Corso di Laurea in Chimica Industriale Programma di CHIMICA ORGANICA II e Laboratorio Prof. Vincenzo Amico SISTEMI AROMATICI NON BENZENOIDI Regola di Huckel. Anione ciclopentadienilico; Catione cicloeptatrienilico e Ciclopropenilico, Cicloottatetraene; Annuleni ALOGENODERIVATI DEL BENZENE Reattività; Sostituzione Nucleofila Aromatica: Meccanismo via Benzino, Eliminazione-Addizione. Meccanismo di Addizione-Eliminazione. Reazioni alogenobenzeni con metalli; Difenile FENOLI Acidità, effetto dei sostitueti. Reazioni dei fenoli: Formazione di Eteri; Alogenazione; Sintesi di Reiman-Tieman; Sintesi di Kolbe; Nitrosazione; Solfonazione; Nitrazione; Acilazione. AMMINE AROMATICHE: Nomenclatura; Basicità: effetto del fenile e dei sostituenti. Acetilazione dell’anilina: l’acetanilide. Sostituzione elettrofila sull’acetanilide: Alogenazione, Nitrazione, Solfonazione, Acilazione dell’Anilina. SALI DI DIAZONIO: Preparazione, stabilità. Reazione di SN1 dei sali di diazonio. Reazioni di Sandmayer. Reazioni di Sandamayer e Gatterman. Reazione con H3PO2. Reazioni di copulazione con anelli aromatici attivati. NITRODERIVATI AROMATICI Metodi di preparazione degli aromatici: nitrazione del benzene. Reazioni dei nitrocomposti: Sostituzione nucleofila negli aromatici, acidità degli idrogeni in α e condensazione con aldeidi; riduzione ad ammine con formazione di specie intermedie. Meccanismo delle reazioni Sigmatropiche: la trasposizione benzidinica COMPOSTI BIFUNZIONALI COMPOSTI IDROSSI-CARBONILICI Preparazioni: condensazione aciloinica; condensazione benzoinica; carbonilici o con epossidi. 1,3-Ditiani con composti COMPOSTI CARBONILICI α-β INSATURI Stabilità. Metodi di preparazione: condensazione aldolica; condensazione crotonica; ossidazione di alcool allilici. Reazioni: addizione 1,2 e 1,4 con CN-, reattivi di Grignard, alchil-litio cuprati, riducenti. IDROSSIACIDI Preparazioni: da α-alogenoacidi; idrolisi di cianidrine; trasposizione benzilica; reazione di Reformansky; idrolisi di lattoni. Reazioni degli idrossiacidi: formazione di lattoni; formazione di acidi α-β insaturi; formazione di lattidi. ACIDI BICARBOSSILICI Metodi di preparazione e proprietà. Acidità. Comportamento termico. Formazione di derivati. COMPOSTI BICARBONILICI Metodi di preparazione: sintesi di Claisen, Claisen incrociate (per β chetoesteri), sintesi di Claisen modificata (per β-dichetoni); preparazione di α-chetoacidi da 1,3 ditiani con CO2 e da cloruri acilici. Reazioni: decarbossilazione dei β-chetoacidi; sintesi malonica, sintesi acetoacetica, sintesi di Knoevanagel, addizione di Michael, anellazione di Robinson. CHINONI Nomenclatura e principali chinoni di interesse biologico. Metodi di preparazione: ossidazione di idrochinoni, fenoli, amminofenoli. Equilibri di ossidoriduzione chinone-idrochinone. Reazioni: Addizione di HCl e alcoli ai chinoni, addizione di ammine aromatiche; reazioni di DiesAlder sui chinoni. AMMINOACIDI Nomenclatura, proprietà fisiche, comportamento ai diversi pH, comportamento al riscaldamento. Sintesi degli amminoacidi: sintesi di Strecker; da α-alogeno acidi; sintesi di Gabriel; sintesi ammidomalonica. Reazioni degli Amminoacidi: formazione di peptidi e proteine; reazione con ninidrina. Struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria delle proteine. CHIMICA DEI COMPOSTI ETEROCICLICI Classificazione, aromaticità. Definizione di composti elettron-ricchi ed elettron-poveri. Principali composti eterociclici. SISTEMI ELETTRONRICCHI Reattività comparata del Pirrolo, Furano, Tiofene. Reattività degli eterociclici pentatomici sostituiti. PIRROLO Sintesi di pirroli: Sintesi di Knorr; sintesi di Hantszch. Reazioni del pirrolo: Sostituzione Elettrofila (Nitrazione, Solfonazione, Alogenazione, Acilazione, Alchilazione, Formilazione, Nitrosazione, Copulazione, Carbonatazione). Riduzione e ossidazione. INDOLO Reattività verso le sostituzioni elettrofile. Sintesi: sintesi di Fischer; sintesi di Reissert. 3-Idrossiindolo: sintesi di Heunemann-Peleger, formazione del trans-indaco. FURANO E TIOFENE Furano: sintesi di Paal-Knorr, sintesi di Feist, sintesi dai pentosani. Sostituzione elettrofila su furano. Reattività del tiofene: metallazione, alogenazione, riduzione. Sintesi del tiofene di PaalKnorr. SISTEMI ELETTRONPOVERI PIRIDINA Reattività. Sintesi: di Hantzsch; sintesi di Guareschi; preparazione da derivati del furano con NH3. Reazioni sull’azoto della piridina; solfonazione, acilazione, alogenazione, formazione dell’Nossido. Sostituzione Elettrofila e Nucleofila sull’anello. Reazione di Chichibabin; alchilazione. Sostituzioni Radicaliche in presenza di Na. Riduzione. Sostituzione Elettrofila sull’N-ossido di piridina, comportamento nucleofilo dell’N-ossido. CHINOLINA E ISOCHINOLINA Reattività verso le Sostituzioni Elettrofile e Sostituzioni Nucleofile.Sintesi di Skraup, di DoebnerMiller, di Biscler-Napieralsky. SALI DI PIRILIO Reazione con OH, con NH3, con ammine primarie. Sintesi di Robinson e da sistemi δ-dicarbonilci. Derivati del pirilio: α e γ pirone, ione Flavilio. Sintesi di Robinson del Flavilio, Flavanone, Flavone. SISTEMI 1,3 DIPOLARI Nitrilossidi, Nitrilimmine, Diazoalcani. Metodi di preparazione. Preparazione del diazometano. Reazioni di cicloaddizione 1,3 dipolari: meccanismo e stereospecificità. ETEROCICLI CON PIU’ DI UN ETEROATOMO Anelli misti a cinque termini: Pirazolo, Imidazolo, Isossazolo, Tiazolo. Reattività verso le Sostituzioni Elettrofile; tautomeria, basicità. Sostituzione nucleofila su Isossazolo, copulazione su Imidazolo. Sintesi dell’imidazolo da ossalaldeide con ammoniaca e aldeidi; da α cloro-chetoni con derivati dell’urea. Sintesi del Pirazolo da 1,3 dichetoni con idrazine. ANELLI MISTI A SEI TERMINI DIAZINE Reattività verso le Sostituzioni Elettrofile e le Sostituzioni Nucleofile. Sintesi pirimidine: reazione dell’estere malonico con i derivati dell’Urea; sintesi dei derivati della purina da derivati della Pirimidina. Derivati della Pirimidina e della Purina: Uracile, Timina, Adenina, Guanina, Acido Urico, Nucleosidi, Nucleotidi, e Acidi Nucleici: RNA e DNA. Testi consigliati: Streitwieser Chimica Organica - Edises Appunti di lezione.