Programma Chimica Organica 2013-2014 - e

“CORSO DI LAUREA IN: SCIENZE NATURALI”
“Chimica Organica”
“ANNO ACCADEMICO 2012-2013”
Docente: Dr.Antonella Goggiamani
Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco, Edificio di Chimica Organica, IIo piano, stanza 24.
tel 06 49912789 (98)
e-mail: [email protected]
Studenti target: 60
Livello dell’Unità: introduttivo
Pre-requisiti: conoscenze di base di Chimica Generale ed Inorganica
Crediti: 6
Descrizione dei contenuti
Richiami su alcuni concetti che si intendono già in possesso dello studente: ibridazione, risonanza,
aromaticità, elementi base di termodinamica (ΔH, ΔG, ΔS), equilibrio chimico, elementi base di cinetica
chimica, teoria della velocità di reazione, stato di transizione.
Acidi e basi - Acidi e basi secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted e Lewis. Fattori che influenzano la forza
degli acidi e delle basi di Lowry-Brönsted: ibridazione, polarizzabilità, elettronegatività, effetto induttivo,
risonanza, legame a idrogeno, solvente.
Alcani e cicloalcani - Nomenclatura, ibridazione, proprietà fisiche, struttura, isomeri di struttura,
conformazione (tensione torsionale, tensione angolare), ibridazione e angolo di legame (caso del
ciclopropano). Proiezioni di Newman. Proiezioni di Haworth. Reazioni degli alcani: alogenazione radicalica
(cenni).
Stereochimica - Stereoisomeria. Chiralità. Centro di chiralità e centro stereogenico (o stereocentro).
Enantiomeri e diastereoisomeri. Elementi di simmetria: centro di simmetria, asse di simmetria, piano di
simmetria. Nomenclatura degli enantiomeri: il sistema R-S (Cahn, Ingold e Prelog). Attività ottica. Racemi.
Potere rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico. Composti con più centri di chiralità. Diastereoisomeri e
forme meso. Proiezioni di Fischer.
Alcheni - Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche, stabilità, isomeria geometrica.
Nomenclatura E-Z per gli stereoisomeri degli alcheni. Reazioni degli alcheni: addizione di acidi alogenidrici
[ionica (carbocationi: struttura, stabilità) e radicalica (HBr)], acqua, alogeni, epossidazione (reazione con
peracidi), idrogenazione catalizzata da metalli di transizione (Pd), ossidazione con tetrossido di osmio.
Alchini - Nomenclatura, ibridazione, struttura. Reazioni degli alchini: addizione di idrogeno catalizzata dal
palladio (cenni), addizione di acqua catalizzata da acido solforico e sali di mercurio (cenni), acidità degli
alchini terminali.
Alogenuri alchilici – Struttura, proprietà fisiche. Nomenclatura IUPAC.
Sostituzione nucleofila alifatica (SN), nucleofilia e basicità. SN1: meccanismo, stereochimica, coppie
ioniche, fattori che influenzano la SN1 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente: solventi
polari protici, solventi polari aprotici, solventi non polari aprotici). SN2: meccanismo, stereochimica, fattori
che influenzano la SN2 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente). Competizione tra SN1 e
SN2 (influenza della struttura del grupppo alchilico, del solvente, del nucleofilo).β-Eliminazione. E1:
meccanismo, regiochimica (orientamento secondo Saitseff). E2: meccanismo, regiochimica.
Formazione di composto organometallici: formazione di alchilmagnesio (reazione dei reattivi di Grignard
con acqua).
Alcoli – Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni degli alcoli: proprietà acido-base, reazione con acidi
alogenidrici, con cloruro di tionile e con alogenuri del fosforo (cenni); reazione con cloruro di tosile
(meccanismo di reazione e utilità sintetica), ossidazione a composti carbonili e carbossilici (meccanismo
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generale dell’ossidazione con acido cromico; utilizzo del piridinio clorocromato); disidratazione degli
alcoli.
Eteri - Nomenclatura. Reazioni degli eteri: scissione acido-catalizzata con HX.
Epossidi: nomenclatura, apertura degli epossidi (acido-catalizzata, nucleofila)
Aldeidi e chetoni - Nomenclatura. Reazioni di addizione:. Reazione con idruri del boro e dell’alluminio,
con alchini terminali, con i reattivi di Grignard, con acido cianidrico, acqua, alcoli. Reazioni di addizioneeliminazione: reazione con ammine primarie (formazione di immine) e secondarie (formazione di
enammine).
Acidi carbossilici e loro derivati - Acidi, cloruri acilici, ammidi, anidridi, esteri e nitrili. Nomenclatura.
Reattività degli acidi carbossilici, conversione nei derivati funzionali. Reattività dei composti acilici:
considerazioni generali sul meccanismo di sostituzione nucleofila acilica. Esterificazione. Idrolisi degli
esteri (meccanismo di reazione).
Enoli ed enolati - Tautomeria cheto-enolica in ambiente acido e in ambiente basico [fattori che influenzano
l’equilibrio cheto-enolico (legame idrogeno, coniugazione)], Condensazione aldolica, condensazione
aldolica seguita dalla disidratazione (in ambiente acido e in ambiente basico).
Composti aromatici - Aromaticità. Regola di Huckel. Composti eterociclici aromatici (piridina e pirrolo).
Nomenclatura. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: meccanismo, effetto dei sostituenti (reattività
e orientamento), alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione di Friedel-Crafts, acilazione di FriedelCrafts.
Ammine - Nomenclatura. Chiralità. Basicità delle ammine alifatiche e aromatiche.
Fenoli – Nomenclatura, acidità.
Carboidrati – Struttura. Nomenclatura. Proiezioni di Fischer. Monosaccaridi D e L. Struttura ciclica dei
monosaccaridi. Mutarotazione. Disaccaridi. Polisaccaridi.
Amminoacidi e proteine – Struttura degli amminoacidi. Chiralità. Proprietà acide e basiche. Punto
isoelettrico. Il legame peptidico.
Competenze da sviluppare e Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza delle principali classi di composti organici (nomenclatura, proprietà, reattività), dei concetti
fondamentali della stereochimica. Conoscenze di base della biochimica.
Testi consigliati
B. Botta Chimica Organica Essenziale, Edi-Ermes, 1° Ed.
in alternativa:
W. H. Brown, T. Poon “INTRODUZIONE ALLA CHIMICA ORGANICA” Terza Edizione, EdiSES,
Napoli 2005
H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart, C. M. Hadad “CHIMICA ORGANICA” Sesta Edizione, Zanichelli,
Bologna 2008
P. Y. Bruice “ELEMENTI DI CHIMICA ORGANICA” Prima Edizione, EdiSES, Napoli 2007
J. McMurry “FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA” Terza Edizione, Zanichelli, Bologna 2005
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