Università degli Studi di Perugia

• Chimica Organica 2
• Laboratorio di Chimica Organica 2

Esame orale

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Nessuna

Introduzione

Rivisitazione dei concetti chimici di base: acidità e basicità di Bronsted e di Lewis. La teoria HSAB. Basicità e nucleofilicità; elettrofilicità ed acidità. Il concetto di aromaticità e antiaromaticità

Stereochimica organica

Rappresentazione prospettica e bidimensionale di una struttura molecolare: rappresentazione a cavalletto, zig-zag, flyin wedge. Formule di proiezioni di Fischer, di Newman e di Howart.

Stereoisomerismo configurazionale e conformazionale.

Steroisomerismo di tipo centrale, assiale, planare ed elicoidale Definizione degli stero descrittori R, S; D, L; P, M; E, Z; d, l; Re, Si; Sin, Anti; Eritro, Treo..

La simmetria molecolare

Elementi di simmetria e operazioni di simmetria. Asse di simmetria (C_n) e rotazione, piano di simmetria (s) e riflessione; centro di simmetria(i) e inversione asse di roto-riflessione (S_n) e roto-riflessione. Relazione tra simmetria e chiralità. Chiralità ed attività ottica. Simmetria locale e chirotopicità

Classificazione dei ligandi e delle facce

Definizione della natura di un ligando tramite una reazione di sostituzione. Definizione della natura delle facce di un gruppo insaturo tramite una reazione di addizione. Gli elementi di simmetria nella definizione della natura dei ligandi e delle facce di un gruppo insaturo.

La chimica dei composti cabonilici a,b-insaturi

Struttura, proprietà e preparazione. Confronto tra addizione 1,2 e 1,4.

Composti eterociclici

Nomenclatura, preparazione e reattività. Approcci sintetici al furano, pirrolo, tiofene, piridina  e studio della loro reattività. Preparazione e reazioni dell’ imidazolo, dell’ossazolo e del tiazolo.La chimica della chinolina, isochinolina, indolo, benzofurano e benzotiofene.

Carboidrati

Caratteristiche strutturali, classificazione e nomenclatura. Reazioni specifiche dei carboidrati. La dimostrazione della struttura del glucosio e degli aldosi di Fischer. Il fenomeno della mutarotazione. I glicosidi. Disaccaridi.caratteristiche strutturali del maltosio, cellobiosio, lattosio e saccarosio. Polisaccaridi: amido, amilosio e amilopectina, differenze strutturali e funzioni biologiche. La cellulosa e i polimeri semisintetici.

Amminoacidi

Caratteristiche strutturali e classificazione degli amminoacidi. Il punto isoelettrico di un amminoacido e sua determinazione. Polipeptidi, determinazione strutturale. Proteine: analisi della struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria . Proteine fibrose e proteine globulari.

Introduzione Rivisitazione dei concetti chimici di base

Stereochimica organica Rappresentazione prospettica e bidimensionale di una struttura molecolare

Stereoisomerismo configurazionale e conformazionale.

Steroisomerismo di tipo centrale, assiale, planare ed elicoidale Definizione degli stero descrittori R, S; D, L; P, M; E, Z; d, l; Re, Si; Sin, Anti; Eritro, Treo..

La simmetria molecolare Elementi di simmetria e operazioni di simmetria. Asse di simmetria (C_n) e rotazione, piano di simmetria (s) e riflessione; centro di simmetria(i) e inversione asse di roto-riflessione (S_n) e roto-riflessione. Relazione tra simmetria e chiralità. Chiralità ed attività ottica. Simmetria locale e chirotopicità

Classificazione dei ligandi e delle facce

Definizione della natura di un ligando tramite una reazione di sostituzione. Definizione della natura delle facce di un gruppo insaturo tramite una reazione di addizione. Gli elementi di simmetria nella definizione della natura dei ligandi e delle facce di un gruppo insaturo.

La chimica dei composti cabonilici a,b-insaturi

Struttura, proprietà e preparazione. Confronto tra addizione 1,2 e 1,4.

Alogenuri arilici Struttura, proprietà e preparazione. Meccanismi della sostituzione nucleofila aromatica. Reattività ed orientamento  nella sostituzione nucleofila aromatica.

Composti eterociclici Nomenclatura, preparazione e reattività.

Approcci sintetici al furano, pirrolo, tiofene, imidazolo, ossazolo, tiazolo,chinolina, isochinolina, indolo, benzofurano e benzotiofene.

Carboidrati Caratteristiche strutturali, classificazione e nomenclatura. Reazioni specifiche dei carboidrati. La dimostrazione della struttura del glucosio e degli aldosi di Fischer.  Disaccaridi. Caratteristiche strutturali del maltosio, cellobiosio, lattosio e saccarosio. Polisaccaridi: amido, amilosio e amilopectina, differenze strutturali e funzioni biologiche. La cellulosa e i polimeri semisintetici.

