Chimica e tecnologia farmaceutiche

ANTONELLA GOGGIAMANI

Obiettivi generali
La chimica organica è una disciplina chimica che coinvolge lo studio della struttura, della reattività, delle proprietà e delle applicazioni di composti che sono formati principalmente da atomi di carbonio, formando legami covalenti, sia da fonti naturali che artificiali.
L'obiettivo generale è quello di fornire agli studenti del corso di Chimica Organica I le conoscenze e le competenze necessarie per comprendere la struttura, la reattività e i metodi sintetici dei principali gruppi funzionali e i meccanismi di base delle reazioni organiche.
Per uno studente di Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, questo apprendimento è essenziale, perché la maggior parte dei farmaci sono composti organici e la loro attività biologica dipende dalla loro interazione con i target biologici, che sono anche composti organici. La relazione struttura-attività è un argomento che verrà analizzato nei vari corsi di Chimica Farmaceutica.
L’acquisizione di queste conoscenze, consentirà agli studenti di essere in grado di comprendere le metodologie sintetiche di base utilizzate per la sintesi di composti biologicamente attivi, argomento principale del corsi di Chimica Farmaceutica previsti dal corso di laurea. L’acquisizione delle competenze di stereochimica e di reattività saranno essenziali per la comprensione dei meccanismi di interazione farmaco-recettore, argomento trasversale in quanto trattato in diversi corsi specifici.

Obiettivi specifici
Il corso di Chimica Organica I si propone di formare gli studenti in modo da renderli autonomi, in grado di proporre soluzioni ai problemi loro rivolti durante lo svolgimento del corso e nelle prove di esame. L’acquisizione di questa capacità avverrà attraverso la formazione impartita durante le lezioni frontali e durante le esercitazioni, organizzate in modo da proporre problemi di crescente complessità.
Sarà fornito in rete il materiale didattico utile ad agevolare lo studente nel seguire lo svolgimento delle lezioni in aula focalizzando l’attenzione sulle principali tematiche affrontate.
Tuttavia, allo studente verranno indicati i testi da consultare allo scopo di approfondire e proseguire autonomamente lo studio raggiungendo un livello di preparazione adeguato per il superamento dell’esame finale.
Allo scopo di sviluppare buone capacità espositive sulle tematiche proprie del corso, verrà stimolato il confronto continuo tra docenti e studenti sia durante le esercitazioni che durante le lezione frontali. Inoltre, verranno incentivati gli scambi culturali all’interno delle iniziative Erasmus, finalizzate a sviluppare le capacità comunicative necessarie per trasmettere informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e no.
Gli obiettivi specifici del corso comprendono l’acquisizione delle seguenti conoscenze e competenze:
1) comprensione della stereochimica e sua rilevanza ai fini della reattività;
2) comprensione della relazione intercorrente tra la struttura chimica e la reattività dei gruppi funzionali;
3) acquisire le conoscenze necessarie per la comprensione dei meccanismi di base della chimica organica;
4) acquisizione delle conoscenze di base relative alla sintesi di composti organici;
5) applicazione dei principi della stereochimica alla previsione della reattività dei composti organici;
6) previsione della reattività e delle proprietà chimico-fisiche dei composti organici;
7) formulazione di ipotesi meccanicistiche delle reazioni organiche;
8) analisi retrosintetica e proposizione di sintesi per i composti organici.

Conoscere la struttura e le proprietà chimico-fisiche delle principali classi di composti organici.
Applicare i concetti di legame covalente polare, ibridazione, legame sigma e pi-greco, isomeria, risonanza per individuazione la geometria molecolare, riconoscere i gruppi funzionali e prevedere la loro reattività chimica.
Assegnare il nome IUPAC ad un composto organico sulla base della struttura molecolare e viceversa.
Analizzare criticamente le molecole organiche sulla base della loro struttura, riconoscendone l'acidità/basicità, nucleofilia/elettrofilia e di valutarne la reattività sulla base della struttura e delle condizioni di reazione.
Riconoscere se una molecola è chirale o no.
Assegnare la configurazione assoluta ad un centro stereogenico.
Prevedere quale sarà il prodotto principale di una reazione organica conoscendo i reagenti, i precursori e le condizioni di reazione.
Prevedere quale sarà il prodotto principale di una sequenza di più reazioni organiche.
Progettare un serie di reazioni per sintetizzare un dato composto organico a partire da un determinato precursore.
Descrivere il meccanismo di una reazione chimica organica.

