Sintesi organiche avanzate

Crediti: 
4
Settore scientifico disciplinare: 
CHIMICA ORGANICA (CHIM/06)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

italiano

Obiettivi formativi

In tempi recenti, il campo della progettazione e della sintesi chimica di molecole organiche naturali ed artificiali dotate di funzioni ha vissuto uno sviluppo enorme e senza precedenti, tanto da potere offrire alla comunità scientifica un repertorio di obiettivi molecolari di assoluta complessità strutturale, insieme a nuove o rinnovate strategie di sintesi e a sofisticate e mirate tecniche costruttive da utilizzarsi nei più diversi campi della chimica oranica, bio-organica, medicinale, e biologica.
In questo contesto, così vitale ed in continua evoluzione, risulta indispensabile offrire un aggiornamento delle conoscenze rivolto agli studenti che stanno costruendo il proprio curriculum di studi nei campi delle discipline chimico-farmaceutiche. E’ in questa ottica che intendiamo organizzare un corso avanzato in sintesi organica proponendo, attraverso una serie di esempi di recenti sintesi scelte ad hoc, un panorama di metodologie sintetiche non menzionate nei corsi di chimica organica di base.

Prerequisiti

Per seguire il corso lo studente deve avere acquisito le conoscenze di chimica organica di base in corsi precedenti. In particolare deve avere sostenuto l'esame di Chimica Organica I (per il CdS CTF) o l'esame di Chimica Organica Propedeutica/Chimica Organica (per il CdS Farmacia) o esami affini (per CdS diversi da CTF e Farmacia).

Contenuti dell'insegnamento

Il corso comprende i seguenti argomenti:
• richiamo delle reazioni di formazione del legame carbonio-carbonio studiate nei corsi di chimica organica di base
. richiamo della teoria degli orbitali molecolari di frontiera (HOMO, LUMO)
• reazioni di cicloaddizione termiche (reazione di Diels-Alder e reazioni correlate, reazioni di cicloaddizione 1,3-dipolari)
• cenni sulle reazioni di cicloaddizione fotochimiche
• riarrangiamenti sigmatropici
• cenni sulle reazioni elettrocicliche
• reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio mediante catalisi di metalli di transizione: generalità, complessi organometallici di transizione, reazione di Heck, Suzuki-Miyaura, Sonogashira e, in generale, reazioni di cross-coupling
• cenni sulle reazioni di metatesi olefinica
• organocatalisi: generalità, modalità di attivazione, applicazioni in sintesi asimmetrica, cascate, multicatalisi.

Tutti gli argomenti vengono illustrati anche attraverso l'esemplificazione di sintesi note riportate nella letteratura contemporanea.

Programma esteso

Il corso comprende i seguenti argomenti:
•richiamo delle reazioni di formazione del legame carbonio-carbonio studiate nei corsi di chimica organica di base
•richiamo della teoria degli orbitali molecolari di frontiera (HOMO, LUMO)
•reazioni di cicloaddizione termiche (reazione di Diels-Alder, reazioni di Diels Alder a domanda elettronica inversa, Reazioni Hetero-Diels Alder, Alder-ene, reazioni di cicloaddizione 1,3-dipolari con nitroni, ilidi azometiniche, azidi...)
•cenni sulle reazioni di cicloaddizione fotochimiche
•riarrangiamenti sigmatropici (Claisen, Ireland-Claisen, Johnson Ortho-ester, Cope,
•cenni sulle reazioni elettrocicliche
•reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio mediante catalisi di metalli di transizione: generalità, complessi organometallici di transizione, reazione di Heck, Suzuki-Miyaura, Sonogashira e, in generale, reazioni di cross-coupling
•cenni sulle reazioni di metatesi olefinica
•organocatalisi: generalità, modalità di attivazione, applicazioni in sintesi asimmetrica, cascate, multicatalisi.

Bibliografia

J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Organic Chemistry, Second Edition, 2012, Oxford University Press.

Metodi didattici

Il corso si svolge attraverso lezioni teoriche frontali (teoria ed esercizi).

Modalità verifica apprendimento

L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dal corso
prevede lo svolgimento di una prova di verifica scritta consistente nella risoluzione
di esercizi di sintesi e di trasformazioni chimiche inerenti al programma trattato.
Questa prova ha lo scopo di accertare se lo studente è in grado di analizzare un problema di chimica organica e di applicare le conoscenze teoriche acquisite per proporre una soluzione.
Lo studente viene valutato con un giudizio (ottimo, buono, discreto, sufficiente, insufficiente).
Viene ritenuta sufficiente la prova scritta finale in cui lo studente abbia dimostrato di avere raggiunto una soglia di conoscenza, comprensione ed elaborazione dei contenuti consoni con quanto trasmesso durante il corso.