Ateneo - UPO

studio frontale delle principali reazioni non ioniche, con accenni allo sviluppo di processo ed ai gruppi protettori. Dal punto di vista pratico verranno introdotte le principali norme di sicurezza di un laboratorio di sintesi organica e le principali tecniche laboratoriali. Introduzione alla caratterizzazione dei prodotti finali

Clayden, J et al.. Organic Chemistry, Oxford University Press, 2012.
Norman, Coxon. Sintesi Organica, Piccin, 1999.
La chimica organica in laboratorio - Tomo I - M. d’Ischia - Piccin
Chimica organica sperimentale - R.M. Roberts - Zanichelli
Vogel’s textbook of practical organic chemistry - A. I. Vogel – Longman
Practical process research and development - N. G. Anderson – Academic Press

Fornire allo studente strumenti di capacità critica per affrontare molecole e meccanismi di reazione complessi.
Introduzione alle principali tecniche laboratoriali in modo da preparare lo studente all'essere autonomo in un laboratorio in modo che sappia affrontare e risolvere in totale sicurezza i problemi che si troverà ad affrontare

Chimica Generale e Inorganica
Chimica Organica II
Chimica Eterocicli
Metodi Fisici in Chimica Organica

Lezioni frontali ed esercitazioni affiancate da esperienza pratica in laboratorio

Materiale di supporto al corso verrà inserito nella piattaforma DIR

Test scritto ed esame orale ed valutazione dell'attività laboratoriale

1.Reazioni mediate da metalli di transizione.
1. Regola dei 18 elettroni, classificazione dei leganti e natura del legame coordinativo
2. Reazioni mediate da metalli di transizione. Meccanismi generali
3. Idroformilazione e metatesi
4. Reazioni di coupling e reazioni di Heck
5. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi
6. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi
7. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi
8. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi

2.Reazioni pericicliche
1.Introduzione generale e regole di selezione
2. Reazioni di cicloaddizione e relazioni struttura-reattività di sintesi dienica
3. Cicloaddizioni 1,3-dipolari
4. Reazioni elettrocicliche
5. Reazioni sigmatropiche
6. Applicazioni a sintesi industriali (vitamina D, citrale)
7. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi
8. Esercizi di applicazione e soluzione di problemi

3.Carboidrati
1.Rappresentazione e formazione di semiacetali
2.Effetto anomerico e iperconiugazione
3. Reazioni di protezione
4. Reazioni di glicosidazione
5. Reazioni di ossido-riduzione
6. Applicazioni a sintesi industriali (sintesi Reichstein di acido ascorbico)
7. Sintesi di olionucleotidi in fase solida
8. Esercizi e applicazioni

4.Amminoacidi e peptidi
1. Proprietà acido-base degli amminoacidi proteinogenici e loro sintesi generali
2. Sintesi asimmetriche di amminoacidi
3. Sintesi peptidica in soluzione
4. Sintesi peptidica allo stato solido e cenni di chimica dei polimeri
5. Reazioni di polimerizzazione
6. Applicazioni a sintesi industriali (Sintesi Monsanto della L-DOPA)
7. Esercizi e applicazioni
8. Esercizi e applicazioni

5. Metaboliti secondari
1. Isoprenoidi e carbocationi non classici
2. Applicazioni a sintesi industriali (carotenoids)
3. Applicazioni a sintesi industriali (sintesi di steroidi)
4. Alcaloidi
5. Reazioni multicomponente (Mannich, Ugi, Passerini)
6. Utilizzo di alcaloidi in sintesi organica. Diidrossilazione asimmetrica
7. Chinoni
8. Esercizi e applicazioni

6a. Effetti stereoelettronici
1. Introduzione generale
2. Applicazione a effetti conformazionali
3. Applicazione a effetti configurazionali
4. Applicazione a reattività

6b. Fotochimica organica
1. Aspetti generali
2. Utilizzo sintetico
3. Fotocicloaddizioni e loro rilevanza biologica
4. Esercizi e applicazioni

7. Meccanismi biologici
1. Reazione benzoinica e vitamina B1
2. Vitamina K
3. Reazioni di trasferimento elettronico
4. Reazioni diotopiche e vitamina B12
5. Reazioni redox e semi-legami
6. Esercizi e applicazioni
7. Esercizi e applicazioni
8. Esercizi e applicazioni

8.gruppi protettori dei principali gruppi funzionali
Il significato della sintesi organica.
Sicurezza in un laboratorio chimico. Regole di sicurezza. Simboli. Frasi R e S, H e P. Hazard statements, precautionary statements. Contatto con sostanze chimiche per ingestione, inalazione, assorbimento cutaneo. Come comportarsi in caso di avvelenamento. Sostanze tossiche, cancerogene, teratogene, infiammabili, esplosive. Come smaltire i reagenti chimici. Rischi fisici.
Apparecchiature. Vetreria e dotazione non in vetro.
Il solvente. Influenza del solvente nelle reazioni. Purificazione ed essiccamento dei solventi.
I reagenti. Purificazione. Misura.
Lavorare in ambiente anidro.
Tecniche varie. Scaldare e raffreddare le reazioni. Reazioni in presenza di gas. Spostare l’equilibrio. Idrogenazione catalitica. Reazioni con ammoniaca liquida.
Monitorare una reazione. Thin layer cromatography (TLC).
Lavorare le reazioni. Il quenching. L’estrazione. Esempi di flussi di purificazione. Pre-anidrificazione e anidrificazione. Filtrazione. Evaporazione del solvente.
Purificazione del prodotto. Colonna cromatografica. Distillazione semplice, frazionata, sottovuoto, in corrente di vapore. Cristallizzazione. Sublimazione.
Caratterizzazione del prodotto.
Il quaderno di laboratorio.
Esempi di procedure: come fare i calcoli e scegliere la corretta apparecchiatura
La ricerca delle informazioni. Fonti primarie e secondarie.
Tecniche di sintesi non convenzionali. Green chemistry. Catalisi per trasferimento di fase. Microonde. Ultrasuoni. Biocatalisi. Flow chemistry.
La sintesi nell’industria. Caratteristiche di una via sintetica industriale. Lo sviluppo di processo: la sintesi in laboratorio, lo scale up, l’impianto pilota, la produzione. Esecuzione della reazione, work up e purificazione nell’industria

Capacità di affrontare la chimica e la sintesi di molecole complesse applicando moderni concetti meccanicistici.