Insegnamento CHIMICA ORGANICA II

Corso

Chimica e tecnologia farmaceutiche

Codice insegnamento

65005311

Sede

PERUGIA

Curriculum

Comune a tutti i curricula

Docente

Andrea Temperini

Docenti

Andrea Temperini

Ore

132 ore - Andrea Temperini

CFU

Regolamento

Coorte 2019

Erogato

2021/22

Attività

Base

Ambito

Discipline chimiche

Settore

CHIM/06

Tipo insegnamento

Obbligatorio (Required)

Tipo attività

Attività formativa monodisciplinare

Lingua insegnamento

Italiano

Contenuti

Carboidrati. Composti eterociclici. Conformazione e stereochimica. Formazione di anelli. Chimica degli organometalli. Alchilazione di carbanioni. Metodi di idratazione e diidrossilazione. Riduzioni, ossidazioni, alogenazioni acilazioni. Preparazione di alcheni. Sintesi peptidica.Alcuni esperimenti di laboratorio per acquisire le tecniche di laboratorio e la ricerca bibliografica.

Testi di riferimento

Gli appunti del Corso sono disponibili in formato elettronico sulla piattaforma Unistudium.Testi consigliati per una eventuale consultazione: Advanced Organic Chemistry, 4th Ed., Part A and BFrancis A. Carey and Richard J. SundbergKluwer Academic / Plenum Publishers, New York March's Advanced Organic Chemistry, 6th Ed.Michael B. Smith and Jerry MarchJohn Wiley & Sons Inc., New York Organic Synthesis - Strategy and ControlP. Wyatt, S. WarrenJohn Wiley & Sons, Ltd, Chichester, England Basic Organic StereochemistryErnest L. Eliel, Samuel H. Wilen, Michael P. DoyleJohn Wiley & Sons Inc., New York Heterocyclic ChemistryT. L. GilchristLongman Scientific & Technical, Harlow (England) Strategic Applications of Named Reactions in Organic SynthesisL. Kurti, B. CzaboElsevier Academic Press Name Reactions (II Edition)A Collection of Detailed Reaction MechanismsJie Jack LiSpringer, Berlin

Obiettivi formativi

L’obiettivo principale dell’insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare la sintesi di una molecola organica di moderata complessità.Le principali conoscenze acquisite saranno:- capire le varie possibilità di trasformazione dei gruppi funzionali;- incorporare nella strategia sintetica le nuove metodologie che impiegano i metalli di transizione e la sintesi di carbocicli ed eterocicli;- valutare l’uso di strategie chirali per la sintesi stereoselettiva di molecole;- analisi di una struttura molecolare e valutazione critica delle soluzioni per la sua sintesi. Le principali abilità saranno:- proporre una sintesi plausibile di una molecola target mediante reazioni chimiche conosciute;- valutare i principali vantaggi e svantaggi nell’uso di differenti reattivi organici per effettuare una data trasformazione chimica;- identificare i concetti ed i principi della sintesi organica e valutare le nuove metodologie per una sintesi efficiente di molecole organiche bioattive

Prerequisiti

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte delle reazioni chimiche descritte nell’insegnamento è vivamente consigliato aver sostenuto con successo l’esame di Chimica Organica I. Inoltre, per gli argomenti trattati nel modulo, la conoscenza dei meccanismi delle principali reazioni organiche costituisce un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto

Metodi didattici

Il corso è organizzato nel seguente modo:- lezioni in aula su tutti gli argomenti trattati del corso;- esercitazioni pratiche nel laboratorio di sintesi organica. Gli studenti saranno divisi in coppie e seguiranno sette esercitazioni riguardanti le tecniche di base di un laboratorio di chimica organica e alcune semplici sintesi;

Altre informazioni

Frequenza obbligatoria

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 60 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell’allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell’esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico. Per quanto riguarda le esercitazioni pratiche non è prevista una valutazione ma solamente un breve test con domande a risposta aperta ed atto ad accertare le competenze pratiche di base acquisite in laboratorio.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Programma esteso

