Corsi di studio in
Farmacia - Chimica e tecnologia farmaceutiche

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi del corso di laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche ed è mirato a fornire agli studenti gli strumenti necessari per comprendere e pèrevedere la reattività delle molecole organiche.

In particolare, l'insegnamento si propone di fornire agli studenti:

• una panoramica delle reazioni della chimica organica con una lettura meccanicistica approfondita
• gli strumenti teorici e logici per interpretare correttamente i meccanismi di reazione
• gli strumenti teorici e logici per prevedere la reattività delle molecole organiche

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Acquisizione di conoscenze teoriche relative chimica organica.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisizione della capacità di applicare le conoscenze teoriche nell'interpretazione dei meccanismi di reazione e nella progettazione dei migliori percorsi sintetici.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento a
valutazione e interpretazione di dati sperimentali per scelte strategiche in situazioni nuove.
ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di
autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia.

PROGRAMMA DI CHIMICA ORGANICA II

STEREOCHIMICA

Brevi richiami dei concetti fondamentali (Organica I)- Stereoisomeria in assenza di centri chirali – reazioni stereospecifiche e stereoselettive – Prochiralità – Principi di sintesi asimmetrica.

FORMAZIONE DI LEGAMI C-C ALIFATICI

Catalisi basica: Reazione di Reformasky –Reazione di Darzen- Sintesi e reattività di enammine- Reazioni con ioni cianuro- Condensazione benzoinica - richiamo delle reazioni gia’ studiate in Organica I .

Catalisi acida:Autocondensaziome degli alcheni – Autocondensazione aldeidi ( paraformaldeide) e chetoni – Reazione di Mannich.

Reattivi Organometallici: Brevi richiami della reattivita’ e sintesi dei reattivi di Grignard ed Organo litio – Reattivi di Grignard allilici e benzilici – Organocuprati , Teoria HSBA ( Hard and Soft Acids and Bases).

FORMAZIONE DI LEGAMI C-N ALIFATICI

Brevi richiami dei metodi già studiati in Organica I – Formazione di Amidine – Nitrosazione - Aminoacidi : Classificazione – Proprieta’ chimico-fisiche – Sintesi di a- aminoacidi da : acidi a-alogenati , acetammidomalonato , Sintesi di Strecker, Sintesi di Curtius.

Peptidi: Definizione e sintesi peptidica in fase omogenea e in fase solida.

PROTEZIONE DI GRUPPI FUNZIONALI

Gruppi protettivi per: Chetoni, Aldeidi : formazione di diossolani – Alcoli e Fenoli: sintesi di trialchilsilileteri, tetrapiranileteri, benzileteri, metileteri – Acidi carbossilici :Sintesi di t-butilesteri – Ammine : sintesi di benzilderivati, carbossibenzilderibati (Cbz), t-butossicarbonilderivati ( t-Boc), fluorenilossicarbonilderivati( Fmoc)

SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

Brevi richiami sui concetti fondamentali (Organica I) – Clorometilazione – Formilazione di Gattermann-Koch – Formilazione di Gattermann – Formilazione di Vilsmeyer – Formilazione di Reimer-Tiemann.

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA AROMATICA

Brevi richiami sui concetti fondamentali (Organica I) – Sintesi di intermedi benzino

TRASPOSIZIONI MOLECOLARI

Trasposizioni al C-elettrondeficiente: Trasposizione  di Wagner-Meerwein – Trasposizione pinacolonica – Trasposizione benzilica.

Trasposizioni all’N-elettrondeficiente: Brevi richiami sulle trasposizioni di Hoffmann, Curtius, Beckmann, gia’ trattate in Organica I.

Trasposizioni all’ O-elettrondeficiente: Trasposizione di Bayer-Villiger

Trasposizioni al C-elettronricco: Trasposizione di Favorskii

REAZIONI PERICICLICHE

Cicloaddizioni:   Reazione di Diels-Alder- Cicloaddizioni 1,3 dipolari.

Trasposizioni sigmatropiche: Migrazioni [1,5] – Migrazioni [3,3] : Trasposizione di Cope – Trasposizione di Claisen – Trasposizione di Claisen-Cope.

Ene-Reazioni e correlate: Ene-reazione, carbonil-ene-reazione 

REAGENTI CON FOSFORO, ZOLFO, SILICIO, BORO

Ilidi stabilizzate- Olefinazione di Julia - Reazione di Mitsonobu – Formazione di ditioacetali, umpolung –  Cenni su agenti di idroborazione.

CHIMICA ORGANOMETALLICA DI TRANSIZIONE

Struttura dei complessi di transizione – Regola dei 18e^- - Meccanismi generali di reazione – Complessi del Pd e loro utilizzo in reazione di coupling : Reazione di Heck, Reazione di Sonogashira, Reazione di Suzuki. Organostannani : Reazione di Stille.

REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE

Concetti generali – Breve riepilogo dei metodi già trattati in Organica I – Ossidazione di fenoli ed ammine a chinoni – Ossidazione di Swern – Epossidazione asimmetrica di Sharpless – Riduzione di Birch -  Apertura ossidativa di epossidi con acidi di Lewis.

