Chimica organica (E24)

A.A. 2014/2015
10
Crediti massimi
80
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Obiettivo del corso è fornire le basi per interpretare e prevedere struttura, proprietà fisiche e comportamento chimico delle molecole organiche. Il corso si propone di presentare sia gli aspetti sintetici che meccanicistici in modo da condurre gli studenti a una comprensione essenziale dei principi, e delle reazioni fondamentali della chimica organica. Le nozioni apprese nel corso di Chimica Organica rappresentano il "codice basilare" per poter affrontare con l'adeguato bagaglio culturale corsi degli anni successivi, quali ad esempio Biochimica, Chimica Farmaceutica, ecc.
Programma e organizzazione didattica

Linea A-L

Linea A-L
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Parte generale. Atomi, molecole e moli. Orbitali atomici. Configurazione elettronica. Unicità del carbonio. Strutture di Lewis e la regola dell'ottetto. Il legame chimico. Legame ionico, covalente puro e covalente polare. Orbitali atomici, molecolari e ibridi. Legame singolo doppio e triplo. Metano, etano, etilene, acetilene, ammoniaca e acqua. Il concetto di risonanza. Le frecce in chimica organica. Come si rappresentano le molecole. Formule brute, formule di struttura estese e abbreviate. Isomeri strutturali. Classificazione dei composti organici in base alla struttura e ai gruppi funzionali. Forze intermolecolari. Interazioni dipolo-dipolo, forze di Van der Waals, legame idrogeno. Solubilità. Solventi organici. Idrofilia e lipofilia. Tipi di reazioni. Come avvengono le reazioni organiche. Aspetti termodinamici e cinetici. Diagrammi di energia.
Alcani. Alcani, alcani ramificati e cicloalcani. Nomenclatura. Analisi conformazionale negli alcani: etano e butano. Proiezioni di Newman Analisi conformazionale nei cicloalcani: ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano, cicloesano. Cicloesani mono e disostituiti. Isomeria cis-trans nei cicloalcani. Cicloalcani condensati. Proprietà fisiche degli alcani. Reazioni radicaliche. Cos'è un radicale. Reattività degli alcani: alogenazione e ossidazione. Metodi di ottenimento. Riduzione di alcheni e alchini e composti carbonilici.
Stereochimica. Introduzione alla chiralità. Oggetti e atomi asimmetrici. Molecole chirali e achirali. Enantiomeri. Polarimetria. Potere ottico rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico e purezza ottica. Assegnazione della configurazione assoluta. Convenzione C.I.P. (Cahn-Ingold-Prelog), sistema R, S. Regole di assegnazione della priorità. Proiezioni di Fischer. Molecole con più stereocentri: diastereoisomeri. Forme meso. Chiralità nei cicloalcani sostituiti. Racemi e risoluzione. Reagenti risolventi. Prochiralità di carboni sp2 e sp3. Chiralità in atomi diversi dal carbonio. Molecole dissimmetriche ma non asimmetriche: simmetria C2 in alleni, spirani e bifenili ingombrati. Atropoisomeria. Importanza della chiralità nel mondo biologico e nelle molecole ad attività farmacologica.
Acidi e basi. Acidi e basi secondo Arrhenius. Acidi e basi secondo Brønsted-Lowry. Costanti di dissociazione acida, pKa e forza di acidi e basi. Posizioni dell'equilibrio nelle reazioni acido-base. Struttura molecolare e acidità. Acidi e basi secondo Lewis. Fattori che influenzano l'acidità nelle molecole organiche. Nucleofilia ed elettrofilia.
Alogenocomposti alifatici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Reazioni di sostituzione nucleofila. Meccanismi SN1 e SN2, fattori che ne influenzano il decorso e aspetti stereochimici. Meccanismi E1 e E2, fattori che ne influenzano il decorso e aspetti stereochimici. Pseudoalogenuri come gruppi uscenti alternativi. Competizione SN/E. Preparazione di alogenocomposti da alcoli.