Per la comprensione delle lezioni di Chimica organica I è indispensabile che lo studente sia in possesso delle seguenti conoscenze di chimica generale è organica di base: ibridazione, risonanza, aromaticità, elementi base di termodinamica (entalpia, energia libera, entropia), equilibrio chimico, elementi base di cinetica chimica, teoria della velocità di reazione, stato di transizione.

Blocco 1.
Acidi e basi. (5 ore)
Acidi e basi secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted e Lewis. Fattori che influenzano la forza degli acidi e delle basi di Lowry-Brönsted: ibridazione, polarizzabilità, elettronegatività, effetto induttivo, effetto di campo, risonanza, legame idrogeno, solvente.
Blocco 2. Idrocarburi e dieni coniugati (18 ore)
Alcani e cicloalcani.
Nomenclatura, ibridazione, struttura, isomeri di struttura, conformazione (tensione torsionale, tensione angolare), ibridazione e angolo di legame (caso del ciclopropano).Proiezioni di Newman. Proiezioni di Haworth. Reazioni degli alcani: alogenazione radicalica [meccanismo, selettività (stato di transizione e postulato di Hammond)]. Radicali. struttura dei radicali, stabilità dei radicali (iperconiugazione, mesomeria). Sistemi biciclici: nomenclatura.
Alcheni.
Nomenclatura, ibridazione, struttura, stabilità, isomeria geometrica. Nomenclatura E-Z per gli stereoisomeri degli alcheni. Reazioni degli alcheni: addizione di acidi alogenidrici [ionica (carbocationi: struttura, stabilità, trasposizione dei carbocationi) e radicalica (HBr)], acqua (catalisi acida specifica), alogeni, formazione di aloidrine, idroborazione-ossidazione (regio- e stereochimica), epossidazione (reazione con peracidi), idrogenazione catalizzata da metalli di transizione (Pd) e calori di idrogenazione, reazione di Heck, ossidazione con tetrossido di osmio (numeri di ossidazione), addizione di carbeni (formazione di carbeni dal cloroformio), sintesi dell’anello ciclopropanico secondo Simmon-Smith. Alogenazione allilica: effetto della concentrazione di bromo e della temperatura sul rapporto addizione al doppio legame/bromurazione allilica. Reazione con N-bromosuccinimmide. Stabilità del radicale allilico. Regioselettività
Dieni coniugati
Struttura, reattività. Reazioni degli 1,3-dieni: addizione 1,2 e 1,4 (controllo cinetico e termodinamico).
Alchini
Nomenclatura, ibridazione, struttura. Reazioni degli alchini: addizione di idrogeno catalizzata dal palladio, addizione di acidi alogenidrici (il carbocatione vinilico: ibridazione, stabilità), addizione di alogeni, addizione di acqua (catalizzata da acido solforico e sali di mercurio), idroborazione-ossidazione con alchini interni e terminali (disiamilborano), acidità degli alchini terminali (reazioni di addizione e di sostituzione nucleofila).
Blocco 3. Stereochimica (4 ore)
Elementi di base
Stereoisomeria. Chiralità. Centro chirale e centro stereogenico (o stereocentro). Enantiomeri e diastereoisomeri. Elementi di simmetria: centro di simmetria, asse di simmetria, piano di simmetria. Nomenclatura degli enantiomeri: il sistema R-S (Cahn, Ingold e Prelog). Attività ottica. Racemi. Potere rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico. Composti con più centri chirali. Diastereoisomeri e forme meso. Proiezioni di Fischer. Separazione degli enantiomeri. Stereoselettività e stereospecificità.
Blocco 4. Alogenuri alchilici, alcoli, eteri e epossidi (14 ore)
Alogenuri alchilici
