1002314 - CHIMICA ORGANICA I E CHIMICA ORGANICA II
Modulo 1008843 - CHIMICA ORGANICA I

Il corso di Chimica Organica I si prefigge di fornire agli studenti le basi e i principi fondamentali della Chimica Organica, insieme agli strumenti necessari per affontare lo studio della Chimica Organica II (con cui è corso integrato). In particolare, l'attenzione è rivolta alle proprietà chimiche, alla sintesi e alla reattività di alcuni dei principali gruppi funzionali presenti nelle molecole organiche. 

Lo svolgimento dell'insegnamento avviene attraverso lezioni frontali, esercitazioni in aula e tramite presentazione in power point.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Teresa Musumeci.

Propedeucità:  Chimica Generale ed Inorganica.

La frequenza è obbligatoria come previsto dall'ordinamento didattico del CdL come indicato sul sito https://www.unict.it/sites/default/files/files/regolamenti%20didattici%2018_19/L%2029%20Scienze%20farmaceutiche%20applicate.pdf

INTRODUZIONE: Ibridazione: orbitali ibridi sp3 , sp2, sp. Definizione di risonanza e regole per scrivere le strutture di risonanza. Effetti induttivi e mesomerici. Definizione di acido e di base secondo le teorie di Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Scale di acidità e basicità.

NOMENCLATURA e GRUPPI FUNZIONALI. 

ELEMENTI di STEREOCHIMICA. Classificazione: isomeria costituzionale e stereoisomeria. Diastereomeri ed enantiomeri. Differenze di natura conformazionale (Proiezioni di Newman) e configurazionale. Stereoisomeria ottica e geometrica. Centri, assi e piani stereogenici. Chiralità molecolare ed elementi che la determinano (centri, assi e piani). Miscele racemiche. Descrittori di configurazione cis/trans, E/Z, R/S. Regole di priorità di Cahn-Ingold-Prelog. Rappresentazione di strutture mediante proiezioni di Fischer (regole per la loro corretta scrittura e manipolazione). Mesoforme. Centri pseudoasimmetrici (descrittori di configurazione r/s). Epimeri. Proprietà scalari e pseudoscalari (attività ottica, eccesso enantiomerico, purezza ottica). Configurazione relativa di centri asimmetrici: descrittori D/L, eritro/treo, sin/anti, eso/endo. Cenni sulla risoluzione di enantiomeri.

LE REAZIONI DELLA CHIMICA ORGANICA. Grandezze termodinamiche coinvolte nelle reazioni: variazioni di energia libera, entalpia ed entropia, equazione di Gibbs. Diagrammi energetici che descrivono le variazioni di queste grandezze in funzione della coordinata di reazione. Grandezze cinetiche implicate nelle reazioni organiche: costanti di velocità ed energie di attivazione. Ordine di reazione. Scissione omolitica ed eterolitica dei legami. Reazioni di Addizione, sostituzione, eliminazione, Reazioni pericicliche e reazioni di riarrangiamento: definizioni. Possibili meccanismi implicati: reazioni radicaliche, reazioni polari elettrofilo-nucleofilo, reazioni pericicliche. Reazioni elementari e composte, monomolecolari e bimolecolari.

IDROCARBURI ALIFATICI. Alcani e Cicloalcani: analisi conformazionale e tensione d’anello (calore di combustione). Stereoisomeria dei cicloalcani (decalina). Sintesi di alcani e cicloalcani: idrogenazione degli alcheni, riduzione degli alogenuri alchilici, sintesi di Corey-House. Reazioni Radicaliche: Alogenazione di alcani. Meccanismo radicalico: stadio di attivazione (scissione omolitica di un legame dell’iniziatore), di propagazione e di terminazione della reazione. Regioselettività della sostituzione. Stabilità di radicali alchilici. Principio della reattività-selettività, postulato di Hammond, interpretazione della diversa selettività tra reazioni di clorurazione e bromurazione.

Alcheni: Sintesi: deidroalogenazione di alogenuri alchilici, deidratazione degli alcoli, dealogenazione dei dibromuri vicinali, reazione di Wittig. Reazioni di Addizione: Addizione di acidi alogenidrici, acido solforico, acqua, bromo, cloro: meccanismi di reazione e stereochimica. Reazioni stereospecifiche e stereo selettive. Formazione di aloidrine. Ozonolisi. Reazioni di ossidazione e riduzione (calore di idrogenazione). Stabilità degli alcheni. Addizione radicalica di acido bromidrico. Radicale allilico e catione allilico: descrizione, stabilità e risonanza. Clorurazione e bromurazione allilica. 

