PRESENTAZIONE

L'insegnamento prevede la continuazione e l'approfondimento dei concetti oggetto dell'insegnamento Chimica Organica I. Gli argomenti trattati consentono di acquisire una visione più completa dei concetti di base della chimica organica. Inoltre sono scelti in buona parte in modo da tale da essere propedeutici per i successivi corsi quali la Biochimica e la Chimica Farmaceutica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Approfondimento della reattività di molecole organiche tramite lo studio di composti difunzionali. Ampliamento delle reazioni di formazione del legame carbonio-carbonio con particolare attenzione alla costruzione di sistemi ciclici. Introduzione alle sostanze organiche naturali ed eterocicliche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell’insegnamento di Chimica Organica II è quello di fornire concetti più avanzati della materia, rispetto a quelli appresi nel precedente insegnamento di Chimica Organica I. Al termine delle lezioni lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche sulla struttura e reattività dei composti bifunzionali, dei composti policiclici aromatici e dei composti eterociclici (aromatici e non). Avrà inoltre approfondito le strategie fondamentali di formazione dei legami carbonio-carbonio e avrà appreso le strutture e le proprietà di base delle principali classi di biomolecole.

Queste conoscenze sono fondamentali per affrontare i futuri studi in ambito biochimico e chimico farmaceutico.

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

• conoscere le principali classi di composti organici di sintesi e naturali;
• applicare le regole fondamentali della nomenclatura IUPAC, in particolare nell'ambito degli eterocicli;
• applicare le conoscenze stereochimiche di base anche a sistemi più complessi;
• ragionare criticamente per poter applicare le reazioni studiate a semplici sequenze sintetiche per la produzione di molecole richieste, argomentando le scelte.

PREREQUISITI

Conoscenze di base dei principali argomenti di chimica organica.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni tradizionali (64 ore). La frequenza è fortemente consigliata.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. APPROFONDIMENTO DELLA CHIMICA ORGANICA DEI COMPOSTI FUNZIONALI E BIFUNZIONALI (24 ore, Prof. Ginoble Pandoli)

• A1 Sistemi policiclici e poliinsaturi e acidi bicarbossilici
  • A1.1 Conformazioni dei cicloalcani e dei bicicloalcani
    • A1.1.1 Conformazioni in alcani monociclici
    • A1.1.2 Conformazioni in alcani biciclici fusi
    • A1.1.3 Nomenclatura e proprietà di sistemi biciclici a ponte
  • A1.2 Dieni
    • A1.2.1: Coniugazione ed assorbimento UV-visibile
    • A1.2.2: Addizioni elettrofile ai dieni coniugati
    • A1.2.3: Cicloaddizioni pericicliche: la reazione di Diels-Alder
    • A1.2.4 Reazione di ring-closing metathesis
    • A1.2.5 Alleni
  • A1.3 Acidi bicarbossilici
  • A1.4 Sistemi policiclici aromatici
    • A1.4.1: nomenclatura e proprietà
    • A1.4.2: fullereni, grafite, grafene, nanotubi di carbonio
    • A1.4.3: ossidi di arene
    • A1.4.4: sostituzioni elettrofile nel naftalene
  • A1.5 Sistemi biarilici
    • A1.5.1 Chiralità nei biarili
    • A1.5.2 Reazione di Suzuki nella sintesi di biarili e dieni
• A2 Derivati con due funzioni ossigenate o con una funzione ossigenata ed un'insaturazione
  • A2.1 Composti carbonilici e carbossilici coniugati
    • A2.1.1 Preparazione per: alogenazione/eliminazione; condensazione crotonica; reazione di Knoevenagel; metatesi intramolecolare; reazioni di Wittig e Horner-Wadsworth-Emmons
    • A2.1.2 Equivalenza sintetica
    • A2.1.3 Reazioni di addizione nucleofila coniugata: reazioni con nucleofili blandi, con derivati organometallici, idruri, reazione di Michael
    • A2.1.4 Anellazione di Robinson
    • A2.1.5 Addizioni coniugate nel mondo biologico
    • A2.1.6 Addizioni coniugate ed altre reazioni di enammine
  • A2.2 Composti 1,3-ossigenati
    • A2.2.1: Condensazioni aldoliche incrociate con preformazione dell'enolato
    • A2.2.2: Condensazioni aldoliche con equivalenti sintetici delle aldeidi
    • A2.2.3 Ossidazioni con diacetossiiodobenzene e di Swern
    • A2.2.4 Condensazioni di Claisen e Dieckmann
    • A2.2.5 Reazioni aldoliche e di Claisen biologiche
  • A2.3 Composti 1,2-ossigenati (3 ore)
    • A2.3.1 Strategie retrosintetiche: disconnessioni logiche e illogiche
    • A2.3.2 Il cianuro come equivalente di acil anione.
    • A2.3.3 Isonitrili: reazione di Passerini
    • A2.3.4 Ditiani
    • A2.3.5 1,2-Dioli
    • A2.3.6 Acetali ciclici
• A3 Reazioni radicaliche, fenoli, chinoni
  • A3.1 Reazioni radicaliche
    • A3.1.1: Principi generali
    • A3.1.2: Polimerizzazioni radicaliche
    • A3.1.3 Autoossidazioni
    • A3.1.4 Antiossidanti
  • A3.2 Fenoli come antiossidanti naturali
  • A3.3 Chinoni