Struttura. Nomenclatura IUPAC. Sostituzione nucleofila alifatica (SN), nucleofilia e basicità. SN1: meccanismo, stereochimica, coppie ioniche, fattori che influenzano la SN1 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente: solventi polari protici, solventi polari aprotici, solventi non polari aprotici). SN2: meccanismo, stereochimica, fattori che influenzano la SN2 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente). Competizione tra SN1 e SN2 (influenza della struttura del grupppo alchilico, del solvente, del nucleofilo). beta-Eliminazione. E1: meccanismo, regiochimica (orientamento secondo Saitseff). E2: meccanismo, regiochimica, stereochimica. Reazioni E2 nei sistemi ciclici. Competizione tra E1 e E2: effetto della struttura dell’alogenuro alchilico, del solvente, della base. Competizione tra SN e E: competizione tra SN1 e E1, competizione tra SN2 e E2 (effetto del gruppo alchilico, del nucleofilo/base, del solvente). alfa-Eliminazione: formazione di carbeni. Formazione di composto organometallici: formazione di alchillitio, formazione di alchilmagnesio.
Alcoli
Nomenclatura. Reazioni degli alcoli: basicità e acidità degli alcoli in fase gassosa e in soluzione, formazione di eteri (sintesi di Williamson e disidratazione in ambiente acido), formazione di esteri, formazione di tosilati, addizione a doppi legami C-C (protezione dei gruppi alcolici come tetraidropiranil derivati), ossidazione (meccanismo dell’ossidazione con acido cromico e piridinio clorocromato), reazione con alogenuri del fosforo; reazione con cloruro di tionile in assenza (SNi) e in presenza di ammine terziarie o piridina, disidratazione degli alcoli e dei corrispondenti tosil derivati. Trasposizione pinacolica
Eteri e epossidi
Nomenclatura. Reazioni degli eteri: scissione acido-catalizzata con HX. Epossidi: nomenclatura, apertura degli epossidi (acido-catalizzata, nucleofila), reazione con i reattivi di Grignard. (sintesi dei reattivi di Grignard, reazione dei reattivi di Grignard con acqua e anidride carbonica).
Blocco 5. Composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (12 ore)
Aldeidi e chetoni
Nomenclatura. Reazioni di addizione: effetto della catalisi acida specifica nella reazione di addizione. Reazione con idruri del boro e dell’alluminio (reattività degli alcossi derivati degli idruri del boro e dell’alluminio), con alchini terminali, con i reattivi di Grignard, acido cianidrico, acqua, alcoli (acetali come gruppi protettori). Reazioni di addizione-eliminazione: reazione di Wittig, reazione con ammine primarie e secondarie. Ossidazione di Bayer-Villiger: tendenza migratoria dei vari gruppi. Riduzione a idrocarburi: riduzione di Clemmensen e di Wolff-Kishner.
Acidi carbossilici
Nomenclatura (acidi mono-, bi-, tricarbossilici, ecc.). Reazioni degli acidi carbossilici: reazione acido-base, reazione con LiAlH4, con alcoli, con SOCl2, con PBr3.
Derivati degli acidi carbossilici
Alogenuri acilici, anidridi, esteri, lattoni, ammidi, lattami, immidi, nitrili). Nomenclatura. Reazioni dei derivati degli acidi: con acqua [cloruri degli acidi, anidridi, esteri (differenza tra esteri di alcoli 1°, 2° e 3°), ammidi, nitrili], con alcoli (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con i sali degli acidi carbossilici (cloruri degli acidi), con ammoniaca o ammine (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con organomagnesio (esteri), con LiAlH4 (esteri, ammidi, nitrili), degradazione di Hoffmann, reazione di Reformatsky).
Blocco 6. Enoli, enolati e composti alfa,beta-insaturi. (7 ore)
Enoli ed enolati
Tautomeria cheto-enolica in ambiente acido e in ambiente basico [fattori che influenzano l’equilibrio cheto-enolico (legame idrogeno, coniugazione)], controllo termodinamico e controllo cinetico nella formazione di anioni enolato con LDA. Bromurazione in a dei chetoni (in ambiente acido e in ambiente basico), reazione di Hell-Vohlard-Zelinski. Condensazione aldolica, condensazione aldolica seguita dalla disidratazione (in ambiente acido e in ambiente basico), condensazione aldolica intramolecolare, condensazione aldolica incrociata, condensazioni di Claisen e Dieckmann, sintesi aceto acetoacetiche e maloniche.
Aldeidi e chetoni alfa,beta-insaturi
Addizione 1,4 e 1,2 (reversibili e irreversibili). Confronto tra la reazione con i reattivi di Grignard e con gli anioni dei composti 1,3-dicarbonilici. Anellazione di Robinson.

