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SINTESI E MECCANISMI IN CHIMICA ORGANICA

 

Synthesis and mechanisms in organic chemistry

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attività didattica
CHI0048
Docenti
Prof. Glauco Tonachini (Titolare del corso)
Prof. Cristina Prandi (Titolare del corso)
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/06 - chimica organica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Per la parte di Sintesi (docente Cristina Prandi)
Buona conoscenza della chimica organica di base, stereochimica e reattività dei gruppi funzionali. Tecniche di sintesi, isolamento e purificazione, nozioni di base di Chimica Generale,Chimica Organica e Chimica Fisica.
Per la parte "Meccanismi" (G. Tonachini): Nozioni di base di chimica organica e chimica fisica, così come fornite dagli insegnamenti di chimica organica e chimica fisica del triennio.
Fundamentals of organic chemistry, stereochemistry and reactivity of functional groups. Simplemsynthetic sequences, purification and identification of simple compounds. Physical chemistry, such as thay are provided by the organic and physical chemistry courses of the first three years.
Propedeutico a
Nuovi orientamenti in sintesi organica
Sintesi ed identificazione di composti organici
 
 

Obiettivi formativi

  • Italiano
  • English

L'insegnamento si propone obiettivi distinti per la parte di sintesi e per la parte di studio dei meccanismi.

Per la parte di Sintesi (Docente Prandi):

Al termine del corso, lo studente è in grado di scegliere la metodologia più adatta per la formazione di legami carbonio-carbonio utilizzando composti organometallici (preparati preventivamente o generati in situ), complessi p di metalli di transizione,  con il massimo controllo di regioselettività, chemoselettività e stereoselettività. 

Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

L'obiettivo è di fornire semplici strumenti teorici atti a razionalizzare o a predire in termini qualitativi l’andamento di una reazione chimica.

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • Italiano
  • English

Per la parte di Sintesi (Docente Prandi): Il corso si propone di ampliare ed approfondire la conoscenza nel campo della sintesi e della reattività di strutture molecolari organiche attraverso l’apprendimento di concetti e metodi che caratterizzano la sintesi organica moderna. L’allievo dovrà essere in grado di affrontare con spirito critico la sequenza di passaggi proposti per una  sintesi organica, fornendo anche suggerimenti personali al fine di ottimizzare i risultati voluti; di valutare gli aspetti chemo-, regio- e stereoselettivi di alcune importanti reazioni.

Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

Mettere in grado lo studente di elaborare una razionalizzazione dei motivi per cui una reazione organica è comune oppure non osservata. Lo studente dovrebbe essere in grado di definire una reazione come “permessa” o “proibita”, intendendosi che il suo decorso sia relativamente facile oppure che presenti una barriera di energia significativa di origine elettronica. Questa capacità può essere introduttiva a studi ulteriori che mirino ad un esame quantitativo del decorso di una reazione chimica (energetica del processo, termochimica, valutazione quantitativa del meccanismo preferito, rapporto con la cinetica).

 

 

Programma

  • Italiano
  • English

 Per la parte di Sintesi (Docente Prandi):

Reazioni Chemoselettive, Diastereoselettive.

SINTESI ENANTIOSLETTIVA. Definizioni. Strategie sintetiche, chiral pool, catalizzatori chirali, reagenti chirali

REAZIONI DI CROSS-COUPLINGS. Generalità sui cross-couplings catalizzati dal palladio(0): reazioni di Heck, Suzuki, Stille, Negishi, Sonogashira e loro aspetti chemo e stereochimici. Applicazioni principali in sintesi con esempi. Complessi π-allilici del Pd. Reazioni metallo-ene. Reazioni domino. Reazioni catalizzate da Pd(II). Il ruolo dei leganti, angoli di cono, fosfine bidentate, fosfine di Buchwald, NHC carbeni. Reazione di Buchwald-Hartwig.

