Università di Catania – Dipartimento di Scienze Chimiche
Programma di Chimica Organica Fisica (6 CFU)
Laurea Magistrale “Chimica Organica e Bioorganica” A.A.
2016-2017
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 π: catione-π, interazioni polare-π, interazione di Stacking (π-π),
interazione arene-perfluoroarene, arene-perfluoroarene nella progettazione di strutture
allo stato solid, interazioni π 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
