Course Syllabus
Obiettivi
Il corso intende fornire una competenza avanzata sulla struttura e sulla reattività delle molecule organiche. Verranno approfonditi i principali meccanismi di reazione di molecole organiche con particolare attenzione al decorso stereochimico.
Contenuti sintetici
Corso avanzato sulla struttura e sulla reattività delle molecule organiche, con particolare attenzione ai meccanismi di reazione e alla stereochimica.
Nella parte relativa al laboratorio verranno presentate le norme di sicurezza e di comportamento da seguire in un laboratorio di chimica organica, e utilizzando le principali tecniche di sintesi analisi e purificazione di sostanze organiche verranno sintetizzati alcuni composti utilizzando protocolli sintetici multi-step
Programma esteso
- Richiami sulla struttura elettronica delle molecule
- Teoria del legame di valenza
- Ibridizzazione
- Elettronegatività
- Teoria del Hard and Soft
- Polarizzabilità
- Risonanza e Coniugazione, richiami
- Iperconiugazione
- Teoria degli orbitali molecolari, HOMO e LUMO
- Perturbazione degli orbitali molecolari
- Stereochimica, richiami di centri e assi stereogenici
- Potere ottico rotatorio
- Dicroismo circolare
- Determinazione della Configurazione assoluta
- Syn, Anti. Threo Eritro
- Prochiralità
- Stereochimica dinamica
- Risoluzione di enantiomeri
- Enantioselezione e diastereoselezione
- Conformazioni e loro energie
- Reazioni stereospecifiche: SN2, syn e anti
- Reazioni stereoselettive. Idrogenazione catalitica. Catalizzatori chirali
- Reazioni stereoselettive.
- Addizioni nucleofile, modello di Chan e di Felkin-Ahn
- Idroborazioni enantioselettive
- Epossidazioni e di-idrossilazioni enantioselettive, Sharpless
- Doppia stereodifferenziazione
- Risoluzione e dissimmetrizazione mediante uso di enzimi
- Lipasi ed Esterasi
- Proteasi
- Epossido idrolasi
- Effetto anomerico
- Effetto di sostituenti polari nelle riduzione di composti carbonilici ciclici
- Effetti strutturali sulla stabilità e reattività
- Sostituzione Nucleofila, meccanismi
- Effetti strutturali e di solvatazione
- Partecipazione dei gruppi vicinali
- Il carbocatione, struttura e reazioni
- Addizioni agli alcheni
- Addizione di acidi alogenidrici
- Addizione di alogeni
- Selenazione
- Epossidazione
- Reazioni degli epossidi
- Addizioni agli alcheni che coinvolgono sali di metalli di transizione
- Mercuriazione
- Argentazione
- Idroborazione
- Reazioni dei borani
- Addizioni agli alchini e alleni
- Reazioni di eliminazione
- Carboanioni e altri nucleofili al carbonio
- Reattività del gruppo carbonilico, addizioni, sostituzioni
- Reazioni di condensazione
- Reazioni pericicliche concertate. Diels Alder, Cicloaddizioni 1,3-dipolari, Cicloaddizioni [2+2], riarrangiamenti sigmatropici.
- Reazioni radicaliche
Nella parte riferita al laboratorio verranno presentate le norme di sicurezza e di comportamento da seguire in un laboratorio di chimica organica, le principali tecniche di analisi e purificazione di sostanze organiche (cristallizzazione, distillazione, tecniche cromatografiche, estrazione selettiva con solventi) e si condurranno reazioni di chimica organica di per la sintesi di due molecole principali ottenute a seguito di sintesi multistep.
Prerequisiti
Conoscenza della Chimica Organica di base
Modalità didattica
lezioni e laboratorio sperimentale in presenza
Materiale didattico
Carey, Advanced Organic Chemistry, Vol. A
Periodo di erogazione dell'insegnamento
4 Ottobre 2021 - 28 Gennaio 2022
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale
Per la parte di laboratorio verrà valutata l'attività svolta, la compilazione del quaderno di laboratorio e lo svolgimento di due test relativi alle competenze acquisite da fare durante il corso sulla piattaforma e-learning. Il voto di laboratorio farà media con quello della parte frontale.