Alchini: Acidità e sostituzione degli idrogeni acetilenici degli alchini terminali. Sintesi degli alchini: deidroalogenazione di dialogenuri alchilici: Reazione di acetiluri con alogenuri alchilici.Reazioni: Idrogenazione (addizioni sin ed anti); addizione di alogeni, di acidi alogenidrici e di acqua (tautomeria cheto-enolica).  

ALOGENURI ALCHILICI. Reazioni: Sostituzione Nucleofila: SN1, SN2 Reazione di eliminazione: E1, E2, E1cb. Competizione fra la reazione di sostituzione ed eliminazione. Geometria a stabilità dei carbocationi e carbanioni. Alogenuri allilici e benzilici nelle reazioni di sostituzione nucleofila.

DIENI e POLIENI. conformazioni e stabilità. Addizione 1,2 ed 1,4 (controllo cinetico e termodinamico).

BENZENE e DERIVATI. Struttura e stabilità del benzene. Aromaticità. Regola di Hückel: annuleni e ioni aromatici. Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Composti policiclici aromatici: naftalene, antracene, fenantrene, Sostituzioni elettrofile aromatiche. Reazioni e meccanismi di: alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione ed acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti su reattività ed orientamento. Alchil benzeni: Radicali e cationi benzilici. alogenazione in catena laterale ed ossidazione.

ALCOLI. Proprietà acido-base. Reazione con: acidi alogenidrici, cloruro di tionile, cloruro di metansolfonile, cloruro di tosile, cloruro di trimetilsilile, tribromuro di fosforo, disidratazione, sintesi degli esteri,  reazioni di ossidazione. Preparazioni (idratazione degli alcheni, ossimercuriazione-demercuriazione, idroborazione-ossidazione, sostituzione con ossidrili: meccanismi e stereochimica), sintesi dai Grignard, idrolisi di alcuni derivati degli acidi, riduzione dei composti carbonilici, esteri ed acidi.

ETERI. Scissione degli eteri. Sintesi degli eteri: deidratazione intra- ed intermolecolare degli alcoli, alchilazione degli alcoli, sintesi di Williamson.

EPOSSIDI. Sintesi: Ossidazione del doppio legame con perossoderivati elettrofilici e nucleofilici. Reazioni apertura dell’anello in catalisi acida e basica. Reazioni con composti organometallici, con litio alluminio idruro, con diborano, con acidi di Lewis.

DIOLI. Sintesi:Idrolisi di epossidi, Ossidazione di alcheni: con tetrossido di osmio, con KMnO4. Reazioni: Trasposizione pinacolica. Ossidazione degradativa con periodato. 

ALOGUNURI ARILICI. Reazioni: Sostituzioni nucleofile: addizione-eliminazione, eliminazione-addizione. 

FENOLI. Proprietà acido-base; Sintesi: Sintesi dal cumene; Processo Dow; fusione alcalina; idrolisi dei sali di arildiazonio. Reazioni: Sostituzioni elettrofile aromatiche: Reimer-Tieman; Kolbe; Nitrosazione; copulazione.Trasposizione di Claisen; Ossidazioni a Chinoni. 

1) CHIMICA ORGANICA a cura di Bruno Botta, Autori: Appendino. Botta, Cacchi, Chiacchio, Corsaro, … Taddei. Ed. Edi-Ermes (Milano) ISBN 978-88-7051-327-1.

2) W. H. BROWN, C.S FOOTE – Chimica Organica IV edizione – EdiSES S.r.l. - Via nuova S. Rocco, 62/A – P.co Soleado – Napoli.

3) P. Y. Bruice;

4) A. Streitwieser, C. H. Heathcock

Esame scritto e/o orale integrato al corso di Chimica Organica II

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Teresa Musumeci

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.

Le date di esami sono pubblicate sul sito del Dipartimento di Scienze del Farmaco http://www.dsf.unict.it/sites/default/files/files/ESAMI%20CDL%20SFA(13).

Descrivere il meccanismo delle sostituzioni nucleofile, reattività degli alcheni, definizione di enantiomero e di chiralità, nominare un dato composto organico secondo la nomenclatura IUPAC, dati due composti organici spiegare il concetto di acidità (basicità).