Struttura elettronica e legame – Acidi e
basi
Struttura dell’atomo. Legami.
Orbitali atomici. Teoria degli orbitali molecolari. Il carbonio. Ibridazione degli
orbitali, lunghezza di legame, forza
di legame, angoli di legame. Legami singoli, doppi e tripli. Momenti dipolari
delle molecole. Struttura di carbocationi, carbanioni e radicali. Acidi e basi.
Influenza della struttura sul pKa.
Effetto del pH sulla struttura dei composti organici. Acidi e basi di Lewis.
Nomenclatura, proprietà fisiche e
rappresentazioni strutturali
Nomenclatura degli alcani e dei
cicloalcanii. Nomenclatura dei sostituenti alchilici. Nomenclatura di alogenuri
alchilici, eteri, alcoli, ammine. Struttura degli alogenuri alchilici, eteri,
alcoli, ammine.
Alcani
Struttura. Conformazione degli
alcani: rotazione intorno al legame carbonio-carbonio. Proiezioni di Newman.
Strutture a cavalletto. Conformazioni del cicloesano. Conformazione di cicloesani
monosostituiti. Conformazione di cicloesani di sostituiti.
Alcheni: struttura, nomenclatura
Formula molecolare e grado di
insaturazione. Nomenclatura. Struttura. Isomeria cis-trans. Sistema di
nomenclatura E/Z: regole di Chan, Ingold e Prelog. Reattività degli alcheni.
Cinetica e termodinamica.
Reazioni degli alcheni
Addizione di acidi alogenidrici. Carbocationi:
struttura, stabilità e trasposizione. Struttura dello stato di transizione.
Regioselettività delle reazioni di addizione elettrofila. Addizione di acqua e
alcoli. Addizione di alogeni. Idroborazione-ossidazione. Idrogenazione.
Stabilità degli alcheni.
Stereochimica
Isomeri cis-trans. Chiralità: stereo centri e
isomeri con carbonio asimmetrico. Rappresentazione di enantiomeri. Sistema di
nomenclatura R/S. Attività ottica. Isomeri contenenti più di un carbonio
asimmetrico. Reazioni di composti chirali. Separazione di enantiomeri.
Stereochimica delle reazioni: reazioni regioselettive, stereoselettive e
stereospecifiche. Stereochimica delle reazioni di addizione elettrofila agli
alcheni.
Alchini
Nomenclatura. Struttura e
proprietà. Reattività. Addizione di acidi alogenidrici e addizione di alogeni.
Addizione di acqua. Addizione di borano. Idrogenazione. Acidità degli alchini
terminali. Ioni acetiluro. Introduzione alla sintesi multistadio.
Delocalizzazione elettronica e risonanza:
Benzene e dieni
Elettroni de localizzati:
struttura del benzene. Legami del benzene. Contributo delle strutture limite di
risonanza all’ibrido di risonanza. Energia di risonanza. Carbocationi allilici
e benzilici. Radicali allilici e benzilici. Effetto della delocalizzazione
elettronica sul pKa.
Stabilità secondo la teoria degli orbitali molecolari: orbitali HOMO e
LUMO. Stabilità dei dieni: dieni
coniugati.
Reazione di sostituzione
nucleofila
Reattività degli alogenuri
alchilici. Meccanismo di una reazione SN2. Fattori che influenzano
le reazioni SN2 Reversibilità di una reazione SN2.
Meccanismo di una reazione SN1. Fattori che influenzano le reazioni
SN1. Stereochimica delle reazioni SN2 e SN1.
Alogenuri benzilici, allilici, arilici e vinilici. Competizione fra reazioni SN2
e SN1
Reazione di eliminazione
Reazione E2. Regioselettività.
Reazione E1. Competizione fra reazioni E2 ed E1. Stereochimica delle reazioni
E2 ed E1. Eliminazione da composti ciclici. Competizione tre sostituzione ed
eliminazione. Le reazioni di sostituzione ed eliminazione nella sintesi
organica. Competizione tra reazioni intermolecolari e intramolecolari.
Reazioni di alcoli, eteri,
epossidi e dei composti contenenti zolfo. Composti organometallici
Reazione di sostituzione degli
alcoli. Trasformazione degli alcoli in alogenuri alchilici. Trasformazione
degli alcoli in esteri solfonici. Reazione di eliminazione degli alcoli:
disidratazione. Reazioni di sostituzione degli eteri. Reazioni degli epossidi.
Tioli e solfuri. Composti organometallici
Aromaticità. Reazioni del
benzene
Criteri per l’aromaticità.
Idrocarburi aromatici. Composti eterociclici aromatici. Ioni aromatici.
