Chimica Organica II (CTF)

Oggetto:

Chimica Organica II (CTF)

Oggetto:

Organic chemistry II

Oggetto:

Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica

FAR0028

Docente

Prof. Alessandro Barge (Titolare del corso)

Corso di studi

[f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino

Anno

3° anno

Tipologia

Di base

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

CHIM/06 - chimica organica

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Facoltativa

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Prerequisiti

Chimica organica I

Oggetto:

Il Corso si integra con quello di Chimica Organica I. Riesaminando in modo più approfondito argomenti gia’ trattati e sviluppando tematiche nuove il corso si pone l’obiettivo di consentire l’acquisizione non solo della conoscenza , ma soprattutto della comprensione dei processi di sintesi organica unitamente alla capacità di programmare la costruzione di composti organici.

The present course is built on the basis posed by Organic Chemistry I, by integrating the concepts already acquired. The aim of Organic Chemistry II is to offer the fundamental knowledge of Organic Synthesis and the synthetic design of multifunctional organic compounds.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

ITALIANO
ENGLISH

In base agli apprendimenti acquisiti lo studente dovrà possedere gli strumenti cognitivi per accostarsi e comprendere la letteratura di Chimica Organica e per progettare opportune strategie sintetiche di particolari molecole.

In the light of the knowledge acquired, the student should have a sufficient preparation to understand the scientific literature in Organic Chemistry and autonomously design correct synthetic strategies

Oggetto:

Modalità di insegnamento

56 ore di didattica frontale e 20 ore di esercitazioni in aula di cui 10 distribuite durante lo svolgimento dell'insegnamento e 10 a fine dell'insegnamento

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Modalità d'esame durante l'emergenza sanitaria per COVID-19

La prova d’esame, durante il periodo di emergenza sanitaria, è convertita in un’unica prova orale.

I/Le candidati/e potranno partecipare ad un solo appello, a scelta, tra quelli proposti nei mesi di Aprile, Maggio e Giugno.

I/Le candidati/e verranno convocati via Webex a gruppi di 5 e almeno due di essi dovranno rimanere collegati fino alla fine della sessione che li vede coinvolti in modo da garantire la presenza di un testimone. Date e orari delle convocazioni verranno stabiliti di volta in volta, anche tenendo in considerazione eventuali altri esami programmati, e comunicati agli interessati.

Tutti i candidati dovranno inviare al docente via email (all’indirizzo barge@unito.it, con oggetto: esame di Organica II – data dell’appello) una copia del documento d’identità (o smart card) prima dell’inizio della prova. (A norma del GDPR n. 2016/679 si comunica che i dati richiesti sono essenziali per l’espletamento della prova e non verranno conservati/archiviati in nessuna forma, ma serviranno unicamente al riconoscimento del candidato. L’invio del documento d’identità, pertanto, costituisce esplicita accettazione delle condizioni sopra esposte. Responsabile del trattamento è il presidente della commissione esaminatrice.)

Tutti i candidati dovranno munirsi di fogli bianchi, un supporto rigido (libro, Blocco notes A4, cartellina rigida, …) e pennarelli neri (o penne nere) in modo che risulti chiaramente visibile dalla telecamera quanto verrà scritto. In mancanza di questo requisito l’esame non potrà avere luogo.

Prima dell’inizio di ogni singolo esame si procederà al riconoscimento del/della candidato/a tramite documento d’identità, alla verifica dell’idoneità della risoluzione dell’immagine ai fini di un orale che prevede anche esercizi scritti e della qualità della connessione internet.

La prova consisterà in tre domande, che non necessariamente richiederanno la scrittura di formule e che saranno finalizzate a verificare che gli argomenti siano stati studiati e compresi. Se il candidato non si risponderà ad almeno due domande su tre l’esame sarà da considerarsi non superato.
Durante l’esame i candidati non potranno utilizzare alcun materiale didattico o altri ausili elettronici ad eccezione del computer per la connessione telematica, pena l’immediata interruzione della prova con esito insufficiente.

Tutti i candidati collegati dovranno mantenere accesa la videocamera e presenziare di fronte ad essa. Nessuna forma di comunicazione tra i candidati è consentita. Il candidato che sostiene la prova dovrà, inoltre, condividere il proprio schermo (si suggerisce pertanto di chiudere tutte le applicazioni che evidenzino dati sensibili – posta, browser internet, documenti personali, …)
Ad eccezione dello studente esaminato, gli altri candidati dovranno tenere spento il microfono.

Alla fine di ogni singola prova tutti gli studenti convocati per la sessione verranno temporaneamente spostati in “sala d’attesa”, in modo da consentire alla commissione la discussione per decidere l’esito che verrà quindi comunicato ripristinando la comunicazione telematica.

In caso di esito positivo, verrà chiesto allo studente di inviare al docente una email specificando se intende accettare/rifiutare il voto proposto.