Carboidrati: nome e struttura dei carboidrati, la chimica polifunzionale degli zuccheri; costruzione e degradazione progressiva degli zuccheri: prova della struttura degli aldosi secondo Fisher.Composti eterociclici: nomenclatura: regole della nomenclatura sistematica di Hantzsch-Widman e nomenclatura sostitutiva; classificazione dei composti eterociclici; preparazione di alcuni composti eterociclici significativi: pirrolo, furano, tiofene, piridina, chinolina, indolo; reazioni di cicloaddizione; composti eteroaromatici "p-deficient" e composti eteroaromatici "p-excessive".Studio delle varie sintesi della stricnina.CONFORMAZIONE E STEREOCHIMICA. Introduzione. Sistemi ciclici fusi. Sistemi ciclici insaturi. Cicloalcanoni.Sistemi ciclici condensati. Altri sistemi ciclici.METODI DI FORMAZIONE DI ANELLI. Reazione di Diels-Alder. La reazione di Diels-Alder: i dienofili. Funzionalità mascherate. La reazione di Nef. La reazione di Diels-Alder: i dieni. Diene di Danishefsky. Acidi di Lewis come catalizzatori. Vinilciclopropani come dieni. Applicazioni della Diels-Alder ad alta pressione nella sintesi della Cantaridina. Sintesi di tetracicline. Metodi di anellazione. Anellazione di Robinson. Base di Mannich. Anellazione di Wichterle. Reazione d'anellazione di Woodward. Anellazione con fosforani. Approccio di Danishefsky. Anellazione con isossazoli. Reazioni di chiusura d'anello. Ciclizzazione di Dieckmann. Condensazione aciloinica (Bouveault-Hansley-Prelog-Stoll). Altre ciclizzazioni. Chiusura d'anello di Perkin.Formazione di ciclopenteni. PREPARAZIONE DI PICCOLI ANELLI. Ciclopropano e derivati. Uso del carbene. Reazione di Simmons-Smith. Decomposizione di diazochetoni. Sintesi dei diazocarbonili. Sintesi non carbenoidi. Cenni di sintesi di ciclobutani. Uso del chetene.REAZIONI PERICICLICHE. Reazioni pericicliche.Orbitali molecolari di polieni coniugati. Reazioni di cicloaddizione. A. Cicloaddizioni [2+2]. B. Cicloaddizioni [4+2]. C. Cicloaddizioni [3+2]. dipolari. Reazioni elettrocicliche. Stereochimica di un'elettrociclizzazione 4n. C. Ciclizzazione di sistemi (4n+2). Trasposizioni sigmatropiche. A. Classificazione delle trasposizioni sigmatropiche. B. Meccanismo delle trasposizioni sigmatropiche. Esempi delle trasposizioni di Cope e correlate. Altre trasposizioni utili sinteticamente. Trasposizioni degli ioni carbonio. Trasposizione pinacolinica. Trasposizione Demjanov-Tiffeneau. Espansioni d'anello con diazoalcani. Contrazioni d'anello. CHIMICA DEGLI ORGANOMETALLI. Magnesio. Litio. Rame. Zinco. Nichel, Palladio. La regola dei 18 elettroni. Interazione dei leganti idrocarburici con i metalli di transizione. Cicli catalitici. Reazioni di accoppiamento. La reazione di Heck, Tsuj-Trost e reazioni di C-H coupling. ALCHILAZIONI DI enolati. Introduzione alla formazione di carbanioni per deprotonazione. Regioselettività nella formazione dell'enolato. Alchilazione di enolati. Generazione e alchilazione di dianioni. Effetti del mezzo nell'alchilazione di enolati. C-alchilazione e O-alchilazione. Alchilazione via enamine. Alchilazioni via imine. Alchilazione di enolati derivati da riduzione di enoni. Uso di gruppi bloccanti. Uso di gruppi attivanti. Reazione di Michael. Alchilazione di carbanioni da 1,3-ditiano. METODI DI IDRATAZIONE. Idroborazione-ossidazione.Riduzione di epossidi. Reazione di Baeyer-Villiger. METODI DI DIIDROSSILAZIONE. Apertura di epossidi. Uso di Osmio tetrossido. Uso di Potassio permanganato. Reazione di Prevost. Reazione di Woodward. Reazione di Corey-Das. Scissione dei glicoli di Criegee. Reazione di Lemieux-Rudloff. Reazione di Lemieux-Johnson. Reazione di ozonolisi. RIDUZIONI. Riduzioni con metalli disciolti. Riduzione di Birch. Riduzione di composti carbonilici alfa,beta-insaturi. Riduzione di alchini. Riduzioni con miscele zinco-acido. Riduzione di Clemmensen. Riduzioni con metallo-idruri e regola di Felkin-Han. Riduzione di Wolff-Kischner. Riduzione catalitica. Riduzione con diimide. OSSIDAZIONE. Ossidazione di alcoli primari ad aldeidi. Ossidazione di Pfitzner-Moffatt. Ossidazione di Swern. Ossidazione di alcoli secondari a chetoni. Ossidazione di Corey-Kim. Ossidazione di alcoli allilici. Ossidazione di gruppi metilenici allilici. Ossidazione di Riley. ALOGENAZIONE. Addizione di HX agli alcheni. Addizione di X2 agli alcheni. Alogenazione di chetoni. N-Bromoacetamide ed N-bromosuccinimide. Trasformazioni di gruppi funzionali per preparare organoalogeni. PREPARAZIONE DI ALCHENI. Eliminazione di Zaitsev. Eliminazione di Hofmann. Reazioni di beta-eliminazione che coinvolgono stati di transizione ciclici. Pirolisi di N-ossidi (eliminazione di Cope). Eliminazione di selenossidi. Pirolisi di acetati. Pirolisi di xantati (eliminazione di Chugaev). Reazione di Takai. Metatesi di alcheni. Accoppiamento di McMurry. Olefinazione di Peterson. Olefinazione di Julia. Olefinazione di Julia-Kocienski. Reazione di Wittig. Modificazione di Schlosser. Reazione di Horner-Woodsworth-Emmons. Reazione di Michaelis-Arbuzov. Altre sintesi di alcheni. cenni sulla sintesi di peptidi.Per il laboratorio verranno effettuate varie esperienze per acquisire la manualità di base e le varie tecniche di laboratorio e di ricerca biblografica.