Chimica organica avanzata (a.a.2012/2013)

Insegnamento obbligatorio del II anno del Corso di Laurea Magistrale in C.T.F.

Docente titolare per questo anno accademico: Prof. Vinicio Zanirato

Peso: 9 cfu

Regola di propedeuticità: per poter sostenere questo esame è obbligatorio avere prima sostenuto e superato gli esami di Chimica generale ed inorganica e di Chimica organica del I anno.

PROGRAMMA SVOLTO NELL'A.A. 2012/2013:

27 settembre 2012
Presentazione contenuti del corso. Modalità lezione e tipo di esame. Testi consigliati. Postulato di Hammond. Teoria perturbazionale.
28 settembre 2012
Equazione di Klopman/Salem. Tautomeria cheto-enolica. Analisi degli Orbitali Molecolari dell’anione enolato (isoelettronico dell’allilcarbanione). Dente “Hard” e dente “Soft” degli enolati.
Tipologie acidi tautomeri e corrispondenti basi coniugate. Enoli stabili. Conseguenze della enolizzazione.
04 ottobre 2012
Enolati: reazioni di elettrofili all’ossigeno (formazione di sililenoleteri). Enolati: reazioni al carbonio alfa di elettrofili eteroatomici (bromurazione, reazione aloformica, Hell–Volhard-Zelinsky, nitrosazione).
05 ottobre 2012
a-Diazotazione; a-sulfenilazione o selenilazione seguita da ossidazione ed eliminazione sincoplanare a dare sistemi enonici. Alchilazione al carbanio via Litio-enolati. Impiego di Enammine, Sililenoleteri e aza-enolati. Alchilazioni regioselettive di chetoni.
11 ottobre 2012
Alchilazione di b-dicarbonili: sintesi malonica e sintesi acetacetica. Formazione ed impiego del bisanione dell’acetacetato di etile. Reazione Aldolica:autocondensazione.
12 ottobre 2012
Reazione Aldolica: incrociata. Impiego di Sililenoleteri. Reazione di Mukaiyama. Condensazione via aza-enolati di litio.
16 ottobre 2012
Reazioni pseudoaldoliche: sale di Eschenmoser(base di Mannich); Henry (nitrometano); Wittig e Horner(iluri di P). Iluri di S per ottenere ossirani. Sale di alcossisolfonio intermedio dell’ossidazione di Swern. Stereoselettività: modello Zimmerman-Traxler.
17 ottobre 2012
Boro-enolati: stereoselettività. Enolati di esteri: Reformatskii e Darzens. Enolati di composti b-dicarbonilici: Knoevenagel e Perkin.
18 ottobre 2012
Reazioni aldoliche intramolecolari. Reazione di Claisen: autocondensazione. Dieckmann. Claisen incrociata inter ed intramolecolare.
19 ottobre 2012
Condensazioni Claisen-like. Claisen in condizioni fisiologiche. Olefine elettrofile. Reazione Michael.
25 ottobre 2012
Nucleofili nelle Michael. Epossidazione di olefine elettronpovere. Impiego di enammine e di silienoleteri. Reazioni “tandem”: (Michael-alchilazione); (Michael-aldolica , Baylis-Hillman, anellazione di Robinson); (Michael-Claisen).
26 ottobre 2012
Configurazione elettronica stabile per i composti aromatici. Criteri per l’aromaticità. Aromatici eterociclici.
30 ottobre 2012
Sostituzione elettrofila aromatica (alogenazione, nitrazione, solfonazione). Alchilazione e acilazione di F.C. Riduzioni di Wolff-Kishner e Clemmensen.
08 novembre 2012
Disostituzione. Effetto orientante. Riduzione nitrobenzene ad anilina. Sostituzione nucleofila aromatica. Fenolo. Reazioni in posizione benzilica (ossidazione, alogenazione).
09 novembre 2012
Eterocicli aromatici: struttura e reattività (cap. 44 Clayden et al.). Basicità piridina e pirrolo. Momento dipolare del pirrolo. Nucleo elettronricco attivato soprattutto in 2. Polimerizzazione in ambiente acido. Reazione di Vilsmeier. Reazione di Mannich. Pirrolo deprotonato è nucleofilo all’azoto.
13 novembre 2012
Furano: 2-litiazione. Piridina nucleofilia all’azoto (attività catalitica della DMAP); PCC; (ox. di Swern). Piridina-N-ossido substrato per SEAr e per SNu Ar.. Picoline: reattività posizione benzilica.
15 novembre 2012
Reazione Chichibabin. 2-piridone e sostituzione nucleofila. in 2. Reazioni di sostituzione su indolo e chinolina. Specie piridinio in natura: Nicotinamide (NAD+ e NADH specie ossidante e riducente) e piridossalfosfato (metabolismo amminoacidi, transaminasi). Sintesi eterocicli aromatici. Schemi generali. Sintesi di Knorr del pirrolo e Sintesi di Hamtzsch della piridina. Sintesi di Fisher e Reissert per indolo.
19 novembre 2012
Skraup per chinolina e Bischler-Napierlaski per isochinolina. Nomenclatura eterocicli (pag. 1-5).
20 novembre 2012
Nomenclatura eterocicli (pag. 6-15).
21 novembre 2012
Nomenclatura eterocicli (pag. 16-24). Amminoacidi: struttura e classificazione. Chiralità (il caso della Cys). Gli a.a. con catena laterale idrofobica (es Val.) sono acidi molto più deboli di un acido carbossilico. Val. è una base molto più debole di un’ammina. Gli a.a. esistono principalmente in forma di sali interni e hanno comportamento anfotero.
