PRESENTAZIONE

Insegnamento di Chimica Organica I per il Corso di Laurea in CTF Farmaceutiche tenuto dalla dottoressa Silvana Alfei ricercatore confermato a tempo indeterminato del gruppo di Chimica Organica (SSD CHIM/06) del DIFAR. Il corso si tiene nel primo semestre di ogni a.c dal primo giorno utile secondo calendario didattico sino all'ultimo giorno utile e secondo l'orario deciso dalla commissione orari. In caso di lezioni perse per qualsiasi motivo (comprese festività) è uso del docente recuperarle.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso ha l'obiettivo di fornire strumenti logici e sistemici, curandone l'apprendimento, per consentire a tutti gli interessati di raggiungere una buona conoscenza di struttura, caratteristiche fisiche, reattività, azione meccanicistica, sintesi dei principali gruppi funzionali della chimica organica quale base per tutti gli studi futuri del settore e i loro approfondimenti teorici e applicativi.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di descrivere i principi fondamentali della Chimica Organica facilitandone lo studio con l'introduzione delle teorie elettroniche e l'applicazione continua dei loro concetti, in modo da dare alla materia una certa coerenza. Senza questi presupposti, infatti, la Chimica Organica può apparire come un insieme non omogeneo di metodi e reazioni da apprendere in maniera mnemonica. 
Le principali conoscenze riguarderanno:
- gli aspetti generali e dei fondamenti della reattività
- le caratteristiche dei principali gruppi funzionali
- la stereochimica, ovvero gli aspetti tridimensionali che possono caratterizzare una molecola organica
- le basi per descrivere il meccanismo di una reazione.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
-identificare il modo in cui un gruppo funzionale può reagire
-utilizzare le conoscenze acquisite per proporre la sintesi di una molecola organica
 

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede 3 lezioni settimanali di 2 ore ciascuna durante le quali vengono trasmesse agli studenti tutte le nozioni inerenti il programma del corso in maniera dettagliata facendo uso di slides organizzate dal docente stesso.Le slides complete che ricoprono tutto il programma del corso vengono fornite agli studenti sin dal primo giorno di lezioni e sono sufficienti ad una preparazione esaustiva. Vengono comunque consigliati testi di supporto e per fare esercizi. Un giorno a settimana la lezione viene invece svolta alla lavagna per abituare lo studente al disegno delle molecole edegli schemi reattivi. Le lezioni vengono inoltre integrate con esercizi e esempi argomento per argomento. L'ultima parte del corso (circa 1 mese) viene invece dedicata esclusivamente ad esercizi e simulazioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Organizzazione spaziale delle molecole organiche. Il carbonio. Isomeria strutturale, ottica e conformazionale. Proiezioni di Fischer. Miscele racemiche. Proiezioni di Newman. Alcani: alogenazioni radicaliche e preparazioni. Idrocarburi aliciclici: stabilità dei cicloalcani. Preparazioni di ciclopropani. Alcheni: il doppio legame etilenico. Isomeria geometrica. Reagenti elettrofili e nucleofili. Reazioni: idrogenazione catalitica; addizione di HX, X2, HClO, HBrO, H2SO4, H2O. Regola di Markovnikov e carbocationi. Isomerizzazione di olefine. Ossimercuriazione-demercuriazione. Idroborazione-ossidazione. Addizione anti-Markovnikov di HBr. Alogenazione allilica. Ossidazioni. Scissioni ossidative. Preparazioni. Alchini: il triplo legame acetilenico. Acidità dell’idrogeno acetilenico; formazione di derivati metallici. Reazioni: riduzioni ad alcani e ad alcheni cis o trans; addizione di X2,  HX,  H2O. Preparazioni. Struttura dei dieni isolati, coniugati, accumulati. I cumuleni. Risonanza nei dieni coniugati. Idrocarburi aromatici. Il benzene: reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. Influenza orientante dei sostituenti. Effetto mesomerico e induttivo, Classificazione dei sostituenti. Gli areni: preparazioni e reazioni. Alogenuri alchilici: reazioni SN2, SN1, E2, E1. Reazioni con metalli. Riduzione ad alcani. Preparazioni. Alogenuri vinilici: reazioni di addizione elettrofila, deidroalogenazione, reazione con magnesio; inerzia verso le sostituzioni. Preparazioni. Alogenuri arilici: reazioni di sostituzione nucleofila aromatica (addizione-eliminazione, eliminazione-addizione); reazione con magnesio e litio alchili. Preparazioni. Alcoli: legami a idrogeno. Proprietà acido-basie. Formazione di Sali e eteri. Reazioni: ossidazione, disidratazione, trasformazione in alogenuri alchilici. Eliminazioni e sostituzioni. Preparazioni. Fenoli: proprietà acido-base. Formazione di eteri. Reazioni di Kolbe e Raimer-Tiemann. Preparazioni. Eteri: scissione acide. Proprietà basiche. Sali di trialchilossonio. Sintesi di Williamson. Preparazioni. Epossidi: addizione di acqua catalizzata,  di HX, alcoli, ammoniaca, ammine, HCN, Grignard, idruri metallici. Preparazioni: ossidazione di olefine, deidroalogenazione di aloidrine. Composti organometallici: reattività. Preparazioni di organometalli di litio, magnesio, zinco, cadmio. Grignard: reazioni con acidi, acqua, ossigeno, alogeni, anidride carbonica, composti carbonilici, esteri, cloruri acilici, epossidi, ammidi disostituite, nitrili. Reazioni secondarie. Cadmio-organici e litio dialchilcuprati: reazioni. Reformatsky. Aldeidi e chetoni: il legame carbonio-ossigeno. Reazioni: riduzione catalitica; riduzione di Clemmensen. Ossidazione di aldeidi. Addizione nucleofila al carbonile. Amminazione riduttiva; riduzione di Wolff-Kishner; reazione di Cannizzaro. Acidità degli idrogeni in alfa al carbonile. Enolizzazione. Carbanioni-enolanioni. Alfa alogenazione catalizzata. Reazione aloformica. Introduzione alla condensazione aldolica. Reazione di Wittig. Preparazioni. Ossidazione di Oppenauer e riduzione di Meerwein-Pondorf-Oppenauer-Verley. Carbeni. Acidi carbossilici: acidità; formazione di sali. Riduzione con litio alluminio idruro. Formazione di alogenuri acilici. Reazione di Hell-Volhard-Zelinsky: equazione di reazione e prodotti. Derivati acilici. La funzione acilica. Sostituzione nucleofila acilica. Esterificazione di Fischer. Reazioni con Grignard e litio alluminio idruro. Alogenuri acilici e carbossilati, composti cadmio-organici e litio dialchilcuprati. Riduzioni di alogenuri acilici. Condensazione di Claisen.  Sintesi nitrilica, sintesi malonica. Sintesi acetoacetica. Nitrili: addizione catalizzata di acqua e di alcoli, riduzione ad immine e ad ammine, Reazioni coi Grignard. Acidità degli idrogeni in alfa al CN. Alchilazione dell’acetonitrile. Preparazioni di nitrili. Ammine: stereochimica dell’azoto, proprietà acido-base. Reazioni con: metalli alcalini, Grignard, alogenuri acilici, anidridi, alogenuri alchilici, composti carbonilici, acido nitroso. Preparazioni di ammine: sintesi di Gabriel, degradazione di Hofmann, Curtius, Schmidt. Metilazione di Eschweiler-Clarke. Sali di diazonio: struttura e stabilità. Reazioni di sostituzione dell’azoto con -Cl, -Br, -CN, -I, -F, -OH, -H e di copulazione. Diazometano: struttura. Reazioni con: acidi inorganici, carbossilici, composti a idrogeno mobile, cloruri acilici. Reazione di Arndt-Eistert. Preparazione. Introduzione agli aminoacidi struttura generica e configurazione degli alfa aminoacidi naturali.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

