Obiettivi Formativi

Chimica Organica Superiore Al termine dello studio di questo insegnamento lo studente conoscerà le moderne strategie di sintesi e le metodologie per costruire legami C-C, i principi di base per sviluppare sintesi diastereoselettive e sintesi enantioselettive. Dopo esercitazioni numeriche specifiche, lo studente sarà in grado di affrontare e risolvere problemi sintetici, avendo acquisito gli strumenti cognitivi essenziali per la costruzione del bagaglio culturale necessario per ulteriori approfondimenti in ambito scientifico. Sarà 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. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di identificare la struttura delle molecole organiche attraverso la risoluzione di combinazioni di spettri.

Learning Goals

Advanced Organic Chemistry This is an advanced course of organic chemistry where students acquire the cognitive instruments for solving synthetic problems. New synthetic strategies and methodoligies for Carbon-Carbon formation will be illustrated.The basic principles to develop diastereoselective or enantiselective syntheses will be illustrated, with the use of the problem-solving technique. Simple synthetic pathways for the obtainment of molecules will be discussed and projected. Organic spectroscopy: Students will gain a deep knowledge of the major spectroscopic methods (IR, NMR, MS) used in the elucidation of organic structures. At the end of the course students will be able to solve structural problems on organic molecules using a combination of spectra.

Metodi didattici

Chimica Organica Superiore Il corso sarà articolato in lezioni frontali (4 CFU) ed esercitazioni (2 CFU). 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. Si studierà la letteratura corrente sull'argomento in questione. Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica: Il corso sarà articolato in attività di lezione frontale (3 CFU) e di esercitazioni in aula (3 CFU). Le lezioni si terranno con l'ausilio del power-point e di lavagna e gessetti. Durante le esercitazioni verranno forniti ad ogni studente gli esercizi di spettroscopia da risolvere.

Teaching Methods

Advanced Organic Chemistry The course is organized in frontal (4 CFU) and practice lessons (2 CFU) . Power-point will be used together with blackboard. Molecular models will be emploied to illustrate streochemical problems of some reactions. Practice will include the discussion and resolution of synthetic problems with the stereochemical aspects and literature discussion. Organic Spectroscopy: The course is organized in frontal (3 CFU) and practise lessons (3 CFU). Power-point will be used together with blackboard. During practise sessions organic spectroscopy problems will be provided to each student.

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: Concetti di base di chimica organica e di spettroscopia IR, MS e NMR.

Prerequisites

Advanced Organic Chemistry The student who attends this teaching, already knows the basical concepts of organic chemistry, the principal reaction mechanisms, the reactivity of functional groups, the basic concepts of stereochemistry, short accounts of catalitic reactions and organometallic compounds. Organic Spectroscopy: Basical concepts of organic chemistry and spectroscopy (IR, MS and NMR).

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento prevede una prova scritta comune ai due insegnamenti . 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.

Assessment

There is common written test. The 12 CFU will be acquired by the student after an oral exam that will concern with the arguments of both courses.

