CdL Chimica Bio-Organica - Programma A.A. 2011/12

PROGRAMMA DI CHIMICA BIO-ORGANICA

svolto alle lezioni dettate nelle 56 ore (corrispondenti a 7 CFU) del corso 



Richiami ad argomenti di base di chimica organica: nomenclatura, gruppi funzionali, stereochimica. Struttura e reattività degli intermedi organici: carbocationi, radicali e carbanioni. Meccanismi di sostituzione, eliminazione ed addizione. Aspetti termidinamici e cinetici delle reazioni.  Centri asimmetrici diversi dal carbonio. Prochiralità. Le biomolecole.

 
Amminoacidi e Peptidi
Stereochimica e proprietà acido-basiche. Curve di titolazione di amminoacidi acidi e basici. Sintesi: amminazione di α-alogeno acidi, reazione di Strecker, sintesi ftalimmido-malonica. Risoluzione di miscele racemiche di amminoacidi. Legami peptidici e ponti disolfuro. Sintesi peptidica: protezione del residuo N-terminale ed attivazione del residuo C-terminale; reazione con la dicicloesilcarbodiimmide; sintesi di Merrifield in fase solida. Struttura e reattività di amminoacidi e peptidi bioattivi: ormoni tiroidei, ormoni ipotalamici, ormoni ipofisari, ormoni pancreatici, interferoni, peptidi oppioidi, antibiotici peptidici, tossine peptidiche; penicilline e cefalosporine.

Metabolismo degli amminoacidi
Reazione di deamminazione: amminotransferasi. Riconversione della piridossamina fosfato in piridossal fosfato. Deamminazione ossidativa del glutammato. Ciclo dell’urea. Biosintesi della fenilalanina e della tirosina: via dell’acido shikimico. Biosintesi del triptofano. Decarbossilazione degli amminoacidi. Metilazione mediante SAM. Catecolammine. Deamminazione mediante PAL. Acidi cinnamici. Alcoli cinnamoilici. Lignani: podofillotossina.  Fenilpropani. Acidi benzoici. Cumarine: proprietà farmacologiche del dicumarolo e derivati. Psoraleni. Chinoni terpenoidici: vitamina E e vitamina K.

Carboidrati
Classificazione, nomenclatura e stereochimica. Monosaccaridi: strutture cicliche, conformazioni, muta rotazione, effetto anomerico, Reazione di ossidazione e riduzione: acidi uronici, acidi aldonici, acidi aldarici, alditoli. Zuccheri riducenti: isomerizzazione in ambiente basico.  Desossizuccheri. Amminozuccheri. Esteri fosforici. Glicosidi: sintesi di Koenigs-Knorr. N-glicosidi e C-glicosidi. Allungamento della catena carboniosa mediante sintesi di Kiliani-Fisher. Degradazione di Wohl. Disaccaridi: cellobiosio, maltosio, lattosio, saccarosio. Oligosaccaridi. Omopolisaccaridi: amido, cellulosa, chitina, pectine, glicogeno, destrani. Eteropolisaccaridi: glicosamminoglicani, peptidoglicano.

Lipidi idrolizzabili
Trigliceridi, fosfolipidi, sfingolipidi e cere. Digestione e trasporto dei trigliceridi. Meccanismo di azione della lipasi pancreatica. Risintesi dei triacilgliceroli. Il destino del glicerolo. Acidi grassi: struttura e nomenclatura. Biosintesi degli acidi grassi: ACP. β-Ossidazione degli acidi grassi. Acidi grassi essenziali. Ecosanoidi: prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Biosintesi delle prostaglandine. Biosintesi delle prostacicline. Biosintesi dei trombossani.

Terpeni e steroidi
Classificazione dei terpeni. Regola isoprenica. Via biosintetica del mevalonato. Isomerizzazione dell’IPP in DMAPP. Reazione di accoppiamento dell’IPP con il DMAPP. Monoterpeni: oli essenziali, piretrine, valpotriati (valeriana). Sesquiterpeni: partenolidi, bisaboleni (camomilla), artemisinina, acido abscissico. Diterpeni: taxolo, giberelline, gingkolidi (Gingko biloba). Triterpeni: liquirizia. Tetraterpeni: carotenoidi, vitamina A.
Biosintesi del lanosterolo: ciclizzazione dello squalene, catione proto sterile, lanosterolo e cicloartenolo. Biosintesi del colesterolo. Saponine steroidee: glicosidi cardioattivi (Digitale). Fitosteroli. Vitamine del gruppo D. Ecdisoni. Acidi biliari. Corticosteroidi. Progestinici. Androgeni. Estrogeni.

