Ateneo - UPO

Il corso inizia ponendo particolare attenzione alle reazioni di sintesi stereoselettiva e all’utilizzo della riserva chirale o di ausiliari chirali oltre che di catalizzatori chirali (organici o complessi metallici) per la sintesi asimmetrica.
Si approfondiranno quindi vari tipi di reazioni pericicliche e di cicloaddizione comprese le reazioni click; la sintesi di eterocicli aromatici e saturi, la loro reattività e stereochimica; le reazioni radicaliche e di riarrangiamento. Infine si tratteranno metodi si sintesi non convenzionali come l’utilizzo della sonochimica, meccanochimica, microonde e chimica a flusso.
Per ciascuno di questi argomenti verranno fatti esempi pratici applicativi nei vari campi della chimica con particolare enfasi agli approcci di chimica verde.

J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Chimica Organica; PICCIN (ISBN 978-88-299-3233-7).
F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reaction and Synthesis, Springer (ISBN 978-0-387-71481-3).
Slides e altro materiale fornito dal docente.

Il corso si propone di fornire alla/lo studentessa/studente approfondite conoscenze di chimica organica esaminando importanti classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche non trattate nei precedenti insegnamenti di chimica organica. Le/gli studentesse/studenti acquisiranno i principi delle moderne strategie sintetiche: reazioni pericicliche, sintesi asimmetrica e chimica degli eterocicli utilizzando anche metodi di sintesi non convenzionali e più “green”. Particolare importanza assume la capacita di comprensione, descrizione dettagliata e previsione dei meccanismi di reazione e la capacità di progettare sintesi di molecole organiche anche streoselettive o stereospecifiche e con approcci “green”.
Capacità comunicative: la/lo studentessa/studente approfondirà il vocabolario ed il simbolismo tipico della chimica organica. Egli inoltre acquisirà la capacità di poter approfondire e studiare autonomamente gli argomenti trattati nel corso.

Sono prerequisiti del corso le nozioni di acquisite nei corsi di Chimica Organica della Laurea Triennale.

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Nel corso delle lezioni verranno forniti gli estremi di letteratura di riferimento per i vari argomenti al fine di permettere approfondimenti ed incoraggiare a prendere visione della letteratura primaria.
I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante esercitazioni in aula.

Il docente è a disposizione della/lo studentessa/studente per eventuali chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso.
L’apprendimento in itinere verrà valutato tramite esercitazioni in aula e discussioni collegiali.
Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili-e-dsa
Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L’esame consiste in due parti: prima una presentazione di una ricerca su un argomento specifico scelto dalla/dallo studentessa/studente in cui si evidenzi anche la parte di sintesi sperimentale, seguito da una discussione orale di 2-3 domande che vertono sull’intero programma del corso. La valutazione verrà effettuata in base all’efficacia della presentazione e dell’esposizione e successivamente verificando il grado di raggiungimento degli obiettivi formativi indicati in precedenza. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di avere compreso e di essere in grado di utilizzare anche attraverso gli esercizi i concetti fondamentali degli argomenti trattati durante il corso. Imprescindibile al superamento dell’esame è la capacità di scrivere correttamente formule e meccanismi di reazione alla lavagna.
Altri parametri di giudizio sono: la capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia. L’eccellenza può essere conseguita dimostrando una spiccata capacità di collegamento-confronto di temi sviluppati in tempi diversi durante il corso.

Centri pro-chirali e stereoselettività nelle reazioni di addizione ad alcheni e a carbonili. Modello di Felkin-Ahn e effetto chelato. Riserva chirale; ausiliari chirali; eccesso enantiomerico. Catalisi asimmetrica nelle reazioni di idrogenazione, epossidazione e diossidrilazione. Reagente CBS e BINAP. Formazione asimmetrica di legami carbonio-carbonio. Reazioni aldoliche asimmetriche. Enzimi come catalizzatori. Stereoselettività nelle molecole cicliche.
Reazioni pericicliche: cicloaddizioni 1,3-dipolari, click chemistry, riarrangiamenti sigmatropici e reazioni elettrocicliche.
Composti eterociclici e loro derivati (principali composti eterociclici con uno e con due eteroatomi, pirrolo, furano, tiofene, diazoli, piridina, diazine, triazine, indolo). Funzionalizzazione di piridine; sintesi di eterocicli all’azoto mediante cicloaddizioni e riarrangiamenti sigmatropici; sintesi e chimica degli azoli e altri eterocicli con due o più eteroatomi.
Reazioni di riarrangiamento: partecipazione del gruppo vicinale; riarrangiamenti di Payne, pinacolico e di Favorskii; migrazioni a eteroatomi: riarrangiamenti di Baeyer-Villiger e di Beckmann; frammentazioni ed espansioni d’anello; migrazioni a carbeni e nitreni.
Reazioni radicaliche, analisi di esempi e applicazioni.
Metodi si sintesi non convenzionali come l’utilizzo della sonochimica, meccanochimica, microonde e chimica a flusso. Esempi di applicazioni sintetiche e industriali.

Obiettivo 1: Conoscenza e capacità di comprensione.
Conoscere i principi delle sintesi stereoselettive e stereospecifiche.
Conoscere la teoria degli orbitali di frontiera e l’uso per spiegare la reattività, stereospecificità e regioselettività delle reazioni pericicliche.
Conoscere le proprietà dei sistemi eterociclici.
Obiettivo 2: capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Essere in grado di progettare una sintesi anche stereoselettiva e stereospecifica.
Essere in grado di elucidare i meccanismi di reazione.
Capacità di utilizzare la teoria degli orbitali di frontiera per spiegare reattività, stereospecificità e regioselettività delle reazioni pericicliche.
Capacità di confrontare le proprietà dei sistemi eterociclici e di proporre delle strategie di sintesi e di funzionalizzazione.
Effettuare ricerche bibliografiche e strutturali di molecole o reazioni organiche.
Individuare una sintesi stereoselettiva per una molecola chirale.
Saper spiegare l’andamento e la stereochimica di una reazione in base al meccanismo della stessa.
Sapere discutere in base alla struttura dei reagenti e alle condizioni di reazione il/un possibile cammino di reazione.
Obiettivo 3: Autonomia di giudizio.
Essere in grado di valutare in base alla struttura di un composto quali previsioni possono essere fatte circa le proprietà molecolari.
Acquisizione della capacità di interpretare e razionalizzare le reazioni organiche in termini di meccanismo di reazione e di affrontare lo studio della materia mediante un apprendimento critico e non mnemonico.
Obiettivo 4: Abilità comunicative.
Capacità di preparare ed esporre una presentazione chiara e funzionale su un argomento o un articolo scientifico avanzato.
Capacità di collegamento-confronto di argomenti diversi.
Capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia.
Obiettivo 5: Capacità d’apprendimento.
Acquisizione della capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato.
Capacità di aggiornamento e ampliamento delle conoscenze sulla disciplina attraverso la consultazione di testi didattici più avanzati e pubblicazioni scientifiche del settore.