Catalisi da ORO. Reazioni di enini, attivazione di legami multipli nei confronti di nucleofili. Catalisi eterogenea, l' ro nelle reazioni di cross-coupling.

 

 Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

  • Teoria degli Orbitali di Frontiera e Regole di Woodward e Hoffmann. Concetti generali.
  • Effetti sulla cinetica delle energie degli orbitali molecolari (MO).
  • Effetto della loro polarizzazione sulla orientazione (regiochimica).
  • Come gli MO possano influire sulla diastereoselettività.
  • Applicazione a reazioni di cicloaddizione, reazioni elettrocicliche, reazioni chelotropiche, migrazioni sigmatropiche. Reazioni ioniche, radicaliche e fotochimiche.
  • Diagrammi di correlazione di MO, di configurazioni elettroniche, di stati elettronici. Incroci reali ed evitati. Esempi.
  • Transizioni diabatiche, relazione di Landau-Zener.

 

Modalità di insegnamento

  • Italiano
  • English

Per la parte di Sintesi (Docente Prandi):

Tradizionale: lezioni frontali in aula con l'ausilio di materiale PowePoint  messo a disposizione anticipatamente sul sito web del corso.

Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

Il modulo consta di 3 CFU, equivalenti a 24 h di lezione. Le lezioni sono svolte principalmente alla lavagna, con l’ausilio del colore nel tracciare diagrammi e disegnare strutture molecolari.

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • Italiano
  • English

Parte "Sintesi" (C. Prandi)

L' esame prevede  una prova orale che consiste in tre domande alle quali lo studente dovra rispondere dimostrando di aver compreso i meccanismi delle reazioni trattate e progettare brevi sintesi totali.

Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

L’esame orale comprende da parte dello studente, oltre all’esposizione discorsiva sul tema richiesto, la stesura di diagrammi di vario tipo e il disegno di orbitali molecolari (MO) interagenti. L’esame è teso a verificare la chiarezza di idee e la chiarezza espositiva con cui lo studente usa speditamente i due strumenti teorici qualitativi (“di pronto impiego”) proposti nel corso d’insegnamento. Con essi si devono esaminare una o due reazioni scelte tra una varietà di reazioni organiche, con lo scopo di definire se essa sia facile e veloce oppure lenta e magari non osservata, e inoltre magari di spiegare varie forme di selettività. L’esame orale permette un dialogo che pare possa evidenziare (più facilmente di uno scritto) il buon uso della logica e la coerenza nell’elaborare le analisi richieste.

Lo studente può scegliere liberamente l'ordine con cui sostenere le due parti, con il vincolo temporale di 6 mesi e/o tre appelli tra di esse, passato questo intervallo il voto già acquisito non sarà più considerato valido. Il voto finale è la media matematica degli esiti delle prove sostenute con i due docenti.

 

Attività di supporto

  • Italiano
  • English

Non prevista

 

Testi consigliati e bibliografia

  • Italiano
  • English

 Per la parte di Sintesi (Docente Prandi):

D. Qian, J. Zhang, Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 677.

M. Livendahl, C. Goehry, F. Maseras, A.M. Echavarren, Chem. Commun., 2014, 50, 1533.

F. D.Toste et al. Nature. 2007, 446, 395.

Organic Chemistry di Clayden Greeves, Warren e Wothers; Oxford University Press

E’ fortemente consigliato l’utilizzo Dispense PowerPoint nel materiale didattico. 

 Parte "Meccanismi" (G. Tonachini):

  • Ian Fleming  Molecular Orbitals and Organic Chemical Reactions  J. Wiley and Sons, 2010.
  • Addy Pross   Theoretical and Physical Principles of Organic Reactivity  J. Wiley and Sons, 1995.

 

Note

  • Italiano
  • English

  La frequenza alle lezioni è soltanto consigliata, non obbligatoria.

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    Ultimo aggiornamento: 11/07/2017 17:17
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