Alcheni. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Isomeria cis-trans negli alcheni. Il sistema E/Z. Reattività. Carbocationi. Addizione elettrofile agli alcheni: generalità. Regola di Markovnikov. Addizione di acidi alogenidrici. Riarrangiamento del carbocatione. Aspetti stereochimici. Addizione di alogeni: lo ione alonio. Addizione di alogeni e acidi ipoalogenosi. Addizione di acqua catalizzata da acidi, ossimercuriazione/riduzione e idroborazione/ossidazione. Conseguenze regio e stereochimiche. Reazioni di riduzione catalitica del doppio legame. Calori di idrogenazione e stabilità degli alcheni. Reazioni di ossidazione: ossidrilazioni e demolizioni ossidative. Aspetti stereochimici. Preparazione per reazione di eliminazione da alcoli, da alogenuri alchilici e da sali di ammonio quaternario. Regole di Zaitsev e Hofmann. Preparazione per riduzione parziale di alchini.
Alchini. Nomenclatura e proprietà fisiche. Acidità. Reattività. Alchilazione di acetiluri. Addizioni elettrofile: addizione di alogeni, di acidi alogenidrici, di acqua e confronto di reattività con gli alcheni. Riduzioni. Acetilene.
Dieni coniugati. Nomenclatura e proprietà fisiche. Reattività. Calore di idrogenazione. Reazioni di addizione 1,2 e 1,4. Addizione di acidi alogenidrici e alogeni. Fattori che influenzano la distribuzione dei prodotti. La cicloaddizione di Diels-Alder. Aspetti stereochimici e regiochimici. Meccanismo.
Benzene e derivati. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Calore di idrogenazione. Struttura elettronica del benzene. Risonanza del benzene e di altri sistemi importanti. Rappresentazioni del benzene. Regola di Hückel. Sostituzione elettrofila aromatica su benzene e derivati monosostituiti. Nitrazione. Solfonazione. Alogenazione. Alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts. Sostituenti attivanti e disattivanti. Effetto induttivo e mesomero. Effetti orientanti. SEAr su benzeni disostituiti: effetti agonisti e antagonisti. Riduzione dell'anello aromatico. Ossidazione in posizione benzilica.
Alcoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Classificazione. Acidità e basicità. Reattività. Ossidazione. Disidratazione. Sintesi. Preparazione per idratazione di alcheni e per riduzione di composti carbonilici.
Composti organometallici. Legame carbonio-metallo. Reattività in funzione della natura dei metalli. Reattivi di Grignard e di organo-litio. Basicità e nucleofilia. Preparazione dei composti organometallici. Reazioni con aldeidi, chetoni, esteri, epossidi, anidride carbonica.
Fenoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità e basicità. Reattività. Sintesi di eteri fenolici. Sostituzione elettrofila aromatica. Sintesi. Fusione alcalina. Preparazione da sali di diazonio. Fenoli di notevole interesse. Le diossine.
Eteri. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Sintesi. Da alcoli per disidratazione. Reazione di Williamson. Addizione di alcoli ad alcheni. Scissione con HX.
Composti solforati. Tioalcoli e tiofenoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità. Reazioni di ossidazione. Preparazione. Cenni sulla chimica di tioeteri, disolfuri, solfossidi, solfoni e acidi solfonici.
Epossidi. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività ai nucleofili in ambiente acido e basico. Implicazioni stereochimiche. Sintesi. Per deidroalogenzione di aloidrine e per ossidazione di alcheni.
Aldeidi e chetoni. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Addizioni nucleofile al carbonile: acqua, alcoli, ammoniaca e derivati, tioli, cianuri. Riduzione con idruri. Reazione di Wittig. Ossidazione. Deossigenazione ad alcani (Clemmensen, Wolff-Kishner, idrogenolisi di tioacetali). Sintesi. Da composti di Grignard e nitrili, per riduzione parziale di acidi carbossilici (e derivati) con idruri e Per ossidazione di alcoli. Aldeidi e chetoni di notevole importanza: formaldeide, acetaldeide, acetone.
