Università d9i Catania – Dipartimento di Scienze Chimiche Programma di Chimica Organica Fisica (6 CFU) Laurea Magistrale “Chimica Organica e Bioorganica” A.A. 2015-2016 Prof.ssa Rosa Maria Toscano Interazioni non Covalenti: Interazioni di coppia ionica (ion pairing). Ponti salini. Interazioni elettrostache (ione dipolo, dipolo-dipolo, di Van der Waals, ione-diolo indotto, dipolo permanente-dipolo indotto). Legame idrogeno (natura, geometria, forza di legami idrogeno normali, effetti della solvatazione, effetto dell’elettronegatività, legami H assistiti dalla risonanza, effetti della polarizzazione, interazioni secondari). Interazioni : catione-, interazioni polare-, interazione di Stacking (-), interazione arene-perfluoroarene, arene-perfluoroarene nella progettazione di strutture allo stato solid, interazioni donatore-accettore. Effetto idrofobico: Aggregazione dei composti organici in acqua. Costante di idrofobicità. Origine dell’effetto idrofobico. Folding delle proteine controllato all’effetto idrofobico. Effetto idrofobico non classico. Cooperatività, preorganizzazione e complementarietà: Aspetti quantitativi e termodinamici dell’interazione host-guest. Effetto templato. Processo di riconoscimento molecolare visto come un processo di solvatazione. Ciclodestrine e Ciclofani. Progettazione di architetture supramolecolari: Self-assembly. Termodinamica del self-assembly. The directional bonding and the weak-link approach. Self-assembly attraverso il legame idrogeno. Catenani, Rotaxani e Pseudorotaxani: Strategie sintetiche. Macchine molecolari artificiali. Sistema pistone-cilindro azionato dalla luce. Navetta azionata da energia chimica. Rotazione di un anello azionata da energia elettrica. L’ascensore molecolare. Capsule Molecolari: Carcerandi e Criptofani. Incapsulamento molecolare. Capsule di glicoluril ottenute mediante legami idrogeno. Self-assembly del glicoluril con spaziatori a simmetria ternaria. Self-assembly di capsule tetrameriche. Capsule supramolecolari da ciclofani mediante legami idrogeno. Capsule esameriche. Capsule dimeriche da resorcareni. Capsule supramolecolari da derivati metallo-legante. Catalisi: Aspetti generali. Concetto di binding. Approccio spazio-temporale. Effetto di prossimità e orientazione. Tipi di catalisi (elettrofila, metallica, acido-base, nucleofila). Catalisi acido-base di Bronsted generale e specifica. Catalisi Enzimatica: Concetti generali. Cinetica della catalisi enzimatica. Equazione di Michaelis-Menten. Il significato di KM, Kcat e kcat/KM. [S] vs KM: diagramma energia-coordinata di reazione. Sito attivo di un enzima. Meccanismi della catalisi enzimatica. “Induced-fit”. Molarità effettiva. Enzimi artificiali. Inibitori Enzimatici: Inibitori reversibili (inibizione competitiva, non competitiva, acompetitiva). Inibitori misti. Inibitori irreversibili Testi consigliati: Appunti delle lezioni Eri V. Anslyn, Dennis A.Dougherty “Modern Physical Organic Chemistry” University Science Books, 2006