Insegnamento CHIMICA ORGANICA SUPERIORE
- Corso
- Scienze chimiche
- Codice insegnamento
- GP004031
- Curriculum
- Chimica organica
- Docente
- Stefano Santoro
- Docenti
-
- Stefano Santoro
- Ore
- 56 ore - Stefano Santoro
- CFU
- 8
- Regolamento
- Coorte 2021
- Erogato
- 2021/22
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Discipline chimiche organiche
- Settore
- CHIM/06
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- ITALIANO
- Contenuti
- Teoria degli orbitali molecolari di frontiera nella chimica organica moderna. Concetti fondamentali sulla reattività chimica. Reazioni pericicliche termiche e fotochimiche. Principali processi basati sull'utilizzo di reagenti organometallici o catalizzati da complessi di metalli di transizione e loro applicazione nella sintesi organica.
- Testi di riferimento
- Materiale utilizzato durante le lezioni fornito in formato elettronico dal docente.
- Obiettivi formativi
- Scopo del corso è fornire una comprensione avanzata, seppur qualitativa, dei fenomeni alla base della reattività chimica organica, principalmente in termini di teoria degli orbitali molecolari. L’applicazione di questa teoria viene valuata soprattutto nello studio delle reazioni pericicliche. Inoltre, una parte consistente del corso riguarda lo studio della reattività dei composti organometallici, delle più importanti reazioni catalizzate da complessi di metalli di transizione e delle loro applicazioni in sintesi organica.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- conoscenze teoriche qualitative sulla teoria degli orbitali molecolari;
- conoscenze teoriche sulla formazione del legame chimico e sulla reattività chimica in generale;
- conoscenze teoriche sulla teoria degli orbitali molecolari di frontiera;
- conoscenze sull’applicazione della teoria degli orbitali molecolari di frontiera alle reazioni pericicliche termiche e fotochimiche;
- conoscenze sulle proprietà e reattività delle principali classi di composti organometallici e sulle loro applicazioni in sintesi organica;
- conoscenze sull’utilizzo di complessi dei metalli di transizione in sintesi organica;
- conoscenza dei concetti fondamentali della sintesi organica moderna.
Le principali abilità (cioè la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- capacità di progettazione di una reazione chimica organica;
- abilità nell’individuare e risolvere problemi di tipo sintetico;
- capacità di pianificare una sintesi multistadio. - Prerequisiti
- Al fine della comprensione degli argomenti oggetto dell'insegnamento è necessario aver sostenuto con successo i corsi di Chimica Organica 1 e Chimica Organica 2.
- Metodi didattici
- Il corso prevede lezioni teoriche frontali su tutti gli argomenti del programma ed esercitazioni in aula consistenti nella risoluzione di problemi sintetici e nella pianificazione di sintesi multistadio.
- Altre informazioni
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- Modalità di verifica dell'apprendimento
- La prova di profitto consiste in un colloquio orale di circa 40 minuti. La prova è finalizzata all’accertamento della conoscenza delle basi teoriche della chimica organica, nonchè la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite alla progettazione di sintesi organiche. La valutazione complessiva della prova di esame terrà conto dei seguenti aspetti: correttezza e adeguatezza delle risposte, capacità di elaborazione e connessione concettuale, padronanza e proprietà di linguaggio, secondo le seguenti rispettive percentuali: 60%, 20%, 20%.
- Programma esteso
- Richiami alla teoria degli orbitali molecolari. Teoria degli orbitali di frontiera. Orbitali di frontiera HOMO, LUMO e SOMO. Il concetto di coordinata di reazione. Concetti fondamentali sulla reattività chimica: basicità e nucleofilicita`, acidità ed elettrofilicita`, nucleofili ed elettrofili hard e soft. Reazioni pericicliche termiche. Le regole di Woodward-Hoffmann. Cicloaddizioni 1,3-dipolari, reazioni chelotropiche; riarrangiamenti sigmatropici: il riarrangiamento di Cope, il riarrangiamento 1,3-sigmatropico e il riarrangiamento di Claisen e loro applicazioni alla sintesi organica. Reazioni elettrocicliche. La reazione di Diels-Alder: reattività e selettività. Reazioni 1,3-dipolari. Reazioni pericicliche fotochimiche. Le regole di Woodward-Hoffmann per le reazioni pericicliche fotochimiche. Cicloaddizioni fotochimiche, riarrangiamenti sigmatropici fotochimici, reazioni elettrocicliche fotochimiche.
Composti organometallici del litio, magnesio, zinco, stagno: caratteristiche strutturali, preparazione e reattività. Reazioni di scambio idrogeno/metallo, alogeno/metallo e metallo/metallo e loro applicazioni in sintesi organica. Gli organocuprati: caratteristiche strutturali, preparazione e loro impiego nella sintesi organica.
Composti organometallici dei metalli di transizione: teoria generale, il modello di Dewar-Chatt-Duncanson, la regola dei 18 elettroni, classificazione dei ligandi dei metalli di transizione. Caratteristiche strutturali e preparazione dei complessi dei metalli di transizione. Processi fondamentali che coinvolgono i complessi dei metalli di transizione; il ciclo catalitico. Reazioni di cross-coupling. Applicazioni di metalli di transizione nell'attivazione di composti organici insaturi. Applicazione di metallo-carbeni ottenuti da diazo-composti. Metallo-carbeni e reazione di metatesi. Processi palladio-catalizzati su substrati allilici; reazione di Tsuji-Trost. Reazione di Pauson-Khand. Processi di C-H attivazione di substrati aromatici; directing groups e regioselettività. Strategie per le funzionalizzazioni selettive in meta o para. Cenni sulle C-H funzionalizzazione di carboni sp3. Applicazioni sintetiche.