In caso di accettazione i docenti procederanno con la registrazione del voto, l’appello verrà chiuso e gli studenti potranno vedere la votazione sul proprio libretto quando tutti gli iscritti all’appello saranno stati esaminati.

Si ricorda che non sono consentite registrazioni audio e/o video della prova di esame. Qualora si venisse a conoscenza di eventuali registrazioni e/o loro divulgazioni si procederà a norma di legge.

Le seguenti modalità d'esame sono sospese per tutto il periodo dell'emergenza.

E' previsto un solo esame finale, costituito da una prova scritta seguita da un colloquio orale.

La prova scritta, della durata di 90 minuti, da svolgersi senza l'ausilio di libri e appunti, è composta da esercizi relativi al programma di insegnamento nei quali è richiesto di completare sequenze di reazioni e ipotizzare meccanismi di reazione.

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 saldamente gli argomenti di base del corso di Chimica Organica II.

Solo un giudizio positivo consente di accedere al colloquio orale (15 minuti), 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

Oggetto:

Programma

ITALIANO
ENGLISH

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 Perkin – 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 – reazione di Chugaev

REAGENTI CON FOSFORO, ZOLFO, SILICIO, BORO

Ilidi stabilizzate- Olefinazione di Julia - Reazione di Mitsonobu – Formazione di ditioacetali, umpolung – Reazione di Peterson – 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.

CARBOIDRATI

Aldosi e chetosi – Formazione di emiacetali - Mutarotazione – Glucosidi – Sintesi di acidi aldonici, acidi aldarici, glucitoli - Polisaccaridi e Ciclodestrine.

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 e di Hinsberg. 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. Sintesi dei nuclei benzofuranico e benzotiofenico da derivati benzaldeidici fenolici e tiofenolici. 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. Composti di Reissert. 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.

STEREOCHEMISTRY

Short overview of basic concepts (Organic Chemistry I) - Atropoisomers - Asymmetric synthesis -

Prochirality - Stereospecific

and stereoselective reactions.

FORMATION OF C-C ALIPHATIC BONDS

Reactions: Reformasky – Perkin – Darzen – Mannich – Benzoynic condensation. Enamines formation and reactivity. Polymerization of alkenes, aldehydes and ketones.

Organometallic reagents. HSBA theory (Hard and Soft Acids and Bases).

FORMATION OF C-N ALIPHATIC BONDS

Amidines formation – Nitrosation. Aminoacids and peptides (nomenclature and physico-chemical properties). Solid phase synthesis.

PROTECTING GROUPS

Trialkylsilylethers, THP ethers, benzyl ethers, dioxolane, t-butylesters, Cbz, t-Boc, Fmoc.

ELECTROPHILIC AROMATIC SUBSTITUTION

Reactions: Chloromethylation – Gattermann – Gattermann-Koch – Vilsmeyer – Reimer-Tiemann.

NUCLEOPHYLIC AROMATIC SUBSTITUTION

Benzyne mechanism

TRANSPOSITIONS

Wagner-Meerwein – Pinacolonica – Benzylic – Hoffmann – Curtius – Beckmann.

Bayer-Villiger - Favorskii

PERICYCLIC REACTIONS

Diels-Alder - 1,3 Dipolar Cycloaddition – Shift [1,5] – Cope – Claisen – Claisen Cope - Ene-reaction

PHOSPOUR SULPHUR SILICIUM BORON COMPOUNDS

Reactions: Wittig - Julia olifination - Mitsonobu – 1,3-dithianes formation, umpolung –hydroboration agents.

ORGANOMETALLIC CHEMISTRY

Theory and 18e^-rule – Reaction mechanism –

Reactions: Stille, Heck, Suzuki, Sonogashira.

REDOX

Quinones synthesis – Swern oxidation – Sharpless asymmetric epoxydation – Birch reduction -

CARBOHYDRATES

Aldoses e chetoses – Emiacetals - Mutarotation – Glucosydes – Aldonic and aldaric acids - glucitols - Polysaccharides - Cyclodextrins.

HETEROCYCLES

Nomenclature of heterocyclic compounds (Hantztch-Widman). Pyrrole, FuranandThiophene: physico-chemical properties, synthesis and reactivity.

Indole, Benzofuran and Benzotiophene: synthesis and reactivity.

Pyridine:physico-chemical properties, synthesis and reactivity.Pyridine derivatives.

Quinoline and Isoquinoline: synthesis and reactivity.

Diazynes: Pirimidine, Pirazine, Piridazine. physico-chemical properties, synthesis and reactivity. 1,2 and 1,3-azoles synthesis and reactivity.

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Norman & Coxon - Principi di Sintesi Organica - Ed. PICCIN Sica Zollo - Chimica dei composti eterociclici - Ed. EdiSES Pagani Abbotto - Chimica eterociclica - Ed. PICCIN Clayden, Greeves, Warren, Wothers - Organic Chemistry- Ed. OXFORD March -Advanced Organic Chemistry - Ed. Wiley

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