Orario di ricevimento
Giovedì 12.30
Aims
The course aims to provide advanced knowledge on the structure and reactivity of organic molecules. The main reaction mechanisms of organic molecules will be explored with particular attention to the stereochemical outcome.
Contents
Advanced course on structure and reactivity of organic molecules, with particular attention to the reaction mechanisms and the stereochemistry.
The lab module is addressed to provide the student with the safety and behavior aspects for conducting correctly an organic chemistry experiment. The experiments carried out in the laboratory are intended to exploit the basic technical operations in organic chemistry to synthesise some organic compounds using multi-step synthetic protocols
Detailed program
- Review of the electronic structure of molecules
- Valence bond theory
- Hybridization
- Electronegativity
- Hard and Soft theory
- Polarizability
- Resonance and Conjugation, references
- Hyperconjugation
- Molecular orbitals theory, HOMO and LUMO
- Perturbation of molecular orbitals
- Stereochemistry, references of stereogenic centers and axes
- Optical rotary power
- Circular dichroism
- Determination of the absolute configuration
- Syn, Anti. Threo, Eritro
- Prochirality
- Dynamic stereochemistry
- Resolution of enantiomers
- Enantioselection and diastereoselection
- Conformations and their energies
- Stereospecific reactions: SN2, syn and anti
- Stereoselective reactions. Catalytic hydrogenation. Chiral catalysts
- Stereoselective reactions.
- Nucleophilic additions, Chan and Felkin-Ahn model
- Enantioselective hydroborations
- Enantioselective epoxidations and di-hydroxylations, Sharpless
- Double stereodifferentiation
- Resolution and dissymmetrization by use of enzymes
- Lipase and Esterase
- Protease
- Epoxide hydrolase
- Anomeric effect
- Effect of polar substituents in the reduction of cyclic carbonyl compounds
- Structural effects on stability and reactivity
- Nucleophilic substitution, mechanisms
- Structural and solvation effects
- Participation of neighborhood groups
- Carbocation, structure and reactions
- Additions to alkenes
- Addition of halogenic acids
- Halogen addition
- Selenazione
- Epoxidation
- Epoxy reactions
- Additions to alkenes involving transition metal salts
- Mercuriazione
- Argentazione
- hydroboration
- Borane reactions
- Additions to alkynes and trains
- Elimination reactions
- Carboanions and other carbon nucleophiles
- Carbonyl group reactivity, additions, substitutions
- Condensation reactions
- Concerted pericyclic reactions. Diels Alder, 1,3-dipolar Cycloadditions, Cicloadditions [2 + 2], sigmatropic rearrangements.
- Radical reactions
In the laboratory will be presented the safety rules and behavior to be followed in an organic chemistry laboratory, the main techniques of analysis and purification of organic substances (crystallization, distillation, chromatographic techniques, selective extraction with solvents) and how to handle organic chemistry reactions for the synthesis of molecules obtained as a result of multistep synthesis.
Prerequisites
Knowledge of basic Organic Chemistry
Teaching form
face-to-face lessons and laboratory
Textbook and teaching resource
Carey, Advanced Organic Chemistry, Vol. A
Semester
October 4, 2021 - January 28, 2022
Assessment method
Oral examination.
For the laboratory part, the activity carried out will be evaluated as well as the compilation of the laboratory notebook. Furthermore, two tests relating to the skills acquired to be done during the course on the e-learning platform will complete the evaluation of the laboratory course.
Office hours
Thursday 12.30
Staff
-
Cristina Decavoli
-
Norberto Manfredi
-
Sara Mattiello
-
Sara Mecca
-
Francesco Nicotra