Chimica organica a
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Gli obiettivi di questo insegnamento sono: approfondire la conoscenza della struttura dei composti organici e dei meccanismi di reazione; fornire nozioni su reazioni organiche non comunemente studiate in corsi introduttivi, ma di grande interesse in sintesi organica; approfondire alcune tecniche sperimentali di laboratorio.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisira' competenze complementari a quelle gia' acquisite nella stereochimica, nel campo della sintesi organica avanzata e nei meccanismi di reazione meno comuni e delle reazioni pericicliche. Con le attivita' di laboratorio lo studente acquisira' una buona manualità ed indipendenza nella esecuzione di reazioni di sintesi organica in ambiente inerte e con implicazioni stereochimiche.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Lezioni (6 cfu)
Stereochimica. Configurazione. Simmetria e chiralità. Unità stereogeniche. Centri stereogenici. Configurazione al carbonio tetraedrico. Configurazione dei doppi legami. Configurazione nei sistemi ciclici. Centri prochirali. Topismo. Molecole con due o più centri stereogenici. Chiralità ed attività ottica. Atomi, gruppi, facce diastereotopiche ed enantiotopiche. Configurazione assoluta. Analisi e separazione di miscele racemiche. Conformazione. Analisi conformazionale. Conformazione in sistemi aciclici. Conformazione in anelli a sei membri. Conformazione in anelli a sei membri contenenti eteroatomi. Conformazione in altri anelli.
Stereoselettività. Sintesi stereoselettive e stereospecifiche. Sintesi enantioselettive. Effetti conformazionali, torsionali e stereoelettronici sulla reattività. Doppia stereodifferenziazione.
Meccanismi di reazione. Tipi di meccanismo (eterolitico, omolitico, periciclico). Tipi di reazioni (sostituzioni, addizioni a doppi o tripli legami, -eliminazioni, riarrangiamenti). Intermedi di reazione (ionici, radicalici, organometallici). Metodi di determinazione del meccanismo (determinazione della presenza di un intermedio, marcatura isotopica, evidenza stereochimica, studio della catalisi, effetti isotopici, evidenza cinetica). Meccanismi "multi-step" con formazione di intermedi.
Carbocationi (struttura e stabilità; formazione e reattività dei carbocationi, carbocationi non classici).Meccanismo SN1. Addizione a doppi legami multipli carbonio-carbonio (alcheni, dieni allil/vinil silani, allil/vinil stannani). Meccanismi E1.
Radicali liberi (struttura e stabilità, formazione e reattività dei radicali). Addizioni radicaliche a doppi legami. Ciclizzazioni radicaliche. Reazioni di legami C-H non attivati.
Meccanismi "one-step" senza formazione di intermedi. Meccanismo SN2. Meccanismo E2.
Reazioni pericicliche. Idrometallazione e carbometallazione. Cicloaddizioni concertate. La teoria perturbazionale. La reazione di Diels-Alder (Regioselettivita e stereoselettivita'. Effetto dei sostituenti. Catalisi. Diels-Alder diastereoselettive usando ausiliari chirali. Catalisi enantioselettiva delle reazioni di Diels-Alder. Reazioni di Diels-Alder intramolecolari. Scopo e applicazioni sintetiche. Cicloaddizioni 1,3-dipolari. (Regiochimica e stereochimica. Catalisi. Scopo ed applicazioni). Cicloaddizioni [2+2] (Reazioni di cicloaddizione di alcheni e cheteni. Sintesi di ciclobutani). Riarrangiamenti Unimolecolari. Riarrangiamenti sigmatropici [1,j]. Riarrangiamenti sigmatropici [3,3] (Riarrangiamento di Cope. Riarrangiamento di Claisen e Claisen modificati). Riarrangiamenti sigmatropici [2,3] (Riarrangiamento di solfossidi allilici, di ossidi di ammine, di ilidi di solfonio e di ammonio.Riarrangiamento di Wittig e di aza-Wittig). Eliminazioni termiche unimolecolari (reazioni cheletropiche, decomposizioni di azo-composti ciclici, -eliminazioni via stati di transizione ciclici).
Laboratorio (3 cfu)
Il corso si propone di mettere in pratica alcune delle reazioni presentate nel corso teorico, evidenziando tematiche stereochimiche ed utilizzando tecniche di lavoro in ambiente inerte.
Stereochimica. Configurazione. Simmetria e chiralità. Unità stereogeniche. Centri stereogenici. Configurazione al carbonio tetraedrico. Configurazione dei doppi legami. Configurazione nei sistemi ciclici. Centri prochirali. Topismo. Molecole con due o più centri stereogenici. Chiralità ed attività ottica. Atomi, gruppi, facce diastereotopiche ed enantiotopiche. Configurazione assoluta. Analisi e separazione di miscele racemiche. Conformazione. Analisi conformazionale. Conformazione in sistemi aciclici. Conformazione in anelli a sei membri. Conformazione in anelli a sei membri contenenti eteroatomi. Conformazione in altri anelli.
Stereoselettività. Sintesi stereoselettive e stereospecifiche. Sintesi enantioselettive. Effetti conformazionali, torsionali e stereoelettronici sulla reattività. Doppia stereodifferenziazione.
