Advanced methods in organic synthesis
A.A. 2026/2027
Obiettivi formativi
Obiettivo dell'insegnamento è fornire le basi fondamentali per la conoscenza di alcune importanti reazioni della chimica organica di sintesi avanzata che portano alla formazione di legami carbonio-carbonio tramite l'impiego di reagenti o catalizzatori contenenti metalli di transizione (rame, palladio, nichel, rutenio, tungsteno) o elementi del blocco p (boro, silicio, stagno).
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sarà in grado di scegliere le reazioni più adeguate e innovative per la sintesi di particolari classi di sostanze organiche, identificando tra le possibili vie di sintesi quella più efficiente.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
- Reazioni che coinvolgono metalli di transizione. Preparazione e struttura dei reagenti di organorame, reazioni che coinvolgono reagenti e intermedi di organo-rame. Reazioni che coinvolgono intermedi di organo-palladio: alchilazione e sostituzione nucleofila catalizzata dal palladio, la reazione di Heck, reazioni di cross-coupling catalizzate dal palladio, reazioni di carbonilazione. Reazioni che coinvolgono altri metalli di transizione (organonickel, -rodio e -cobalto). [2.0 CFU]
- La reazione di metatesi delle olefine: RCM (Ring Closing Metathesis), ROM (Ring Opening Metathesis), CM (Cross Metathesis), RCAM (Ring Closing Alkyne Metathesis), Enyne RCM, Enyne CM. Catalizzatori e meccanismi di reazione. Applicazioni sintetiche. [1.5 CFU]
- Reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio usando composti di boro, silicio e stagno. Composti di organoboro: sintesi di organoborani; reazioni di carbonilazione e altre reazioni di omologazione a un atomo di carbonio; omologazione mediante enolati α-alogenati; sintesi stereoselettiva di alcheni; addizione nucleofila di gruppi allilici da composti del boro. Composti di organosilicio: sintesi di organosilani; caratteristiche generali delle reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio dei composti di organosilicio; reazioni di addizione ad aldeidi e chetoni; reazioni con ioni imminio; reazioni di acilazione; reazioni di addizione coniugata. Composti di organostagno: sintesi di organostannani; reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio dei composti di organostagno. [2.0 CFU]
- Sintesi totali: esempi che utilizzano le metodologie descritte nel corso. [0.5 CFU]
- La reazione di metatesi delle olefine: RCM (Ring Closing Metathesis), ROM (Ring Opening Metathesis), CM (Cross Metathesis), RCAM (Ring Closing Alkyne Metathesis), Enyne RCM, Enyne CM. Catalizzatori e meccanismi di reazione. Applicazioni sintetiche. [1.5 CFU]
- Reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio usando composti di boro, silicio e stagno. Composti di organoboro: sintesi di organoborani; reazioni di carbonilazione e altre reazioni di omologazione a un atomo di carbonio; omologazione mediante enolati α-alogenati; sintesi stereoselettiva di alcheni; addizione nucleofila di gruppi allilici da composti del boro. Composti di organosilicio: sintesi di organosilani; caratteristiche generali delle reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio dei composti di organosilicio; reazioni di addizione ad aldeidi e chetoni; reazioni con ioni imminio; reazioni di acilazione; reazioni di addizione coniugata. Composti di organostagno: sintesi di organostannani; reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio dei composti di organostagno. [2.0 CFU]
- Sintesi totali: esempi che utilizzano le metodologie descritte nel corso. [0.5 CFU]
Prerequisiti
Contenuti che costituiscono prerequisito indispensabile per seguire proficuamente il corso: elementi di sintesi organica classica (sintesi e modifica dei gruppi funzionali organici, formazione del legame carbonio-azoto, carbonio-ossigeno e carbonio-carbonio). Inoltre: (i) Alchilazione degli enolati e altri nucleofili al carbonio, (ii) Reazioni dei nucleofili al carbonio con composti carbonilici, (iii) Addizioni elettrofile a legami multipli carbonio-carbonio, (iv) Composti organometallici con metalli dei gruppi I, II e III.
Tali contenuti possono essere tipicamente acquisiti in corsi di chimica organica avanzata quali ad esempio Chimica Organica B (Laurea Magistrale in Scienze Chimiche) e Concepts & Methods in Organic Synthesis (Laurea Magistrale in Industrial Chemistry).
Tali contenuti possono essere tipicamente acquisiti in corsi di chimica organica avanzata quali ad esempio Chimica Organica B (Laurea Magistrale in Scienze Chimiche) e Concepts & Methods in Organic Synthesis (Laurea Magistrale in Industrial Chemistry).
Metodi didattici
Lezioni frontali tradizionali. Esercitazioni nell'orario del corso.
Materiale di riferimento
- F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis, V Edition, 2007 Springer Science.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Compiti scritti (2 compitini "in itinere" e una relazione scritta su un articolo di letteratura) con esame finale orale. Ciascun compito scritto è tipicamente composto da 10-15 domande aperte prese dagli esercizi del libro adottato (Carey & Sundberg, Part B; vedi Materiale di riferimento). Di norma i compiti scritti "in itinere" durano 3 ore. Il voto è in trentesimi e corrisponde ad una valutazione dettagliata delle competenze acquisite dallo studente. I risultati dei compiti "in itinere" sono pubblicati sulla piattaforma MyAriel in forma anonima (solo numero di matricola). L'esame finale orale (voto in trentesimi) è principalmente focalizzato su una discussione dei compiti scritti.
CHEM-05/A - Chimica organica - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente:
Pignataro Luca Luigi
Turni:
Turno
Docente:
Pignataro Luca LuigiDocente/i
Ricevimento:
Martedì dalle 10:30-12:30
Stanza 2042, secondo piano dell'edificio di Chimica (Corpo B)