Acidi carbossilici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità. Effetto di sostituenti sull'acidità. Formazione di sali. Reattività. Riduzione ad alcoli. Metodi di preparazione degli acidi carbossilici: ossidativi, carbonatazione di reagenti organometallici, idrolisi di derivati. Reazioni all'H idrossilico: carbossilato come nucleofilo, formazione di esteri metilici con diazometano. Reazioni all'OH idrossilico: sostituzione nucleofila acilica. Formazione di alogenuri, anidridi, esteri e ammidi. Esterificazione di Fischer. Decarbossilazione dei beta chetoacidi. Acidi grassi e trigliceridi. Grassi e oli. Esteri dell'acido nitrico e fosforico.
Derivati degli acidi carbossilici (alogenuri acilici, anidridi, esteri, ammidi e nitrili). Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. La sostituzione nucleofila acilica: meccanismo e applicazioni. Idrolisi. Trasformazioni tra i derivati degli acidi carbossilici, consentite e non. Riduzione. Lattoni, lattami, immidi e anidridi cicliche: preparazione e reattività. Acidità di ammidi, solfonammidi e immidi.
Chimica degli enoli e degli ioni enolato. Formazione di enoli e enolati. Reazioni via enolo e via enolato. Il ruolo della base. Alogenazione di aldeidi e chetoni via enolo e enolato. Alogenazione degli acidi di Hell-Volhard-Zelinsky. Alchilazione diretta di enolati. Reazione di Stork. Sintesi malonica. Sintesi acetacetica. Reazioni di condensazione: Condensazione aldolica e crotonizzazione. Aldoliche intramolecolari e miste. Reazione di Knovenagel. Condensazione di Claisen e Dieckmann. Claisen miste. Reazione di Mannich.
Composti carbonilici e nitrili α,β-insaturi. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reazioni di addizione coniugata con nucleofili. Addizione di Michael e sue applicazioni. Reazioni con composti organometallici. Anellazione di Robinson. Riduzione. Preparazione con reazioni di tipo aldolico.
Ammine. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Basicità e acidità. Reattività. Alchilazione e acilazione. Sali di ammonio quaternari. Eliminazione di Hofmann. Diazotazione e reazioni degli ioni diazonio delle ammine alifatiche e aromatiche. Sintesi. Sintesi di Gabriel. Reazioni di amminazione riducente. Riarrangiamento di Hofmann. Riduzione di nitro composti, nitrili, ammidi, azidi.
Carboidrati. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Classificazione e proprietà. Proiezioni di Fischer. Strutture dei monosaccaridi: stereochimica e configurazione, strutture cicliche. Mutarotazione. Reazioni dei monosaccaridi: formazione di glicosidi. Reazioni dei monosaccaridi: formazione di eteri, esteri e acetali. Idrolisi selettive. Reazioni di ossidazione: formazione di acidi aldonici. Saggi di Tollens, Fehling e Benedict. Zuccheri riducenti e non riducenti. Reazioni di ossidazione: formazione di acidi aldarici e ossidazione con acido periodico. Reazioni di riduzione: formazione di alditoli. Sintesi di Kiliani-Fischer. Degradazione di Ruff. Prova della stereochimica del glucosio. Disaccaridi: saccarosio, maltosio, lattosio, cellobiosio. Polisaccaridi: amido, glicogeno e cellulosa. Polisaccaridi funzionalizzati: eteri, acetati e esteri nitrici: celluloide e fulmicotone.
Amminoacidi, peptidi, proteine. Amminoacidi naturali. Ruolo biologico, stereochimica e classificazione. Proprietà acido-base, titolazione, punto isoelettrico. Elettroforesi. Reattività del gruppo amminico e carbossilico. Reazioni di esterificazione e acilazione. Ossidazione della cisteina. Reazione con la ninidrina. Sintesi di amminoacidi: da -alogenoacidi, sintesi malonica e sintesi di Strecker. Risoluzione. Sintesi peptidica. Gruppi protettivi all'azoto e al carbonio. Protezione e deprotezione selettiva. Formazione del legame peptidico con dicicloesilcarbodiimmide (DCCI). Sintesi peptidica in fase liquida e solida (Merrifield). Struttura secondaria delle proteine: alfa-elica, beta-sheet, beta-turns. Struttura terziaria: proteine fibrose e globulari. Struttura quaternaria: subunità proteiche.
