Università degli studi dell'Insubria

CHIMICA ORGANICA 2

A.A. di erogazione 2017/2018

Laurea triennale in CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
 (A.A. 2016/2017)
L'insegnamento è composto da diversi moduli, consultare il dettaglio nella sezione Moduli.
Anno di corso: 
2
Crediti: 
15
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
150

Obiettivo principale dell’insegnamento è l’ampliamento delle conoscenze della chimica organica acquisite dagli studenti nel corso di Chimica organica 1 con i seguenti argomenti:
- gruppi funzionali azotati: struttura, interconversione e reattività;
- composti aromatici: struttura, reattività e sintesi.
Lo studente al termine del Corso dovrà dimostrare di:
1) comprendere le proprietà e la reattività dei sistemi aromatici ed eteroaromatici in funzione di eventuali gruppi funzionali
2) essere in grado di prevedere sulla base della struttura di una molecola la sua reattività in determinate condizioni di reazione
3) saper pianificare una sintesi multi-stadio di molecole aromatiche a partire da precursori assegnati

Per affrontare correttamente il corso, lo studente deve possedere una buona conoscenza della Chimica generale e della chimica organica erogata nel corso di Chimica organica 1

Ammine e derivati (12 ore)
Nomenclatura, struttura e proprietà fisica delle ammine. Basicità e acidità delle ammine. Aspetti stereochimici. Sali di ammonio quaternari e ammine N-ossidi. Catalisi per trasferimento di fase (PTC). Reazioni di alchilazione, amminazione riduttiva, acilazione e solfonilazione. Formazione di immine, enammine, reazione di Mannich. Reazione di diazotazione. Sintesi delle ammine alifatiche.
Ammidi: nomenclatura, proprietà, acidità. Reattività verso acidi, basi e agenti riducenti. Trasposizione di Beckmann.
Amminoacidi, peptidi e proteine: nomenclatura degli amminoacidi e peptidi. Stereochimica degli -amminoacidi. Proprietà acido-base degli aminoacidi e dei peptidi. Sintesi e risoluzione degli -amminoacidi. Sintesi di peptidi: gruppi protettivi, reazioni di ammidazione. Idrolisi dei peptidi e delle proteine. Struttura primaria e secondaria delle proteine.
Aromaticità (6 ore)
Cenni storici. Effetti induttivo, mesomerico, sterico, iperconiugativo. Aromaticità secondo Hückel. Esempi di composti aromatici, antiaromatici e non-aromatici. Postulato di Hammond. Controllo cinetico e termodinamico. Meccanismo delle SEAr. Isomeria posizionale in benzeni sostituiti. Gruppi attivanti e disattivanti (vs SEAr). Regioselettività governata dai sostituenti.
Reattività dei composti aromatici (10 ore)
Classificazione delle SEAr. Formazione di legami C(arom)-N, C(arom)-S, C(arom)-alogeno, C(arom)-C. SEAr mediate da metalloarili (cenni).
Classi di composti aromatici (38 ore)
Alchilbenzeni e alchenilbenzeni: nomenclatura, proprietà generali, reattività al sistema aromatico. Alogenazione benzilica (Wohl Ziegler), idroperossidazione benzilica, ossidazione catene laterali, semiriduzione di Birch.
Alcooli e alogenuri benzilici: nomenclatura, proprietà, reattività. Metodi di sintesi.
Aldeidi e chetoni aromatici: nomenclatura, proprietà generali. Reattività vs nucleofili all’ossigeno, zolfo, azoto, carbonio. Reazioni di SEAr. Riduzione ed ossidazione. Metodi di sintesi.
Acidi carbossilici aromatici: nomenclatura, proprietà generali. Acidità degli acidi carbossilici. Reazioni di SN acilica e di SEAr. Esterificazione e riduzione. Metodi di sintesi.
Cloruri acilici aromatici: nomenclatura, proprietà generali. Reattività vs nucleofili.
Esteri e anidridi aromatiche: nomenclatura, proprietà generali. Idrolisi acida e basica. Riduzione con idruri. Transesterificazione. Reattività vs nucleofili. Reazioni di SEAr Metodi di sintesi.
Ammidi aromatiche: nomenclatura, proprietà generali. Acidità. Idrolisi acida e basica. Riduzione. Reattività vs nucleofili. Reazioni di SEAr. Metodi di sintesi.
Nitrili aromatici: nomenclatura, proprietà generali. Idrolisi acida e basica. Riduzione. Reattività vs nucleofili. Reazioni di SEAr. Metodi di sintesi.
Alogenuri arilici: nomenclatura, proprietà generali. Reazioni di SNAr e reazioni mediate da complessi di metalli di transizione. Reazioni di SEAr. Metodi di sintesi.
Nitroareni: proprietà generali. Reazioni di SEAr. Metodi di sintesi.
Ammine aromatiche: nomenclatura, proprietà generali. Reazioni di SEAr. Reattività vs elettrofili e reazioni di issidazione. Metodi di sintesi.
Sali di diazonio: proprietà generali e reattività.
Fenoli: nomenclatura, proprietà generali. Acidità. Reattività vs elettrofili. Trasposizioni e reazioni di SEAr. Ossidazione. Metodi di sintesi.
Chinoni: nomenclatura, proprietà generali. Equilibri redox. Reattività vs dieni, nucleofili. Metodi di sintesi.
Composti solforati: struttura, reattività e metodi di sintesi.
Idrocarburi policiclici: reattività e sintesi.
Composti eteroaromatici (6 ore)
Sistemi eteroaromatici: composti pentatomici monoetero. Azine. Alogenopiridine e piridine N-ossido. Eterocicli benzocondensati. Azoli e diazine.

Il corso è costituito esclusivamente da lezioni frontali. Alla fine di ogni capitolo è prevista l’assegnazione di problemi di riepilogo la cui correzione viene effettuata nel corso della lezione successiva.

La verifica consiste in una prova scritta e una successiva prova orale. Di norma, la prova scritta è costituita da dieci esercizi. La tipologia degli esercizi comprende la nomenclatura, la sintesi guidata attraverso i reagenti impiegati, la pianificazione della sintesi di composti aromatici a partire da un precursore assegnato, la reattività di una molecola in presenza di un set di reagenti, la scala di acidità/basicità di una serie di composti, le tecniche di separazione e identificazione strutturale di miscele di semplici molecole organiche sulla base di quanto svolto nel Modulo B. La prova orale verte su tutti gli argomenti trattati a lezione. Il voto finale è dato dalla media, pesata sulla base dei crediti, dei voti conseguiti nei due moduli dell’insegnamento.

• P. C. Vollhardt, N. E. Schore Chimica organica, Zanichelli Editore 2016
• J. Clayden, N. Greeves, S. Warren Organic Chemistry , 2nd Edition, Oxford University Press 2012 (ISBN 978-0-19-927029-3)
• J. Clayden, S. Warren Solution Manual to Accompany Organic Chemistry , 2ndEdition, Oxford University Press 2013 (ISBN 978-0-19-966334-7)

Il docente riceve tutti i giorni, previo appuntamento richiesto tramite e-mail.