reattività degli amminoacidi: protezione e deprotezione del gruppo amminico e attivazione e/o protezione del gruppo carbossilico. 8)Sintesi dei peptidi ed idrogenazione catalitica stereo ed enantioselettiva.
9)La chimica dei composti organici contenenti zolfo e fosforo. Nomenclatura e metodi di sintesi dei principali composti solforati: tioli,disolfuri, solfuri, episolfuri, solfossidi e solfoni, acid solfonici. Ditiani e il loro uso in sintesi organica. Sali di solfonio e di solfossonio e le ilidi dello zolfo. Derivati chirali dello zolfo.
10) Reazioni pericicliche. Definizione e classificazione. Regole di Woodward e Hoffmann. Reazioni elettrocicliche su polieni con (4n) e (4n+2) elettroni e stereochimica delle reazioni. Spostamenti sigmatropici. Reazioni di cicloaddizione [2+2] e [4+2]. Requisiti e implicazioni stereochimiche per le cicloaddizioni [4 + 2]. Reazioni di ciclo addizione [1,3]dipolari. definizione e classificazione.
11) Composti eterociclici. Nomenclatura. Caratteristiche generali.
Aromaticità dei composti eterocicli. Densità di carica e ordine di legame. Sistemi elettronpoveri e elettron ricchi.
Piridina: struttura, risonanza. Basicità e reazioni all’azoto. Sostituzioni elettrofile e nucleofile. Reattività verso gli organometallici. Ossidazione e riduzione. Derivati piridinici: N-ossido, alchilpiridine, idrossipiridina, amminopiridine e acidi piridincarbossilici. Sintesi del nucleo piridinico, della chinolina e isochinolina. Struttura, reattività e sintesi della pirimidina, pirazina e piridazina. Basi puriniche e pirimidiniche. Cenni sulla struttura e la sintesi di α e  γ pironi, Benzopironi e cumarine, i sali di pirilio e benzopirilio. ..
Eterocicli a carattere aromatico elettronricchi. Caratteristiche generali. Pirrolo: struttura reattività e sintesi. Protonazione. Reazioni di sostituzionie elettrofila. Deprotonazioni all’azoto e metallazione. Indolo: reattività e sintesi. Isatina ossiindolo e indossale. Furano: struttura , reattività e sintesi . Reazione con acidi protici. Reazioni di sostituzionie elettrofila aromatica e addizione. Reazioni di Diels-Alder. Benzofurano: struttura e reattività. Tiofene: struttura e reattività e sintesi. Reazioni di sostituzionie elettrofila. Reazioni di metallazione e di desolforazione riduttiva. Sintesi e reattività del pirazolo, imidazolo, ossazolo e tiazolo.
12) i polimeri. concetti base e reazioni di polimerizzazione
13) introduzione alla retrosintesi: disconnessioni principali, proggettazione e sintesi di molecole complesse.

Metodi Didattici

Lezioni frontali (64 h) accompagnate da esercitazioni volte al consolidamento delle basi teoriche con il coinvolgimento degli studenti. Realizzazione di gruppi di studio per approfondimenti tematici sugli argomenti trattati durante il corso. Le lezioni vengono svolte utilizzando diapositive realizzate con Power Point e dispense a disposizione degli studenti.

Verifica dell'apprendimento

Durante il corso è prevista una prova scritta di verifica riguardante la chimica dei composti eterociclic (Maggio, votazione =/> 18/30) che insieme ad una prova scritta generale (appelli ufficiali, giugno-settembre) complessivamente porteranno alla valutazione definitiva dopo il superamento di una parte orale. In alternativa, l'esame consisterà in una prova scritta ed una prova orale. per accedere alla prova orale sarà richiesto il raggiungimento della sufficienza (18/30) nella prova scritta.

Testi

1.J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Organic Chemistry", Second edition, Ed. Oxford 2012;
2.Stuart Warren, Paul Wyatt, “Organic Synthesis: The Disconnection Approach” (Inglese) Ed. Wiley 2008;
3.Stuart Warren, Paul Wyatt, “Workbook for Organic Synthesis: The Disconnection Approach” (Inglese) Ed. Wiley 2008;
4.Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann, “The Chemistry Of Heterocycles”, Second edition, Ed. Wiley-VCH 2003;
5.B. Botta, “Chimica Organica”, Ed. Edi.Ermes, Milano (ISBN 9788870513271)
6.P. Y. Bruice, “Chimica Organica”, Ed. EDISES, Napoli;
7.J. G. Smith, “Chimica Organica”, Ed. McGraw-Hill, Milano;
8.J. McMurry, “Chimica Organica”, Ed. PICCIN, Padova;
9. Francis A. Carey, Richard J. Sundberg: “Advanced Organic Chemistry – Part B: Reactions and Synthesis”, fourth edition; Kluwer Academic/Plenum Publishers.

Altre Informazioni

Le slide e fac-simile delle prove di esame verranno appositamente caricate sul sito docente nel corso del semestre. eventuale materiale integrativo verrà fornito agli studenti durante le lezioni o previa richiesta del singolo studente.

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