Composti eterociclici aromatici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità e basicità. Reattività di furano, pirrolo, tiofene, indolo e benzofurano. Sostituzioni elettrofile. Sintesi di Paal-Knorr di furano, pirrolo e tiofene. Sintesi di Fischer dell'indolo. Reattività di piridina e chinolina. Sostituzioni elettrofile e nucleofile. Reazione di Chichibabin. Sintesi di Hantzsch della piridina e sintesi di Friedländer della chinolina.
Acidi nucleici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Basi pirimidiniche e puriniche: tautomeria, protonabilità.
Prerequisiti e modalità di esame
Scritto + orale, votazione in trentesimi.
Prova scritta: 10 esercizi su tutto il programma da svolgere in 2 ore. Ogni esercizio vale fino a 3 punti.
Tipologia degli esercizi presenti di norma nella prova scritta: scala di acidità/basicità/nucleofilia/reattività relative; reattività di gruppi funzionali; preparazione di gruppi funzionali; stereochimica; sintesi guidata; reattività/proprietà di anelli aromatici; reazioni/sintesi/stereochimica di carboidrati; sintesi/proprietà di amminoacidi o peptidi; sintesi/reattività di eterocicli; reazione di condensazione carbonilica; meccanismo di reazione.
Prova orale: L'ammissione alla prova orale è vincolata al superamento della prova scritta con una votazione di almeno 18/30. Il colloquio verte principalmente su concetti e principi della chimica. La prova orale si tiene di norma entro 15 gg dallo svolgimento della prova scritta.
Materiale didattico e bibliografia
- Brown - Foote - Iverson, Chimica Organica, EDISES
- Bruice, Chimica Organica, EDISES
- McMurry, Chimica Organica, PICCIN
- Botta, Chimica Organica, EDI-ERMES
- Vollhardt, Chimica Organica, ZANICHELLI
-Streitwieser - Heathcock , Introduzione alla Chimica Organica, PICCIN

Altro materiale a disposizione degli studenti
Sito Ariel del docente (http://gabbiatico.ariel.ctu.unimi.it) con: slide delle lezioni, esercizi, temi d'esame, video, materiale didattico addizionale, elenco siti web di interesse, forum.
Lezioni: 80 ore
Docente: Abbiati Giorgio

Linea M-Z

Linea M-Z
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Parte generale. Atomi, molecole e moli. Orbitali atomici. Configurazione elettronica. Unicità del carbonio. Strutture di Lewis e la regola dell'ottetto. Il legame chimico. Legame ionico, covalente puro e covalente polare. Orbitali atomici, molecolari e ibridi. Legame singolo doppio e triplo. Metano, etano, etilene, acetilene, ammoniaca e acqua. Il concetto di risonanza. Le frecce in chimica organica. Come si rappresentano le molecole. Formule brute, formule di struttura estese e abbreviate. Isomeri strutturali. Classificazione dei composti organici in base alla struttura e ai gruppi funzionali. Forze intermolecolari. Interazioni dipolo-dipolo, forze di Van der Waals, legame idrogeno. Solubilità. Solventi organici. Idrofilia e lipofilia. Tipi di reazioni. Come avvengono le reazioni organiche. Aspetti termodinamici e cinetici. Diagrammi di energia.
Alcani. Alcani, alcani ramificati e cicloalcani. Nomenclatura. Analisi conformazionale negli alcani: etano e butano. Proiezioni di Newman Analisi conformazionale nei cicloalcani: ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano, cicloesano. Cicloesani mono e disostituiti. Isomeria cis-trans nei cicloalcani. Cicloalcani condensati. Proprietà fisiche degli alcani. Reazioni radicaliche. Cos'è un radicale. Reattività degli alcani: alogenazione e ossidazione. Metodi di ottenimento. Riduzione di alcheni e alchini e composti carbonilici.