Programma del Corso

Chimica Organica Superiore Formazione di legami C-C:(2 CFU teorici, 12 ore + 0,5 CFU esercitazioni, 6 ore) reagenti organometallici organo litio - preparazione - reattività organo zinco - preparazione – reattività organo boro – 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. Esercitazioni numeriche: svolgimento di problemi sintetici e discussioni sulla letteratura pertinente. Formazione di legami C=C:(1 CFU teorici, 6 ore + 0.5 CFU esercitazioni, 6 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 - la reazione di Metatesi Formazione di legami tripli C-C: - reazioni di eliminazione - anioni alcheniluro Esercitazioni numeriche: svolgimento di problemi sintetici e discussioni sulla letteratura pertinente Sintesi Stereoselettive: (1 CFU teorici, 6 ore + 1 CFU esercitazioni, 12 ore) - sintesi diastereoselettive di composti achirali, sintesi E/Z stereoselettive - sintesi diastereoselettive di composti chirali racemi e non Modelli di Crams e Felkin-Anh - alchilazione di enolati – la reazione aldolica – modelli di Zimmerman-Traxler - sintesi enantioselettive borani chirali - epossidazione di Sharpless - isossazolidinoni di Evans – sultoni di Oppolzer - catalizzatori chirali non racemi – DAIB – amplificazione chirale Esercitazioni numeriche: svolgimento di problemi sintetici e discussioni sulla letteratura pertinente. Tecniche Spettroscopiche in Chimica Organica: Lezioni frontali (3 CFU): Spettroscopia nell'Infrarosso: Introduzione e teoria - Strumentazione Preparazione del campione Assorbimenti caratteristici dei gruppi funzionali delle molecole organiche (3h, 0.5 CFU). Spettrometria di Massa: Interpretazione degli spettri di Massa di molecole organiche (3h, 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 (3h, 0.5 CFU) 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: protoni enantiotopici e diastereotopici, agenti CSA e reagenti di Shift Accoppiamento vicinale, geminale e a lunga distanza Disaccoppiamento di spin selettivo Effetto Nucleare Overhauser (3h, 0.5 CFU) -13C NMR: Accoppiamento 13C-1H - Tecniche di disaccoppiamento 1H Spostamenti chimici Rilassamento T1 Effetto Nucleare Overhauser DEPT (3h, 0.5 CFU) - NMR bidimensionale: Spettrometria di correlazione (COSY, TOCSY, NOESY, HSQC, HMBC, INADEQUATE). Cenni di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare di 15N, 19F, 29Si, 31P. Cenni di NMR a gradiente di campo (3h, 0.5 CFU). Esercitazioni in aula: identificazione della struttura di composti organici attraverso linterpretazione degli spettri IR, NMR e MS (36h, 3 CFU).

Course Syllabus

Advanced Organic Chemistry Formation of C-C single bonds (2 CFU, 12h + 0.5 CFU exercises, 6h): - Organometallic reagents - Cross-coupling reactions Formation of C-C double bond and triple bond (1 CFU, 6h + 0.5 CFU exercises, 6h): - beta-elimination and syn-elimination reactions - Wittig reactions and related - Metathesis reaction - Elimination reactions - Alkelinure anions Stereoselective synthesis (1 CFU, 6h + 1 CFU exercises, 12h): -diastereoselective synthesis of achiral compounds - diastereoselective synthesis of chiral compounds - enantioselective synthesis - not racemic chiral reagents - not racemic chiral auxiliaries - not racemic chiral catalists -double stereodifferenziation Organic Spectroscopy: Theory: Infrared spectroscopy: Introduction and theory IR Spectrometer Sample preparation Characteristic group frequencies (3h, 0.5 CFU). Mass Spectrometry: MS spectra of organic molecules (3h, 0.5 CFU).Nuclear Magnetic Resonance: 1H NMR: Introduction Nuclear magnetic properties Excitation and relaxation of nuclei with spin 1/2 NMR spectrometer (3h, 0.5 CFU) Sample preparation Chemical shift Spin- spin coupling; 1st order spectra; spin-spin coupling with other nuclei Chemical and magnetic equivalence - AMX, ABX, ABC systems Virtual coupling Chirality: enantiotopici and diastereotopic nucleii, CSA agents and Shifts reagents Vicinal, geminal and long-range coupling Decoupling Nuclear Overhauser Effect (3h, 0.5 CFU) 13C NMR: Coupling 13C-1H - Proton decoupling Chemical shift T1 Relaxation - Nuclear Overhauser Effect DEPT (3h, 0.5 CFU) 2D NMR: Correlation spectroscopy (COSY, TOCSY, NOESY, HSQC, HMBC, INADEQUATE) NMR of 15N, 19F, 29Si, 31P- PFG-NMR (3h, 0.5 CFU). Practice: Organic structures from spectra (36h, 3 CFU).