2.    COMPOSTI ETEROCICLICI (21 ore, Prof. Banfi).

• B1 Classificazione e nomenclatura dei composti eterociclici
• B2 Eterocicli aromatici elettronricchi
  • B2.1 Caratteristiche generali
  • B2.2 Sintesi e reattività di pirrolo, furano, tiofene e relativi derivati benzocondensati
• B3 Eterocicli aromatici elettronpoveri
  • B3.1 Caratteristiche generali
  • B3.2 Sintesi e reattività di piridina, chinolina e isochinolina, pirimidina, pirazina, piridazina
• B4 Eterocicli pentaatomici aromatici con due eteroatomi
  • B4.1 Caratteristiche generali
  • B4.2 Sintesi e reattività di imidazolo, ossazolo, isossazolo
• B5 Eterocicli saturi tensionati: struttura, sintesi e reattività di ossirani, aziridine, ossetani e azetidine

3.     BIOMOLECOLE (19 ore, Prof. Riva).

• C1 Carboidrati
  • C1.1 Monosaccaridi
    • C1.1.1 Famiglie stereochimiche
    • C1.1.2 Formule di Fischer e di Haworth, conformazioni piranosiche e furanosiche
    • C1.1.3 Effetto anomerico
    • C1.1.4 Mutarotazione
    • C1.1.5 Comportamento monosaccaridi in acidi (caramellizzazione) e in basi
    • C1.1.6 Reazioni di riduzione e di ossidazione e saggi di riconoscimento degli zuccheri riducenti
    • C1.1.7 Glicosidi: struttura, proprietà e sintesi di glicosidi semplici
    • C1.1.8 Strategie sintetiche per la sintesi di glicosidi complessi per via chimica (uso dei gruppi protettori e attivazione del glicosil donatore) ed enzimatica
    • C1.1.9 Osazoni
    • C1.1.10 Sintesi di Kiliani-Fischer
    • C1.1.11 Degradazioni di Ruff e Wohl
    • C1.1.12 Determinazione della configurazione relativa ed assoluta dei principali monosaccaridi
  • C1.2 Disaccaridi: maltosio, cellobiosio, saccarosio e lattosio
  • C1.3 Polisaccaridi: struttura e proprietà dei principali polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa, chitina, pectina, acido ialuronico)
  • C1.4 Determinanti antigenici delle cellule e gruppi sanguigni
  • C1.5 Glicoconiugati
    • C1.5.1 Glicolipidi
    • C1.5.2 Glicoproteine
• C2 Lipidi
  • C2.1 Acidi grassi e derivati (ammidi, cere)
  • C2.2 Eicosanoidi (prostaglandine ecc.)
  • C2.3 Glicerolipidi (trigliceridi: grassi, oli)
  • C2.4 Saponi e tensioattivi
  • C2.5 Glicerofosfolipidi
  • C2.6 Sfingolipidi
  • C2.7 Terpeni, Terpenoidi e loro biosintesi
  • C2.8 Steroidi
• C3 Amminoacidi
  • C3.1 Nomenclatura
  • C3.2 Struttura e classificazione
  • C3.3 Proprietà acido-base
  • C3.4 Punto isoelettrico
  • C3.5 Sintesi di alfa-amminoacidi (da alfa-alogenoacidi, da esteri acilamminomalonici, per amminazione riducente, per riduzione enantioselettiva di acidi a-(acilammino)acrilici, mediante reazione di Strecker)
  • C3.6 Risoluzione di alfa-amminoacidi racemi
• C4 Peptidi e proteine
  • C4.1 Struttura primaria, ponti disolfuro
  • C4.2 Denaturazione delle proteine
  • C4.3 Determinazione della struttura primaria
    • C4.3.1 Mediante idrolisi completa accoppiata alla cromatografia a scambio ionico e visualizzazione degli amminoacidi con ninidrina
    • C4.3.2 Mediante metodo di Edman
    • C4.3.3 Mediante uso del bromuro di cianogeno
    • C4.3.4 Mediante metodi enzimatici
  • C4.4 Sintesi chimica in fase omogenea (da sinistra a destra e da destra a sinistra, uso dei gruppi protettori, attivazione della funzione carbossilica) e in fase solida (resine di Merrifield)
• C5 Acidi Nucleici
  • C5.1 Basi azotate
  • C5.2 Zuccheri
  • C5.3 Nucleosidi
  • C5.4 Nucleotidi
  • C5.5 Oligonucleotidi e Acidi Nucleici
  • C5.6 Struttura secondaria e terziaria del DNA
  • C5.7 Esempi di mutazioni genetiche dal punto di vista chimico