Stereochimica. Introduzione alla chiralità. Oggetti e atomi asimmetrici. Molecole chirali e achirali. Enantiomeri. Polarimetria. Potere ottico rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico e purezza ottica. Assegnazione della configurazione assoluta. Convenzione C.I.P. (Cahn-Ingold-Prelog), sistema R, S. Regole di assegnazione della priorità. Proiezioni di Fischer. Molecole con più stereocentri: diastereoisomeri. Forme meso. Chiralità nei cicloalcani sostituiti. Racemi e risoluzione. Reagenti risolventi. Prochiralità di carboni sp2 e sp3. Chiralità in atomi diversi dal carbonio. Molecole dissimmetriche ma non asimmetriche: simmetria C2 in alleni, spirani e bifenili ingombrati. Atropoisomeria. Importanza della chiralità nel mondo biologico e nelle molecole ad attività farmacologica.
Acidi e basi. Acidi e basi secondo Arrhenius. Acidi e basi secondo Brønsted-Lowry. Costanti di dissociazione acida, pKa e forza di acidi e basi. Posizioni dell'equilibrio nelle reazioni acido-base. Struttura molecolare e acidità. Acidi e basi secondo Lewis. Fattori che influenzano l'acidità nelle molecole organiche. Nucleofilia ed elettrofilia.
Alogenocomposti alifatici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Reazioni di sostituzione nucleofila. Meccanismi SN1 e SN2, fattori che ne influenzano il decorso e aspetti stereochimici. Meccanismi E1 e E2, fattori che ne influenzano il decorso e aspetti stereochimici. Pseudoalogenuri come gruppi uscenti alternativi. Competizione SN/E. Preparazione di alogenocomposti da alcoli.
Alcheni. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Isomeria cis-trans negli alcheni. Il sistema E/Z. Reattività. Carbocationi. Addizione elettrofile agli alcheni: generalità. Regola di Markovnikov. Addizione di acidi alogenidrici. Riarrangiamento del carbocatione. Aspetti stereochimici. Addizione di alogeni: lo ione alonio. Addizione di alogeni e acidi ipoalogenosi. Addizione di acqua catalizzata da acidi, ossimercuriazione/riduzione e idroborazione/ossidazione. Conseguenze regio e stereochimiche. Reazioni di riduzione catalitica del doppio legame. Calori di idrogenazione e stabilità degli alcheni. Reazioni di ossidazione: ossidrilazioni e demolizioni ossidative. Aspetti stereochimici. Preparazione per reazione di eliminazione da alcoli, da alogenuri alchilici e da sali di ammonio quaternario. Regole di Zaitsev e Hofmann. Preparazione per riduzione parziale di alchini.
Alchini. Nomenclatura e proprietà fisiche. Acidità. Reattività. Alchilazione di acetiluri. Addizioni elettrofile: addizione di alogeni, di acidi alogenidrici, di acqua e confronto di reattività con gli alcheni. Riduzioni. Acetilene.
Dieni coniugati. Nomenclatura e proprietà fisiche. Reattività. Calore di idrogenazione. Reazioni di addizione 1,2 e 1,4. Addizione di acidi alogenidrici e alogeni. Fattori che influenzano la distribuzione dei prodotti. La cicloaddizione di Diels-Alder. Aspetti stereochimici e regiochimici. Meccanismo.
Benzene e derivati. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Calore di idrogenazione. Struttura elettronica del benzene. Risonanza del benzene e di altri sistemi importanti. Rappresentazioni del benzene. Regola di Hückel. Sostituzione elettrofila aromatica su benzene e derivati monosostituiti. Nitrazione. Solfonazione. Alogenazione. Alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts. Sostituenti attivanti e disattivanti. Effetto induttivo e mesomero. Effetti orientanti. SEAr su benzeni disostituiti: effetti agonisti e antagonisti. Riduzione dell'anello aromatico. Ossidazione in posizione benzilica.
Alcoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Classificazione. Acidità e basicità. Reattività. Ossidazione. Disidratazione. Sintesi. Preparazione per idratazione di alcheni e per riduzione di composti carbonilici.
Composti organometallici. Legame carbonio-metallo. Reattività in funzione della natura dei metalli. Reattivi di Grignard e di organo-litio. Basicità e nucleofilia. Preparazione dei composti organometallici. Reazioni con aldeidi, chetoni, esteri, epossidi, anidride carbonica.
Fenoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità e basicità. Reattività. Sintesi di eteri fenolici. Sostituzione elettrofila aromatica. Sintesi. Fusione alcalina. Preparazione da sali di diazonio. Fenoli di notevole interesse. Le diossine.
Eteri. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Sintesi. Da alcoli per disidratazione. Reazione di Williamson. Addizione di alcoli ad alcheni. Scissione con HX.
Composti solforati. Tioalcoli e tiofenoli. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità. Reazioni di ossidazione. Preparazione. Cenni sulla chimica di tioeteri, disolfuri, solfossidi, solfoni e acidi solfonici.
Epossidi. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività ai nucleofili in ambiente acido e basico. Implicazioni stereochimiche. Sintesi. Per deidroalogenzione di aloidrine e per ossidazione di alcheni.
Aldeidi e chetoni. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. Addizioni nucleofile al carbonile: acqua, alcoli, ammoniaca e derivati, tioli, cianuri. Riduzione con idruri. Reazione di Wittig. Ossidazione. Deossigenazione ad alcani (Clemmensen, Wolff-Kishner, idrogenolisi di tioacetali). Sintesi. Da composti di Grignard e nitrili, per riduzione parziale di acidi carbossilici (e derivati) con idruri e Per ossidazione di alcoli. Aldeidi e chetoni di notevole importanza: formaldeide, acetaldeide, acetone.
Acidi carbossilici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità. Effetto di sostituenti sull'acidità. Formazione di sali. Reattività. Riduzione ad alcoli. Metodi di preparazione degli acidi carbossilici: ossidativi, carbonatazione di reagenti organometallici, idrolisi di derivati. Reazioni all'H idrossilico: carbossilato come nucleofilo, formazione di esteri metilici con diazometano. Reazioni all'OH idrossilico: sostituzione nucleofila acilica. Formazione di alogenuri, anidridi, esteri e ammidi. Esterificazione di Fischer. Decarbossilazione dei beta chetoacidi. Acidi grassi e trigliceridi. Grassi e oli. Esteri dell'acido nitrico e fosforico.
Derivati degli acidi carbossilici (alogenuri acilici, anidridi, esteri, ammidi e nitrili). Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reattività. La sostituzione nucleofila acilica: meccanismo e applicazioni. Idrolisi. Trasformazioni tra i derivati degli acidi carbossilici, consentite e non. Riduzione. Lattoni, lattami, immidi e anidridi cicliche: preparazione e reattività. Acidità di ammidi, solfonammidi e immidi.
Chimica degli enoli e degli ioni enolato. Formazione di enoli e enolati. Reazioni via enolo e via enolato. Il ruolo della base. Alogenazione di aldeidi e chetoni via enolo e enolato. Alogenazione degli acidi di Hell-Volhard-Zelinsky. Alchilazione diretta di enolati. Reazione di Stork. Sintesi malonica. Sintesi acetacetica. Reazioni di condensazione: Condensazione aldolica e crotonizzazione. Aldoliche intramolecolari e miste. Reazione di Knovenagel. Condensazione di Claisen e Dieckmann. Claisen miste. Reazione di Mannich.
Composti carbonilici e nitrili α,β-insaturi. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Reazioni di addizione coniugata con nucleofili. Addizione di Michael e sue applicazioni. Reazioni con composti organometallici. Anellazione di Robinson. Riduzione. Preparazione con reazioni di tipo aldolico.
Ammine. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Basicità e acidità. Reattività. Alchilazione e acilazione. Sali di ammonio quaternari. Eliminazione di Hofmann. Diazotazione e reazioni degli ioni diazonio delle ammine alifatiche e aromatiche. Sintesi. Sintesi di Gabriel. Reazioni di amminazione riducente. Riarrangiamento di Hofmann. Riduzione di nitro composti, nitrili, ammidi, azidi.