John McMurry, CHIMICA ORGANICA, Ed. Piccin

Paula Yurkains Bruice, CHIMICA ORGANICA, Ed. EdiSES

Botta et all, CHIMICA ORGANICA, Ed. Edi-Ermes

Solomons Fryhle, CHIMICA ORGANICA, Ed. Zanichelli

Brown, CHIMICA ORGANICA, Ed. EdiSES

Fessenden & Fessenden, CHIMICA ORGANICA, Ed. Piccin

M.V. D’Auria, O.T. Scafati, A. Zampella, GUIDA RAGIONATA allo SVOGIMENTO di ESERCIZI di CHIMICA ORGANICA, Ed. Loghia

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

SILVANA ALFEI (Presidente)

FRANCESCO LUCCHESINI

PAOLO OLIVERI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Fine settembre 2016: primo giorno utile secondo il calendario didattico, salvo imprevvisti.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La prova scritta ha inizio con un test di nomenclatura in base al quale verrà concesso o negato l'accesso alla prova scritta vera e propia. Il test si compone di 10 quesiti di nomenclatura. Se vengono sbagliate più di cinque risposte non si viene ammessi allo scritto. Se ne vengono sbagliate 5 si viene ammessi allo scritto con una penalità di 2 punti. Se ne vengono sbagliate meno di cinque si viene ammessi senza penalità. Segue quindi lo scritto composto da cinque esercizi ai quali verrà attribuito un punteggio la cui somma sarà pari a 30. L'accesso all'orale è precluso ai candidati che non raggiugano la sufficienza ovvero il punteggio minimo di 18.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame consiste di due parti che si svolgono nella stessa giornata: la prima parte prevede una prova scritta composta da un test preliminare di nomenclatura (30 minuti). Chi supera il test accede allo svolgimento dei 5 quesiti dello scritto vero e propio sui temi svolti a lezione (durata 60-90 minuti); la seconda parte (prevista solo per studenti che abbiano raggiunto nello scritto il punteggio minimo di 18) consiste di una prova orale che partendo dalla discussione dell’elaborato consegnato dallo studente  intende acquisire un quadro più’ ampio e completo della preparazione del candidato (durata 40 minuti circa). Non sono previste prove in itinere. Non sono concessi pre-appelli o post-appelli o appelli straordinari.

Calendario appelli