Amminoacidi Caratteristiche strutturali e classificazione degli amminoacidi. Polipeptidi, determinazione strutturale. Proteine: analisi della struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria . Proteine fibrose e proteine globulari.

Il corso è svolto tramite lezioni frontali ed  esercitazioni

E. L. Eliel, S. H.Wilen, M. P. Doyle - Basic Organic Stereochemistry - Wiley, 2001.
P. Y. Bruice - Chimica Organica - Edi. SES, 2005.
W. H. Brown, C. S. Foote, B. L. Iverson, E. V. Anslyn - Chimica Organica - Edi. SES, 2010.

Sono previsti risultati soddisfacenti

Sono previste le date seguenti. Inizio  03/10/2013. Fine 12/12/2013

Non disponibile

Lezioni di recupero ed esercitazioni

Consigliata

Dipartimento di Chimica di Perugia

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Spettroscopia Infrarosso (IR). Introduzione generale. Molecola biatomica come un oscillatore armonico. Equazioni fondamentali. Comportamento anarmonico. Significato fisico della costante di forza. Assorbimento della radiazione infrarossa. Molecole poliatomiche. Gradi di libertà vibrazionali. Bande principali di stiramento e di deformazione. Bande secondarie di sovratono e di accoppiamento. L'approssimazione di gruppo. Spettro IR: aspetti pratici relativi alla modalità di registrazione e di preparazione del campione.
Rassegna delle frequenze caratteristiche e diagnostiche per l'individuazione dei principali gruppi funzionali. Esame degli spettri IR di: alcani, alcheni, dieni, alchini, composti aromatici, alcoli, fenoli, eteri, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e derivati acilici, ammine, nitrili e nitroderivati. Studio dell'effetto induttivo e mesomerico, studio dell'effetto delle dimensioni di anello in composti ciclici, studio dell'effetto del solvente e del legame ad idrogeno inter- e intra-molecolare sulle bande di assorbimento dei vari gruppi funzionali. Esempi di interpretazione di spettri IR di molecole organiche di media complessità strutturale.
Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare Protonica (1H NMR). Introduzione generale. Proprietà magnetiche dei nuclei. Principio fisico della risonanza magnetica. Cenni sulla strumentazione. Lo spostamento chimico e la costante di schermo. Studio degli effetti induttivo, anisotropico, sterico, del solvente e del legame ad idrogeno sullo spostamento chimico. Accoppiamento spin-spin. Sprettri del primo ordine. Sistemi di spin del tipo: AXn , AmXn e AMX. Cenni sui spettri di non primo ordine. Sistemi di spin AB, e ABX. Equivalenza chimica e magnetica. Semplificazione di spettri complessi. Uso del deuterio. La costante di accoppiamento: geminale, vicinale e a lunga distanza. Fattori che influenzano la costante di accoppiamento. Esempi di interpretazione di spettri 1H NMR di molecole organiche di media complessità strutturale.
PARTE SPERIMENTALE
Vengono eseguite 7-8 esperienze pratiche, riguardanti la preparazione di composti organici in uno o più passaggi sintetici e successiva purificazione e caratterizzazione chimico-fisica e spettroscopica mediante le tecniche sopra citate.

IR principi base, frequenze caratteristiche dei principali gruppi funzionali. 1HNMR-principi di base, lo spostamento chimico, la costante d'accoppiamento, fattori influenzanti le due grandezze, spettri del primo ordine. Il laboratorio è dedicato alla sintesi purificazione e caratterizzazione di composti organici.

Lezioni frontali in aula per la parte teorica e la risoluzione di spettri, ed esercitazioni pratiche, a posto singolo in laboratorio didattico.

"Identificazione Spettroscopica di Composti Organici", di Robert M. Silverstein, Francis X. Webster, Casa Editrice Ambrosiana (CEA) 1999.
"Metodi Fisici in Chimica Organica"di G.F. Pedulli, Piccin, 1996.
"Il Laboratorio di Chimica Organica" Donald L. Pavia, Gary M.
A.I. Vogel, "Chimica Organica Pratica", Editrice Ambrosiana.

Lo studente, al termine del corso, dovrà essere in grado di determinare la struttura di molecole organiche di semplice complessità strutturale di formula bruta nota, tramite l'analisi combinata
degli spettri IR ed 1H-NMR, ed avere un certo grado di autonomia nella progettazione ed esecuzione di una sintesi organica.

1-10-2013 termine 18-01-2014

vedere calendario ufficiale dei corsi

Risoluzione collegiale di spettri IR ed 1H-NMR dei composti sintetizzati durante la fase di laboratorio.

Frequenza obligatoria per quanto riguarda la parte laboratoriale.

Aula e laboratorio didattico (n. 5), presso il Dipartimento di Chimica, Via Elce di Sotto n. 8

Il materiale didattico dei contenuti del corso, sia della parte teorica che di quella laboratoriale, viene fornito direttamente dal docente del corso in forma elettronica come files pdf o eventualmente in forma cartacea.