Carboidrati. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Classificazione e proprietà. Proiezioni di Fischer. Strutture dei monosaccaridi: stereochimica e configurazione, strutture cicliche. Mutarotazione. Reazioni dei monosaccaridi: formazione di glicosidi. Reazioni dei monosaccaridi: formazione di eteri, esteri e acetali. Idrolisi selettive. Reazioni di ossidazione: formazione di acidi aldonici. Saggi di Tollens, Fehling e Benedict. Zuccheri riducenti e non riducenti. Reazioni di ossidazione: formazione di acidi aldarici e ossidazione con acido periodico. Reazioni di riduzione: formazione di alditoli. Sintesi di Kiliani-Fischer. Degradazione di Ruff. Prova della stereochimica del glucosio. Disaccaridi: saccarosio, maltosio, lattosio, cellobiosio. Polisaccaridi: amido, glicogeno e cellulosa. Polisaccaridi funzionalizzati: eteri, acetati e esteri nitrici: celluloide e fulmicotone.
Amminoacidi, peptidi, proteine. Amminoacidi naturali. Ruolo biologico, stereochimica e classificazione. Proprietà acido-base, titolazione, punto isoelettrico. Elettroforesi. Reattività del gruppo amminico e carbossilico. Reazioni di esterificazione e acilazione. Ossidazione della cisteina. Reazione con la ninidrina. Sintesi di amminoacidi: da -alogenoacidi, sintesi malonica e sintesi di Strecker. Risoluzione. Sintesi peptidica. Gruppi protettivi all'azoto e al carbonio. Protezione e deprotezione selettiva. Formazione del legame peptidico con dicicloesilcarbodiimmide (DCCI). Sintesi peptidica in fase liquida e solida (Merrifield). Struttura secondaria delle proteine: alfa-elica, beta-sheet, beta-turns. Struttura terziaria: proteine fibrose e globulari. Struttura quaternaria: subunità proteiche.
Composti eterociclici aromatici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Acidità e basicità. Reattività di furano, pirrolo, tiofene, indolo e benzofurano. Sostituzioni elettrofile. Sintesi di Paal-Knorr di furano, pirrolo e tiofene. Sintesi di Fischer dell'indolo. Reattività di piridina e chinolina. Sostituzioni elettrofile e nucleofile. Reazione di Chichibabin. Sintesi di Hantzsch della piridina e sintesi di Friedländer della chinolina.
Acidi nucleici. Nomenclatura struttura e proprietà fisiche. Basi pirimidiniche e puriniche: tautomeria, protonabilità.
Prerequisiti e modalità di esame
Scritto + orale, votazione in trentesimi.
Prova scritta: 10 esercizi su tutto il programma da svolgere in 2 ore. Ogni esercizio vale fino a 3 punti.
Tipologia degli esercizi presenti di norma nella prova scritta: scala di acidità/basicità/nucleofilia/reattività relative; reattività di gruppi funzionali; preparazione di gruppi funzionali; stereochimica; sintesi guidata; reattività/proprietà di anelli aromatici; reazioni/sintesi/stereochimica di carboidrati; sintesi/proprietà di amminoacidi o peptidi; sintesi/reattività di eterocicli; reazione di condensazione carbonilica; meccanismo di reazione.
Prova orale: L'ammissione alla prova orale è vincolata al superamento della prova scritta con una votazione di almeno 18/30. Il colloquio verte principalmente su concetti e principi della chimica. La prova orale si tiene di norma entro 15 gg dallo svolgimento della prova scritta.
Materiale didattico e bibliografia
- Brown - Foote - Iverson, Chimica Organica, EDISES
- Bruice, Chimica Organica, EDISES
- McMurry, Chimica Organica, PICCIN
- Botta, Chimica Organica, EDI-ERMES
- Vollhardt, Chimica Organica, ZANICHELLI
-Streitwieser - Heathcock , Introduzione alla Chimica Organica, PICCIN

Altro materiale a disposizione degli studenti
Sito Ariel (http://gabbiatico.ariel.ctu.unimi.it) con: slide delle lezioni, esercizi, temi d'esame, video, materiale didattico addizionale, elenco siti web di interesse, forum.
Lezioni: 80 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
DiSFarm - Sezione di Chimica Generale e Organica "A. Marchesini", via Venezian, 21 - Edificio 5, corpo A, 2° piano, stanza 2044
Ricevimento:
previo appuntamento via e-mail
studio del docente