Programma Chimica Organica

Programma di Chimica Organica per Tossicologia (2008/2009)
STRUTTURA e REATTIVITA’: teoria strutturale, strutture di Lewis, regola dell’ottetto, legami
chimici (ionico e covalente), teoria dell’ibridazione degli orbitali, formule di struttura
bidimensionali e tridimensionali.
GRUPPI FUNZIONALI: idrocarburi (alcani, alcheni, alchini, areni), alogenuri alchilici, alcoli,
eteri, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati, fenoli, ammine.
ALCANI e CICLOALCANI:struttura e geometria del carbonio, proprietà chimico-fisiche,
nomenclatura, isomeri costituzionali. Preparazioni: fonti naturali, idrogenazione degli alcheni,
riduzione di alogenuri alchilici ( idrolisi dei reattivi di Grignard, riduzione con metalli e acidi),
copulazione di alogenuri alchilici con composti organometallici ( sintesi di Corey – House, sintesi
di Wurtz). Reazioni: sostituzione radicalica.
REAZIONI CHIMICHE:
struttura, reattività, stabilità.
reazioni ioniche e radicaliche, intermedi di reazione: generalità,
STEREOCHIMICA: concetto di isomeria e classificazione dei vari tipi di isomeri, definizione di
chiralità e stereocentro, convenzione di Cahn, Ingold e Prelog, formule tridimensionali e formule
proiettive di Fisher, molecole con più stereocentri, composti meso, attività ottica, comportamento
chimico e fisico di enantiomeri e diastereoisomeri, miscele racemiche, risoluzione di miscele
racemiche.
ALOGENURI ALCHILICI: proprietà chimico fisiche, nomenclatura. Preparazioni:alogenazione
degli alcani, addizione di acidi alogenidrici agli alcheni, sostituzione nucleofila degli alcoli,
addizione di alogeni ad alcheni e alchini.
REAZIONI DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA: SN2 e SN1: meccanismi, cinetica, aspetti
stereochimici, fattori che influenzano l’andamento della reazione (substrato, nucleofilo, gruppo
uscente, solvente), caratteristiche dei solventi nelle SN, nucleofilicità e basicità, competizione tra
SN2 e SN1.
ALCHENI e CICLOALCHENI: proprietà chimico fisiche, nomenclatura, isomeria cis / trans,
E/Z, stabilità. Preparazioni:deidroalogenazione di alogenuri alchilici, disidratazione degli alcoli,
riduzione di alchini. Reazioni: addizione di idrogeno, di acidi alogenidrici, di alogeni, di acqua.
RISONANZA: concetti di ibrido di risonanza e di formule canoniche.
REAZIONI DI β- ELIMINAZIONE: definizione, E1 e E2: meccanismi, regola di Zaitsev,
competizione tra E1 ed E2, competizione tra sostituzioni nucleofile ed eliminazioni.
REAZIONI DI ADDIZIONE ELETTROFILA: generalità, addizioni ioniche e radicaliche,
regola di Markovnikov.
ALCHINI: nomenclatura, proprietà fisiche, acidità degli alchini terminali. Preparazioni:
deidroalogenazione degli alogenuri alchilici, reazioni degli acetiluri metallici con alogenuri
alchilici. Reazioni: idrogenazione, addizione di alogeni, addizione di acidi alogenidrici, addizione
di acqua.
ALCOOLI: nomenclatura, proprietà fisiche: acidità e basicità. Preparazioni: addizione di acqua
agli alcheni, sintesi di Grignard, idrolisi di alogenuri alchilici, riduzione di composti carbonilici.
Reazioni: reazione con acidi alogenidrici, reazione con PX3 o SOCl2, formazione di esteri,
formazione di eteri, ossidazione.
ETERI: nomenclatura. Preparazioni:disidratazione intermolecolare degli alcoli, sintesi di
Williamson.
COMPOSTI AROMATICI: benzene: generalità, formule di Kekulè. Regola di Huckel. Areni:
nomenclatura; reattività: sostituzione elettrofila aromatica (alogenazione, nitrazione, solfonazione,
alchilazione ed acilazione di Friedel – Crafts), effetto dei sostituenti su reattività ed orientamento.
Sostituzione nucleofila aromatica: addizione – eliminazione ed eliminazione – addizione (via
benzino). Reazioni sulla catena laterale: ossidazione, alogenazione.
FENOLI: nomenclatura, proprietà fisiche: acidità. Preparazioni:idrolisi dei sali di diazonio,
processo Dow. Reazioni: reazioni sull’anello (copulazione con i sali di diazonio, sintesi Kolbe,
sostituzioni elettrofile aromatiche), reazioni del gruppo –OH ( formazione di esteri, sintesi di
Williamson).
ALDEIDI E CHETONI: proprietà fisiche, nomenclatura. Preparazioni:Aldeidi: ossidazione di
alcooli 1°, ossidazione di metil benzeni, riduzione di cloruri acilici, riduzione di esteri. Chetoni:
Ossidazione di alcoli 2°, acilazione di Friedel – Crafts, addizione di acqua agli alchini, sintesi
mediante litio dialchil cuprati. Reazioni: addizione di acqua alle aldeidi, addizione di alcoli,
addizione di derivati dell’ammoniaca, ossidazione, addizione dei reattivi di Grignard,
condensazione aldolica, reazione di Cannizzaro.
ACIDI CARBOSSILICI: nomenclatura, proprietà fisiche: acidità, effetto dei sostituenti
sull’acidità. Preparazioni: ossidazione degli alcoli, ossidazione di aldeidi e chetoni, ossidazione di
alchil benzeni, reazione tra cianuri ed alogenuri alchilici, carbonatazione dei reattivi di Grignard.
Reattività:sostituzione nucleofila al carbonio acilico. Reazioni: formazione di sali, formazione di
derivati funzionali (cloruri, esteri, ammidi), riduzione, sostituzione sull’anello degli acidi aromatici,
decarbossilazione, reazione di Hell – Volhard – Zelinsky.
DERIVATI DEGLI ACIDI CARBOSSILICI: Cloruri: nomenclatura, preparazione, reazioni (
idrolisi, ammonolisi,alcoolisi, acilazione di Friedel – Crafts, riduzione); Esteri: nomenclatura,
preparazione, reazioni ( idrolisi, ammonolisi, riduzione); Ammidi: nomenclatura, preparazione,
reazioni ( idrolisi).
AMMINE: nomenclatura, caratteristiche strutturali, proprietà fisiche: basicità, effetto dei
sostituenti sulla basicità. Preparazioni: riduzione di nitroderivati, ammonolisi di alogenuri alchilici,
sintesi di Gabriel. Reazioni: formazione di sali, ossidazione, alchilazione, preparazione di ammidi,
sostituzione sull’anello, formazione dei sali di diazonio, reazioni dei sali di diazonio (sostituzioni e
copulazione).
COMPOSTI ETEROCICLICI: generalità, definizione di sistemi elettronricchi e sistemi
elettronpoveri, esempi di composti di interesse biologico.
Applicazioni in campo chimico e biologico di tutti i gruppi funzionali trattati.