Conseguenze chimiche dell’aromaticità. Antiaromaticità. Nomenclatura di benzeni
monosostituiti. Reattività del benzene. Reazione di sostituzione elettrofila
aromatica: alogenazione, nitrazione, solfonazione, acilazione di
Friedel-Crafts, acilazione di Friedel-Crafts. Alchilazione del benzene mediante
acilazione-riduzione.
Reazioni dei benzeni sostituiti
Nomenclatura di benzeni di
sostituiti e polisostituiti. Reazioni dei sostituenti del benzene. Effetto dei
sostituenti sulla reattività. Effetti dei sostituenti sull’orientazione. Effetti
dei sostituenti sul pKa. Sintesi di benzeni trisostituiti.
Composti carbonilici:
Sostituzione nucleofila acilica
Nomenclatura, struttura e
proprietà degli acidi carbossilici e derivati degli acidi carbossilici.
Reazione di sostituzione nucleofila acilica: scala di reattività, meccanismo.
Reazioni di alogenuri acilici, anidridi, esteri. Idrolisi acido-catalizzata
degli esteri. Idrolisi basica degli esteri. Reazioni degli acidi carbossilici. Reazioni
delle ammidi. Idrolisi dei nitrili. Sintesi dei derivati degli acidi
carbossilici.
Composti carbonilici: Addizione
nucleofila acilica
Nomenclatura e reattività di
aldeidi e chetoni. Reazioni con carbanioni. Reazioni con idruro. Sintesi di
immine ed enammine. Idratazione di aldeidi e chetoni. Emiacetali e acetali.
Addizione ad aldeidi e chetoni α,
β-insaturi.
Composti carbonilici: reazioni
al carbonio α
Acidità degli idrogeni α. Tautometria cheto-enolica.
Reazioni di enoli e ioni enolato. Alogenazione del carbonio α di aldeidi e chetoni. Alogenazione del carbonio α di acidi carbossilici: reazione
di Hell-Volhard-Zelinski. Utilizzo di LDA. Alchilazione al carbonio α: reazione di Stork. Reazione al
carbonio β: reazione di
Michael. Condensazione aldolica. Disidratazione degli aldoli. Addizione
aldolica mista. Condensazione di Claisen, Condensazione di Claisen mista.
Reazioni di condensazione e dio addizione intramolecolare. Decarbossilazione di
β-chetoacidi. Sintesi
malonica. Sintesi acetoacetica.
Reazioni di ossidazione e
riduzione
Reazioni di riduzione.
Ossidazione degli alcoli. Ossidazione di aldeidi e chetoni. Ossidazione degli
alcheni con perossiacidi. Ossidrilazione degli alcheni. Scissione ossidativa di
1,2-dioli. Scissione ossidativa degli alcheni.
Ammine
Nomenclatura. Inversione delle
ammine. Proprietà acido-base. Reazioni delle ammine. Sintesi delle ammine.
Eterocicli aromatici a cinque e a sei termini.
Carboidrati
Classificazione. Notazione D e L.
Configurazione degli aldosi e di chetosi. Reazioni redox di monosaccaridi.
Struttura ciclica dei monosaccaridi. Stabilità del glucosio. Mutarotazione.
Zuccheri riducenti. Reazione di Kiliani-Fisher. Acetilazione. Metilazione. Disaccaridi e polisaccaridi.
Amminoacidi
Classificazione e nomenclatura di
amminoacidi. Configurazione degli amminoacidi. Proprietà acido-basiche. Punto
isoelettrico. Separazione di una miscela racemica di amminoacidi. Legami
peptidici e ponti disolfuro. Sintesi dei peptidi: gruppi protettivi. Sintesi
dei peptidi in fase solida.
Lipidi
Acidi grassi. Cere. Grassi
e oli. Membrane. Trigliceridi, fosfolipidi, steroidi
Nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici
Nucleosidi e nucleotidi. Acidi nucleici. DNA e RNA.
Il laboratorio di chimica organica
Norme di sicurezza in laboratorio
– cifre significative – precisione e accuratezza – Filtrazione – Estrazione –
Cristallizzazione – Cromatografia: principi generali, meccanismi di
separazione, cromatografia su strato sottile e su colonna.
Esperienze pratiche di
laboratorio
1)
Estrazione e determinazione delle proprietà
indicatrici di pigmenti vegetali
2)
Estrazione di principi attivi da farmaci
analgesici
3)
Separazione di composti organici mediante
cromatografia su strato sottile
4)
Separazione di sostanze organiche in miscela
tramite estrazione liquido-liquido
5)
Sintesi del paracetamolo
6)
Condensazione aldolica
7) Zuccheri riducenti e non riducenti: Saggio di
Fehling-Benedict ed idrolisi del saccarosio
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Brown, Foote, Iverson,
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1 commento:
Professore,ma dobbiamo portare anche le reazioni degli eterocicli aromatici e la sintesi delle ammine?Grazie!
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