Blocco 7. I composti aromatici, fenoli e ammine (8 ore)
Composti aromatici
Aromaticità. Regola di Huckel. Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Ioni aromatici. Composti eterociclici aromatici. Nomenclatura. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: meccanismo, effetto dei sostituenti (reattività e orientamento), aloenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione di Friedel-Crafts (limiti della reazione di Friedel-Crafts), acilazione di Friedel-Crafts. Reazioni di sostituzione nucleofila aromatica: Meccanismo di addizione-eliminazione, meccanismo di eliminazione-addizione (via benzino; prove a favore dell’esistenza del benzino), sostituzione via carbocatione fenilico.
Fenoli
Nomenclatura. Reazioni dei fenoli: acidità, formazione di esteri e di eteri, sostituzioni elettrofile aromatiche, reazione di Reimer-Tiemann, reazione di copulazione.
Ammine
Nomenclatura. Chiralità: analogie tra ammine terziarie e carbanioni. Inversione piramidale. Chiralità dei sali di ammonio quaternari. Reazioni di eliminazione dei sali di ammonio quaternari: eliminazione secondo Hofmann [stato di transizione variabile e interazioni steriche]. Reazioni delle ammine: basicità in soluzione e in fase gassosa. Reazioni con alogenuri alchilici, con derivati carbonilici, reazioni delle ammine aromatiche con acido nitroso (sali di diazonio e reazioni di copulazione). Enammine - Reazioni di alchilazione, acilazione, addizione coniugata.
Blocco 8. Ripilogo e esercitazioni (8 ore)

A cura di B. Botta. Autori vari. CHIMICA ORGANICA, II edizione. Edi-Ermes. ISBN: 9788870513271
Per le esercitazioni:
1) S. Cacchi, F. Nicotra “ESERCIZI DI CHIMICA ORGANICA ” Casa Ed. Ambrosiana, 1999
2) N. E. Schore, K. P. Vollhartdt “ESERCIZI RISOLTI DI CHIMICA ORGANICA ” Zanichelli

Il corso (8 CFU) viene erogato tramite lezioni frontali integrate da esercitazioni. Le lezioni si svolgono in aule dove sono presenti dispositivi idonei a proiettare le diapositive del corso, a disposizione degli studenti iscritti sulla piattaforma E-learning della Sapienza. Le esercitazioni, erogate durante tutta la durata del corso, riguardano tutti gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche e preparano gli studenti alla prova scritta. Sono previste varie sessioni riepilogative nelle quali vengono illustrati diversi esercizi rappresentativi di quelli somministrati alle prove di esame. Gli studenti hanno a disposizione dei test di autovalutazione relativi a tutti i capitoli trattati duranti il corso teorico.
La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni, sebbene molto utile al raggiungimento degli obbiettivi formativi del corso, non è tuttavia obbligatoria.

La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni, sebbene molto utile al raggiungimento degli obbiettivi formativi del corso, non è tuttavia obbligatoria.

L'acquisizione dei CFU del corso è subordinata al superamento della prova finale, il cui svolgimento è previsto a partire dalla fine del corso, durante i periodi di esame stabiliti dal consiglio di corso di laurea. Il docente è inoltre disponibile a interrogare gli esaminandi in piccoli gruppi all’interno della durata dell’appello per consentire loro di organizzare lo studio. Non sono previste prove in itinere a carattere di esonero parziale.
Obiettivo della prova finale è certificare le conoscenze dello studente sugli argomenti affrontati durante il corso.
La prova finale consiste in un esame scritto propedeutico all'esame orale. La prova scritta è di tipo a stimolo chiuso e risposta aperta mentre quella orale è di tipo a stimolo aperto e risposta aperta. La prova scritta, della durata di 20 minuti, consiste nella somministrazione di tre quesiti selezionati casualmente tra tutti quelli preparati dalla commissione e assegnati agli studenti in modo che ciascuno abbia un compito personalizzato, si intende superata qualora vengano risolti correttamente 2 (due) dei 3 (tre) quiz proposti; in alternativa agli studenti può essere assegnato un test a risposta multipla, sempre personalizzato, impiegando la piattaforma Moodle (e-learning); in questo caso la prova risulta superata se lo studente risponde correttamente al 60% delle domande proposte. La Commissione si riserva la possibilità di ammettere alla prova orale studenti il cui compito, sebbene non rispondente ai requisiti sopra espressi, risulti complessivamente sufficiente.
La prova orale termina con una valutazione in trentesimi alla cui formulazione numerica concorrono i seguenti elementi:
1) Valutazione complessiva della prova scritta;
2) Preparazione sull’intero programma svolto;
3) Capacità e chiarezza espositiva;
4) Capacità di collegamento e di sintesi tra i vari argomenti.
Il superamento dell’esame con il minimo dei voti richiede una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, di essere in grado di raccordarli in modo logico e coerente.
Non è previsto un numero massimo di prove d’esame sostenibili nell’arco dell’anno accademico.

