Obiettivi Formativi

Chimica Organica Superiore Al termine dello studio di questo insegnamento lo studente conosce le moderne strategie di sintesi e le metodologie per costruire legami C-C, i principi di base per sviluppare sintesi diastereoselettive e sintesi enantioselettive. E’ in grado di affrontare e risolvere problemi sintetici, avendo acquisito gli strumenti conoscitivi essenziali per la costruzione del bagaglio culturale necessario per ulteriori approfondimenti in ambito scientifico. E’ in grado, inoltre, di potere progettare un percorso sintetico che comprenda anche la sintesi stereoselettiva di opportuni composti. Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica L’insegnamento permetterà allo studente di conoscere in maniera approfondita le tecniche spettroscopiche (IR, MS e NMR) utilizzate nella determinazione della struttura di composti organici. In labaratorio saranno affrontati esperimenti di chimica organica avanzata ed i composti ottenuti saranno identificati grazie ai metodi spettroscopici. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di identificare la strututra delle molecole organiche attraverso la risoluzione di combinazioni di spettri, eseguire in maniera autonoma reazioni di sintesi organica e caratterizzare i composti ottenuti attraverso la registrazione e l’interpretazione dei loro spettri IR ed NMR.

Metodi didattici

Chimica Organica Superiore Il corso sarà articolato in lezioni frontali ed esercitazioni. Le lezioni si terranno con l'ausilio del power-point e di lavagna e gessetti. Verranno inoltre utilizzati modellini molecolari per discutere gli aspetti stereochimici di alcune reazioni. Le esercitazioni comprenderanno la discussione e la risoluzione di problemi di carattere sintetico, senza trascurare l'aspetto stereochimico. Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica Il corso sarà articolato in attività di lezione frontale (3 CFU ed esercitazioni di laboratorio (3 CFU).

Prerequisiti

Chimica Organica Superiore Lo studente che accede a questo insegnamento conosce già i concetti di base della Chimica Organica, i principali meccanismi di reazione, la reattività dei gruppi funzionali, i concetti base della stereochimica, cenni di reazioni catalizzate, la chimica di base dei composti organometallici Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica Lo studente che accede a questo insegnamento conosce già i concetti di base della spettroscopia IR, MS e NMR e le tecniche di base di laboratorio della Chimica Organica.

Verifiche dell'apprendimento

Questo insegnamento prevede un esame comune con l'insegnamento "Tecniche spettroscopiche in chimica organica". La verifica dell'apprendimento prevede una prova scritta comune ai due insegnamenti, da sostenere al termine dei due corsi. I 12 CFU verranno acquisiti dallo studente con il superamento di un esame orale che avrà come argomenti di esame quelli relativi ai due corsi.

Programma del Corso

Chimica Organica Superiore Formazione di legami C-C:(2 CFU, 16 ore) reagenti organometallici organo litio - preparazione - reattività organo zinco - preparazione – reattività organo boro – preparazione - reattività organo stagno - preparazione - reattività organo rame - preparazione - reattività - reazioni di inserzione mediate da metalli di transizione – inserzione del CO – reazione di Heck - reazioni di cross-coupling mediate da metalli di transizione – reazione di Negishi – reazione di Still – reazione di Suzuki - reazioni degli allil Pd. Formazione di legami C=C e C=C:(1 CFU, 8 ore) - reazioni di beta-eliminazione e syn-eliminazione pirolisi di esteri, xantati, N-ossidi, solfossidi e selenossidi - reazioni correlate alla olefinazione di Wittig reazione di Still-Gennari modificazione di Ando reazione di Wadsworth-Emmons reazione di Horner-Wittig reazione di Peterson - reazioni da solfoni olefinazione di Julia riarrangiamento di Ramberg-Bäcklund - reazioni da 1,2-dioli reazione di McMurry reazione di Corey-Winter - la reazione di Metatesi – utilizzo sintetico nella formazione di olefine e di composti macrociclici Formazione di legami C=C: - reazioni di eliminazione - anioni alcheniluro Sintesi Stereoselettive: (3 CFU, 24 ore) - principi generali - sintesi diastereoselettive di composti achirali, sintesi E/Z stereoselettive - sintesi diastereoselettive di composti chirali racemi e non idroborazione/ossidazione – addizioni nucleofile a composti carbonilici – Modelli di Crams e Felkin-Anh - alchilazione di enolati – la reazione aldolica – modelli di Zimmerman-Traxler - sintesi enantioselettive reagenti chirali non racemi – borani chirali - epossidazione di Sharpless - ausiliari chirali non racemi – isossazolidinoni di Evans – sultoni di Oppolzer - catalizzatori chirali non racemi – DAIB – amplificazione chirale -doppia stereodifferenziazione Esercitazioni: problem solving Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica Lezioni frontali: Spettroscopia nell’Infrarosso: Introduzione e teoria - Strumentazione – Preparazione del campione – Assorbimenti caratteristici dei gruppi funzionali delle molecole organiche (4h, 0.5 CFU). Spettrometria di Massa: Interpretazione degli spettri di Massa di molecole orgsniche (4h, 0.5 CFU). Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare: 1H NMR: Introduzione – Proprietà magnetiche dei nuclei – Eccitazione e rilassamento di nuclei con spin 1/2 – Strumentazione – Preparazione del campione – Spostamento chimico – Accoppiamento di spin: sistemi di spin del primo ordine; protoni su atomi di ossigeno, azoto e zolfo; accoppiamento di spin con altri nuclei – Equivalenza di spostamento chimico – Equivalenza magnetica – Sistemi rigidi AMX, ABX, ABC – Sistemi a catena aperta conformazionalmente mobili, accoppiamento virtuale – Chiralità – Accoppiamento vicinale, geminale e a lunga distanza – Disaccoppiamento di spin selettivo – Effetto Nucleare Overhauser -13C NMR: Accoppiamento 13C-1H - Tecniche di disaccoppiamento 1H – Spostamenti chimici – Rilassamento T1 – Effetto Nucleare Overhauser –– DEPT - NMR bidimensionale: Spettrometria di correlazione. Cenni di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare di 15N, 19F, 29Si, 31P. (16h, 2CFU). Esercitazioni di laboratorio: Preparazione dei campioni e registrazione di spettri IR ed NMR ed identificazione della struttura attraverso l’interpretazione degli spettri. Realizzazione di sintesi organiche avanzate e caratterizzazione dei composti isolati (3 CFU).