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Chimica Organica AA. VV. a cura di B. Botta Edi-Ermes
• Chimica Organica di M. Loudon, EdiSES
• Chimica Organica di J. McMurry, Piccin
• Chimica Organica di P. Y. Bruice, EdiSES
• Chimica Organica di P. C. Vollhardt e N. E. Schore, Zanichelli
• Chimica Organica di W. H. Brown, B. L. Iverson, E. V. Anslyn, C. S. Foote, EdiSES
• Chimica dei Composti Eterociclici di D. Sica, F. Zollo - EdiSES (l'ultima edizione)
• Chimica degli Eterocicli di G. Broggini, G. Zecchi – vol. 1 LaScientifica

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

RENATA RIVA (Presidente)

OMAR GINOBLE PANDOLI

LUCA BANFI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

26 febbraio 2024

Orari delle lezioni

CHIMICA ORGANICA II (CTF)(LM)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

All'esame verranno chiesti esclusivamente gli argomenti trattati, come risulta dalle diapositive fornite su aula web. Gli studenti devono prenotarsi almeno 48 ore prima su https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione.

La parte più importante dell'esame sarà quella orale. Essa sarà preceduta da uno scritto che avrà lo scopo principale di fungere da filtro, evitando di perdere tempo con studenti che si presentano all'esame con una preparazione insufficiente. Pertanto:

• Il risultato dello scritto sarà tenuto valido solo per l'orale che si svolgerà subito dopo. Chi dovesse superare lo scritto e non superare l'orale successivo (o comunque rifiutare il voto proposto) dovrà rifare l'esame scritto nel successivo appello.
• Non è consigliabile prepararsi ad hoc per l'esame scritto. Esso è congegnato in modo da valutare se la preparazione all'esame orale ha raggiunto un livello sufficiente. Quindi conviene prepararsi direttamente per l'esame orale.
• Il superamento dell'esame scritto non garantisce il superamento dell'esame orale, in quanto il primo sarà più facile del secondo.
• L'esame scritto prevederà 12 domande (4 per ognuna delle 3 parti). Tutte e 12 sono domande volte a valutare la conoscenza di massima dei vari argomenti e la capacità di scrivere delle formule. In genere 6 di queste sono domande a risposta multipla. Le risposte alle seconde 6 domande dovranno essere molto sintetiche e non elaborate. Ad ogni risposta verrà attribuito un punteggio (anche frazionario) compreso tra 0 e 3. Il totale, moltiplicato per 30/36 darà una votazione in trentesimi, che potrà, a discrezione dei docenti, essere moltiplicata per un fattore compreso tra 1,0 e 1,2 in base alla difficoltà dello scritto. Gli studenti che, dopo arrotondamento, avranno ottenuto 18 o più saranno ammessi all'orale. Il giudizio è insindacabile.
• Un voto basso nello scritto (ovviamente pari o maggiore di 18) non preclude il raggiungimento di un voto alto all'orale. Non verrà fatta media. Lo scritto è solo un filtro.

L'esame orale prevede di norma la risposta ad una o due domande di carattere abbastanza generale per ognuna delle tre parti. Nel rispondere, l'esaminando dovrà esprimersi non solo verbalmente ma, soprattutto, scrivendo alla lavagna, o su un foglio, formule e schemi di reazione, Durante la risposta il docente interverrà all'occorrenza per capire il livello di conoscenza e di comprensione dell'argomento scelto.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo ed ha una durata di almeno 30 minuti. Con queste modalità, tenendo conto anche dello scritto preliminare, la commissione è certamente in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Durante l'esame lo studente dovrà dimostrare di avere raggiunto gli obiettivi formativi sia esponendo oralmente gli argomenti, che, soprattutto, scrivendo alla lavagna o su un foglio equazioni chimiche, formule e meccanismi.
Se la commissione riterrà che tali obiettivi non siano stati raggiunti, lo studente verrà invitato a ritirarsi. In tal caso dovrà ripetere la prova scritta in un successivo appello.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Per poter sostenere l'esame lo studente deve avere già superato Chimica Organica 1. I docenti controlleranno preventivamente il rispetto della regola.