Domane prova orale:
Descrivere la reazione di addizione di acidi alogenidrici agli alcheni, riportando il meccanismo di reazione.
Descrivere la reazione di condensazione aldolica di aldeidi o chetoni , riportando il meccanismo di reazione.
Descrivere l'ordine di stabilità dei differenti carbocationi, giustificando la risposta data.
Cosa si intende per aromaticità? Quali sono i criteri per stabilire se una molecola è aromatica?

Domande a risposta multipla prova scritta:
Indicare, tra le opzioni riportate, il prodotto di eliminazione del 2-metil-2-bromobutano.
Indicare, tra le opzioni riportate, il/i prodotto/i della reazione del toluene con cloruro di acetile in presenza di tricloruro di alluminio

• Acidi e basi. (4 ore)
  
  Acidi e basi secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted
  e Lewis. Fattori che influenzano la forza degli acidi e delle basi di
  Lowry-Brönsted: ibridazione, polarizzabilità, elettronegatività, effetto
  induttivo, effetto di campo, risonanza, legame idrogeno, solvente.


• Blocco 2. Idrocarburi e dieni coniugati
  (16 ore)
  
  Alcani e cicloalcani.
  
  Nomenclatura, ibridazione, struttura,
  isomeri di struttura, conformazione (tensione torsionale, tensione angolare),
  ibridazione e angolo di legame (caso del ciclopropano).Proiezioni di Newman.
  Proiezioni di Haworth. Reazioni degli alcani: alogenazione radicalica
  [meccanismo, selettività (stato di transizione e postulato di Hammond)].
  Radicali. struttura dei radicali, stabilità dei radicali (iperconiugazione,
  mesomeria). Sistemi biciclici: nomenclatura.
  
  Alcheni.
  
  Nomenclatura, ibridazione, struttura,
  stabilità, isomeria geometrica. Nomenclatura E-Z per gli stereoisomeri degli
  alcheni. Reazioni degli alcheni: addizione di acidi alogenidrici [ionica
  (carbocationi: struttura, stabilità, trasposizione dei carbocationi) e radicalica
  (HBr)], acqua (catalisi acida specifica), alogeni, formazione di aloidrine,
  idroborazione-ossidazione (regio- e stereochimica), epossidazione (reazione con
  peracidi), idrogenazione catalizzata da metalli di transizione (Pd) e calori di
  idrogenazione, reazione di Heck, ossidazione con tetrossido di osmio (numeri di
  ossidazione), addizione di carbeni (formazione di carbeni dal cloroformio),
  sintesi dell’anello ciclopropanico secondo Simmon-Smith. Alogenazione allilica:
  effetto della concentrazione di bromo e della temperatura sul rapporto
  addizione al doppio legame/bromurazione allilica. Reazione con
  N-bromosuccinimmide. Stabilità del radicale allilico. Regioselettività
  
  Dieni coniugati
  
  Struttura, reattività. Reazioni degli
  1,3-dieni: addizione 1,2 e 1,4 (controllo cinetico e termodinamico).
  
  Alchini
  
  Nomenclatura, ibridazione, struttura.
  Reazioni degli alchini: addizione di idrogeno catalizzata dal palladio,
  addizione di acidi alogenidrici (il carbocatione vinilico: ibridazione,
  stabilità), addizione di alogeni, addizione di acqua (catalizzata da acido
  solforico e sali di mercurio), idroborazione-ossidazione con alchini interni e
  terminali (disiamilborano), acidità degli alchini terminali (reazioni di
  addizione e di sostituzione nucleofila). 


• Blocco 3. Stereochimica (4 ore)
  
  Elementi di base
  
  Stereoisomeria. Chiralità. Centro
  chirale e centro stereogenico (o stereocentro). Enantiomeri e diastereoisomeri.
  Elementi di simmetria: centro di simmetria, asse di simmetria, piano di
  simmetria. Nomenclatura degli enantiomeri: il sistema R-S (Cahn, Ingold e
  Prelog). Attività ottica. Racemi. Potere rotatorio specifico. Eccesso
  enantiomerico. Composti con più centri chirali. Diastereoisomeri e forme meso.
  Proiezioni di Fischer. Separazione degli enantiomeri. Stereoselettività e
  stereospecificità.