Meccanismi di reazione. Tipi di meccanismo (eterolitico, omolitico, periciclico). Tipi di reazioni (sostituzioni, addizioni a doppi o tripli legami, -eliminazioni, riarrangiamenti). Intermedi di reazione (ionici, radicalici, organometallici). Metodi di determinazione del meccanismo (determinazione della presenza di un intermedio, marcatura isotopica, evidenza stereochimica, studio della catalisi, effetti isotopici, evidenza cinetica). Meccanismi "multi-step" con formazione di intermedi.
Carbocationi (struttura e stabilità; formazione e reattività dei carbocationi, carbocationi non classici).Meccanismo SN1. Addizione a doppi legami multipli carbonio-carbonio (alcheni, dieni allil/vinil silani, allil/vinil stannani). Meccanismi E1.
Radicali liberi (struttura e stabilità, formazione e reattività dei radicali). Addizioni radicaliche a doppi legami. Ciclizzazioni radicaliche. Reazioni di legami C-H non attivati.
Meccanismi "one-step" senza formazione di intermedi. Meccanismo SN2. Meccanismo E2.
Reazioni pericicliche. Idrometallazione e carbometallazione. Cicloaddizioni concertate. La teoria perturbazionale. La reazione di Diels-Alder (Regioselettivita e stereoselettivita'. Effetto dei sostituenti. Catalisi. Diels-Alder diastereoselettive usando ausiliari chirali. Catalisi enantioselettiva delle reazioni di Diels-Alder. Reazioni di Diels-Alder intramolecolari. Scopo e applicazioni sintetiche. Cicloaddizioni 1,3-dipolari. (Regiochimica e stereochimica. Catalisi. Scopo ed applicazioni). Cicloaddizioni [2+2] (Reazioni di cicloaddizione di alcheni e cheteni. Sintesi di ciclobutani). Riarrangiamenti Unimolecolari. Riarrangiamenti sigmatropici [1,j]. Riarrangiamenti sigmatropici [3,3] (Riarrangiamento di Cope. Riarrangiamento di Claisen e Claisen modificati). Riarrangiamenti sigmatropici [2,3] (Riarrangiamento di solfossidi allilici, di ossidi di ammine, di ilidi di solfonio e di ammonio.Riarrangiamento di Wittig e di aza-Wittig). Eliminazioni termiche unimolecolari (reazioni cheletropiche, decomposizioni di azo-composti ciclici, -eliminazioni via stati di transizione ciclici).
Laboratorio (3 cfu)
Il corso si propone di mettere in pratica alcune delle reazioni presentate nel corso teorico, evidenziando tematiche stereochimiche ed utilizzando tecniche di lavoro in ambiente inerte.
Prerequisiti
Lo studente deve avere conoscenze di Chimica Organica I e Chimica Organica II, quindi deve conoscere la chimica organica dei composti alifatici ed aromatici per poter comprendere a fondo il programma del corso e seguire adeguatamente le lezioni.
Metodi didattici
Le lezioni si terranno sulla piattaforma Microsoft Teams e potranno essere seguite in sincrono sulla base dell'orario del primo semestre. Inoltre, le lezioni saranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti sulla piattaforma ARIEL dell'insegnamento.
Per quanto riguarda il modulo di laboratorio, le lezioni introduttive si svolgeranno in aula o su Teams, come sarà permesso dalla normativa e dai regolamenti di Ateneo. Le esercitazioni si volgeranno invece in presenza nell'arco di due settimane (indicativamente alla fine di Novembre) , in un turno unico o in due turni da una settimana l'uno, in dipendenza del numero dei partecipanti al corso rispetto alla capienza autorizzata per il laboratorio Fusco nel periodo di svolgimento.
Le esercitazioni sono state filmate e i video caricati sulla piattaforma Ariel del corso, a favore degli studenti che fossero comunque impossibilitati in modo documentato alla frequenza.
Per quanto riguarda il modulo di laboratorio, le lezioni introduttive si svolgeranno in aula o su Teams, come sarà permesso dalla normativa e dai regolamenti di Ateneo. Le esercitazioni si volgeranno invece in presenza nell'arco di due settimane (indicativamente alla fine di Novembre) , in un turno unico o in due turni da una settimana l'uno, in dipendenza del numero dei partecipanti al corso rispetto alla capienza autorizzata per il laboratorio Fusco nel periodo di svolgimento.
Le esercitazioni sono state filmate e i video caricati sulla piattaforma Ariel del corso, a favore degli studenti che fossero comunque impossibilitati in modo documentato alla frequenza.
Materiale di riferimento
1) Diapositive del corso accessibili tramite il portale Ariel.
(2) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis, V Edition, 2007 Springer Science;
(3) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A: Structure and Mechanisms, V Edition, 2007 Springer Science.
(2) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis, V Edition, 2007 Springer Science;
(3) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A: Structure and Mechanisms, V Edition, 2007 Springer Science.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, in forma orale.
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA - CFU: 9
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 48 ore
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Bernardi Anna, Passarella Daniele
Docente/i
Ricevimento:
martedi e giovedi 14.30-15.30
Studio - Via Golgi 19 - Dipartimento di Chimica oppure Chat in Teams (concordare via mail)