22 novembre 2012
Forme cationica zwitterionica e anionica in equilibrio. Gli amminoacidi sono configurazionalmente stabili perché non enolizzabili in ambiente acido o basico. p.I. come media dei valori di pKa della forma cationica e di quella zwitterionica. Commento ai valori di p.I. dei diversi a.a. e dei peptidi (classificazione in acidi e basici). Rapporto tra forma cationica ed anionica in funzione del p.I. e del
pH.
23 novembre 2012
Sintesi di Gabriel di a.a. Sintesi di Strecker. Risoluzione di miscela racemica: chimica ed enzimatica. Sintesi di peptidi in soluzione. Attivazione carbossile (DCC) e protezione ammino gruppo (BOC). Protezione come Z e Fmoc. La racemizzazione via aza-lattone in sintesi peptidica.
27 novembre 2012
Il legame peptidico ha parziale carattere di doppio legame (cenni alla struttura secondaria e terziaria dei peptidi). Cenni alla sintesi in fase solida. Carboidrati. Aldosi e Chetosi. Serie sterica di riferimento-proiezioni di Fischer. Eritrosio e Treosio sono diastereomeri. Epimeri. Strutture cicliche. Proiezioni di Haworth. Anomeria.
28 novembre 2012
Stereo- formule. Strutture conformazionali. Come scrivere zuccheri della serie D o L anomeri a ob. Mutarotazione. Formazione di metil glicosidi e permetilazione. Effetto Anomerico.Peracetilazione.
29 novembre 2012
Formazione del benziliden-glucosio e del bis acetonido-derivato. Isomerizzazione in ambiente basico. Riduzione ad alditoli. Ossidazioni: ac gluconico, ac. glucuronico (glucuronidi), ac. glucarico, con HIO4 (dimensione anello). Biosintesi Ac. Ascorbico. Saccarosio e zucchero invertito.
Nucleosidi e Nucleotidi. Legame b N-glicosidico. Disaccaridi: lattosio, saccarosio maltosio, cellobiosio. Polisaccaridi: amido, cellulosa. Glicoproteine.
30 novembre 2012
Riarrangiamenti: (Organic Chemistry, cap. 37 Clayden et al.). Migrazione al carbonio positivato (Wagner-Meerwein) Riarrangiamento Pinacolico e similpinacolico degli ossirani. Tiffeneau-Demjanov.
03 dicembre 2012
Esempio di Tiffeneau-Demjanov su strutture diastrereomeriche. Riarrangiamento benzilico. Similbenzilico e Favorskii. Esempi a dimostrazione del meccanismo. Cicloesadienone. Il diazometano: produzione e reattività.
04 dicembre 2012
Arndt-Eistert.Riarrangiamenti: migrazione ad atomi di ossigeno elettronpoveri. Bayer-Villiger. B.V.: regio e stereoselettività. Riarrangiamento cumene idroperossido. Riarrangiamenti: migrazione ad atomi di azoto elettronpoveri. Hofmann; Curtius; Lossen. Riarrangiamento di Beckmann. Caprolattame.
05 dicembre 2012
Ancora su Beckmann: la frammentazione. Reazioni pericicliche: indotte per via termica o per via fotochimica. La cicloaddizione 4+2 di Diels-Alder. Dieni elettronricchi partner di dienofili elettronpoveri. Diene coniugato in conformazione s-cis. Stereospecificità rispetto al diene.
Stereospecificità rispetto aldienofilo. Diastereoselettività.
06 dicembre 2012
Diastereoselettività nelle ciloaddizioni.: la regola endo. Regioselettività nella reazione di Diels-Alder. Interpretazione dei dati sperimentali con il modello degli orbitali di frontiera: la più efficace interazione HOMO-LUMO. Interpretazione dei dati sperimentali con il modello degli orbitali di frontiera: la corretta simmetria degli orbitali molecolari fra i reagenti; le interazioni non leganti ma,
stabilizzanti lo stato di transizione; il ruolo dei coefficienti orbitalici atomici.
07 dicembre 2012
Alcuni esempi di cicloaddizione di D-A (diene di Danishefsky). D.A. Enantiospecifica. Un caso particolare: la cicloaddizione di ossiallil cationi (formazione di anelli a sette termini).
Cicloaddizioni [2 + 2] fotoindotte. Regioselettività. Cicloaddizioni 1,3-dipolari. Specie dipolari: nitroni; nitrilossidi; diazoalcani; alchilazidi.
10 dicembre 2012
Costruzione di diversi eterocicli via cicloaddizione 1,3-dipolare. Trasformazioni di isossazoli e isossazoline. Produzione stereospecifica di aldoli. Ottenimento di Nitroni (eliminazione di Cope) e di nitrilossidi. OsO4 ed O3 sono specie 1,3-dipolari (riduzione di Birch di anelli benzenici sostituiti).
Rrivisitazione delle reazioni di cis diossidrilazione di alcheni e di ozonolisi).
11 dicembre 2012
Alcuni esempi di cicloaddizioni tratte dalla letteratura. Riarrangiamenti sigmatropici. [3,3]-sigmatropiche: Claisen, Cope, Claisen-Cope, Claisen-Ireland. Come preparare allil-vinil eteri.Alcuni esempi di letteratura.
12 dicembre 2012
Sigmatropiche [1,3]C, [1,5]H soprafacciali e [1,7]H antarafacciale. Reazioni elettrocicliche termo- e fotoindotte. Movimenti conrotatori e disrotatori. Da aziridine a azometin ilidi. Ciclizzazione di Nazarov. Biosintesi di Vit. D.