Chimica organica a

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
9
Crediti massimi
96
Ore totali
SSD
CHIM/06
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
- 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 ed acquisire una certa indipendenza
Lo studente acquisirà competenze complementari a quelle già acquisite nella stereochimica, nel campo della sintesi organica avanzata e nei meccanismi di reazione meno comuni e delle reazioni pericicliche. Dal modulo di laboratorio lo studente acquisirà una buona manualità ed indipendenza nella esecuzione di reazioni di sintesi organica in ambiente inerte e con implicazioni stereochimiche.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA - CFU: 9
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 48 ore
Programma
1° parte: Chimica Organica A (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 stereoselettività. 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, Beta-eliminazioni via stati di transizione ciclici).

2° parte: Laboratorio di Chimica Organica A (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.
Informazioni sul programma
Modalita' di frequenza
Parte di Chimica Organica: fortemente consigliata
Parte di laboratorio: obbligatoria sia per le lezioni che per le esercitazioni in laboratorio

Modalita' di erogazione: Tradizionale
Prerequisiti e modalità di esame
Prerequisiti
Sono prerequisiti i corsi di Chimica Organica fondamentali della Laurea Triennale in Chimica o Chimica Industriale

Modalità di esame
Il modulo di Chimica Organica prevede una prova finale scritta e, a discrezione del docente, una prova orale, qualora, sulla base del risultato della prova scritta, venisse ritenuto necessario un approfondimento delle conoscenze dello studente. Il modulo di Laboratorio di Chimica prevede come modalità d'esame la valutazione delle prove pratiche effettuate dallo studente durante il corso. Viene verbalizzato un unico voto basato sulla media delle votazioni dei due moduli, pesata in base ai crediti.
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati:
(1) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis, V Edition, 2007 Springer Science;
(2) F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A: Structure and Mechanisms, V Edition, 2007 Springer Science.
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Mercoledi' 14.30-16.30
Dip. di Chimica, II piano , ala B, stanza 2045
Ricevimento:
venerdi 10.00-12.00
Studio docente, stanza 1011 - Dipartimento di Chimica, Corpo C, ala nord, 1° piano - via Camillo Golgi, 19