COMPOSTI ETEROCICLICI

Regole di nomenclatura sistematica ,sistema di Hantztch- Widman, Sistemi con anelli fusi, spirocomposti. Eterocicli a carattere aromatico elettronricchi. Pirrolo. Struttura e proprietà. Protonazione, formazione di oligomeri e polimeri. Reazioni di sostituzione elettrofila. Reazioni di Vilsmeier-Haack e di Mannich. Reazione di Reimer-Tiemann. Deprotonazioni all'azoto e metallazioni al carbonio. Ossida­zioni e riduzioni. Sintesi del nucleo pirrolico di Knorr, Paal-Knorr. Furano. Struttura e proprietà. Apertura del nucleo con acidi. Reazioni di sostituzione elettrofila. Rea­zioni di Vilsmeier-Haack e di Mannich. Reazioni di metallazione. Ossidazioni e riduzioni. Reazioni di Diels-Alder. Sintesi del nucleo furanico da carboidrati e secondo Paal-Knorr. Tiofene. Struttura e proprietà. Formazione di un trimero. Reazioni di sostituzione elettrofila. Reazioni di Vilsmeier-Haack e di Mannich. Reazione di metallazione. Sintesi del nucleo tiofenico di Paal-Knorr. Indolo. Struttura e proprietà. Formazione di oligomeri. Reazioni di sostituzione elettrofila. Reazioni di deprotonazione all'azoto e di metallazione. Ossidazioni e riduzioni. Sintesi del nucleo indolico secondo Fischer. Benzofurano e Benzotiofene. Caratteristiche generali di reattività. Eterocicli a carattere aromatico elettronpoveri. Piridina. Struttura e proprietà. Reazioni all'azoto. Reazioni di sostituzione elettrofila e nucleofila. La reazione di Chichibabin. Reattività verso gli organo­metalli. Ossidazioni e riduzioni. Derivati piridinici: N-ossido, alchil­piridine, idrossipiridine, ammi­no­piridine, acidi piridincarbossilici. Sintesi del nucleo piridinico secondo Hantzsch. Chinolina e Isochinolina. Struttura. Reattività all'azoto. Sostituzioni elettrofile e nucleofile. Reazioni di metallazione. Ossidazioni e riduzioni. Sintesi del nucleo chinolinico secondo Skraup e del nucleo isochinolinico secondo Bischler-Napieralski e Pictet-Spengler. Pirimidina. Pirazina. Piridazina. Struttura, sintesi e reattività. Tautomeria di derivati idrossidiazinici. Eterocicli pentaatomici a carattere aromatico con due eternatomi. Proprietà chimico-fisiche e caratteristiche generali di reattività degli 1,2- e 1,3-azoli. Imidazolo. Proprietà. Reattività all'azoto. Reattività verso elettrofili e nucleofili. Reazioni di metallazione. Sintesi del nucleo imidazolico da composti 1,2-dicarbonilici. Isossazolo. Proprietà. Reazioni di apertura del nucleo. Sintesi del nucleo isossazolico da composti 1,3-dicarbonilici. Eterocicli saturi tensionati. Struttura, cenni su reattività di ossirani, aziridine, ossetani e azetidine.

L'insegnamento consiste di 76 ore di lezione, distribuite tra argomenti teorici ed esercitazioni

La frequenza è facoltativa

Le lezioni saranno in presenza.

Le lezioni saranno svolte senza l'ausilio di slide, ma utilizzando la lavagna, o analoghi dispisitivi digitali. Il materiale a supporto della lezione sarà quindi costituito dai libri di testo indicati.

Le comunicazioni con gli studenti avvengono mediante e-mail o forum. E' richiesta l'iscrizione alla piattaforma Moodle.

L’esame finale è costituito da una prova scritta, seguita da un colloquio orale .

La prova scritta, della durata di 120 minuti, da svolgersi senza l'ausilio di libri e appunti, è composta da 6 esercizi relativi al programma di insegnamento nei quali è richiesto di completare sequenze di reazioni e ipotizzarne  i meccanismi.

In considerazione del notevole apporto interpretativo dello studente necessario alla risoluzione degli esercizi, non viene assegnato a priori un punteggio alle singole domande: l'elaborato viene giudicato nel suo complesso senza assegnare un voto numerico, bensì un giudizio positivo o negativo che influirà sulla prova orale. La valutazione positiva è assegnata alle prove scritte in cui lo studente dimostri di possedere una adeguata padronanza degli argomenti di base del corso di Chimica Organica II.

Solo un giudizio positivo consente di accedere al colloquio orale, il quale verterà in primis sul commento della prova scritta e sulla sua correzione, quindi sull'esame e commento di schemi di reazioni provenienti da articoli di riviste di Chimica Organica e riguardanti gli argomenti del corso.

NOTA: sono calendarizzati 10 appelli distribuiti durante l'anno (una al mese, esclusi agosto e dicembre) per dar modo allo studente di meglio organizzare il proprio calendario d'esame. I 10 appelli disponibili NON DEVONO quindi costituire 10 tenetativi di superamento della prova.