Eterocicli aromatici ed acidi nucleici
Eterocicli insaturi a cinque termini: struttura e reattività del pirrolo, tiofene, furano, imidazolo – Piridina: struttura e reattività­ Sostituzione elettrofila nella piridina – Sostituzione nucleofila nella piridina – Eterocicli ad anelli condensati – Acidi nucleici e nucleotidi – Sintesi degli oligonucleotidi.

Alcaloidi
Nomenclatura e classificazione – Alcaloidi pirrolidinici e tropanici (iosciamina, ioscina ed atropina, cocaina), piridinici (nicotina),derivanti dalla tirosina (mescalina), tetraidroisochinolinici (tubocurarina, morfina), fenetilisochinolinici (colchicina), indolici (reserpina, vinblastina e vincristina, stricnina, brucina), chinolinici (chinina e chinidina, camptotecina), alcaloidi dell’ergot (ergotina ed acido lisergico), alcaloidi purinici (caffeina, teobromina e teofillina).

Metodi spettroscopici
La radiazione elettromagnetica – Interazione energia radiante-materia – Energia atomica e molecolare – Stati fondamentali ed eccitati.

Spettroscopia nell’ultravioletto
Spettri elettronici e di assorbimento – Orbitali molecolari e transizioni permesse e osservabili spettroscopicamente – Legge di Lambert-Beer – Gruppi cromofori e auxocromi – Effetti ipocromici e ipercromici – Effetti batocromici ed ispocromici – Transizioni σ® σ*, π®π*, n®π* - Sistemi coniugati – Fluorescenza.

Spettroscopia nell’Infrarosso
Energia vibrazionale – Vibrazioni molecolari: stretching, bending – Legge di Hooke dell’oscillatore armonico semplice – Gradi di libertà - Fattori che modificano il numero teorico delle vibrazioni fondamentali – Intensità di un assorbimento IR – Fattori che influenzano la frequenza di assorbimento – Regole di selezione – Principali assorbimenti IR.

Spettrometria di massa
Spettrometro di massa – Sorgenti ioniche a ionizzazione elettronica – Ionizzazione chimica – Desorbimento di campo: fast atom bombardment (FAB), secondari ion mass spectrometry (SIMS), plasma desorption (PD), matrix assisted laser desorption ionization (MALDI), electrospray ionization (ESI) – Analizzatori: analizzatori a settori elettrostatico e magnetico, analizzatore a quadrupolo, trappola ionica, risonanza ionica ciclotronica a trasformata di Fourier (ICR), tempo di volo (TOF) – Principali frammentazioni osservate nei composti organici – HPLC-MS – GC-MS – Spettrometria di massa-spettrometria di massa (MS-MS).

Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare
Nuclei attivi all’NMR – Numero quantico di spin – rapporto giromagnetico – Stati di spin in un campo magnetico – Fenomeno della risonanza magnetica nucleare – Rilassamento spin-spin e spin- reticolo – Strumentazione: spettrometro a onda continua – spettrometro a trasformata di Fourier – Spettrometria 1H-NMR – Chemical shift – Anisotropia diamagnetica – Accoppiamento spin-spin – Costante di accoppiamento: equazione di Karplus-Conroy – Disaccoppiamento – Effetto nucleare Overhauser – Intensità del segnale e integrazione – Protoni su eternatomi – Spettrometria 13C-NMR – Costante di accoppiamento – Spettro 13C-NMR disaccoppiato - DEPT (Distorsionless Enhancement by Polarization Transfer) – Cenni di NMR bidimensionale: COSY, TOCSY, NOESY, ROESY, HETCOR, HMQC, HMBC.



Anno Accademico 2011/12

2 commenti:

Anonimo ha detto...

Per tutti quelli che hanno seguito questo anno accademico il Corso di Bio-organica, che però devono sostenere l'esame di 10Cfu di Chimica Organica dei sistemi biologici, quale parte aggiuntiva c'è se c'è?Grazie!

Anonimo ha detto...

Professore, io ho seguito il corso di CHIMICA ORGANICA DEI SISTEMI BIOLOGICI qualche anno fa con Lei, col prof. De Nisco e Caputo (10cfu); vorrei sostenere l'esame a marzo 2015, ma non c'è un appello a cui posso prenotarmi sul sito della sun, potrebbe stabilire un appello per marzo anche per chi si trova nella mia situazione? Sperando che si trovi una soluzione, La ringrazio in anticipo.