• Blocco 4. Alogenuri alchilici, alcoli,
  eteri e epossidi (12 ore)
  
  Alogenuri alchilici
  
  Struttura. Nomenclatura IUPAC.
  Sostituzione nucleofila alifatica (SN), nucleofilia e basicità. SN1:
  meccanismo, stereochimica, coppie ioniche, fattori che influenzano la SN1
  (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente: solventi polari
  protici, solventi polari aprotici, solventi non polari aprotici). SN2:
  meccanismo, stereochimica, fattori che influenzano la SN2 (alogenuro alchilico,
  gruppo uscente, nucleofilo, solvente). Competizione tra SN1 e SN2 (influenza
  della struttura del grupppo alchilico, del solvente, del nucleofilo).  beta-Eliminazione.  E1: meccanismo, regiochimica (orientamento
  secondo Saitseff). E2: meccanismo, regiochimica, stereochimica. Reazioni E2 nei
  sistemi ciclici. Competizione tra E1 e E2: effetto della struttura
  dell’alogenuro alchilico, del solvente, della base. Competizione tra SN e E:
  competizione tra SN1 e E1, competizione tra SN2 e E2 (effetto del gruppo alchilico,
  del nucleofilo/base, del solvente). alfa-Eliminazione: formazione di carbeni.
  Formazione di composto organometallici: formazione di alchillitio, formazione
  di alchilmagnesio.
  
  Alcoli
  
  Nomenclatura. Reazioni degli alcoli:
  basicità e acidità degli alcoli in fase gassosa e in soluzione, formazione di
  eteri (sintesi di Williamson e disidratazione in ambiente acido), formazione di
  esteri, formazione di tosilati, addizione a doppi legami C-C (protezione dei
  gruppi alcolici come tetraidropiranil derivati), ossidazione (meccanismo
  dell’ossidazione con acido cromico e piridinio clorocromato), reazione con
  alogenuri del fosforo; reazione con cloruro di tionile in assenza (SNi) e in
  presenza di ammine terziarie o piridina, disidratazione degli alcoli e dei corrispondenti
  tosil derivati. Trasposizione pinacolica
  
  Eteri e epossidi
  
  Nomenclatura.
  Reazioni degli eteri: scissione acido-catalizzata con HX. Epossidi:
  nomenclatura, apertura degli epossidi (acido-catalizzata, nucleofila), reazione
  con i reattivi di Grignard. (sintesi dei reattivi di Grignard, reazione dei
  reattivi di Grignard con acqua e anidride carbonica).


• Blocco 5. Composti carbonilici, acidi
  carbossilici e loro derivati (10 ore)
  
  Aldeidi e chetoni
  
  Nomenclatura. Reazioni di addizione:
  effetto della catalisi acida specifica nella reazione di addizione. Reazione
  con idruri del boro e dell’alluminio (reattività degli alcossi derivati degli
  idruri del boro e dell’alluminio), con alchini terminali, con i reattivi di
  Grignard, acido cianidrico, acqua, alcoli (acetali come gruppi protettori).
  Reazioni di addizione-eliminazione: reazione di Wittig, reazione con ammine
  primarie e secondarie. Ossidazione di Bayer-Villiger: tendenza migratoria dei
  vari gruppi. Riduzione a idrocarburi: riduzione di Clemmensen e di
  Wolff-Kishner.
  
  Acidi carbossilici
  
  Nomenclatura (acidi mono-, bi-,
  tricarbossilici, ecc.). Reazioni degli acidi carbossilici: reazione acido-base,
  reazione con LiAlH4, con alcoli, con SOCl2, con PBr3.
  
  Derivati degli acidi carbossilici
  
  Alogenuri acilici, anidridi, esteri,
  lattoni, ammidi, lattami, immidi, nitrili). Nomenclatura. Reazioni dei derivati
  degli acidi: con acqua [cloruri degli acidi, anidridi, esteri (differenza tra
  esteri di alcoli 1°, 2° e 3°), ammidi, nitrili], con alcoli (cloruri degli acidi,
  anidridi, esteri), con i sali degli acidi carbossilici (cloruri degli acidi),
  con ammoniaca o ammine (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con
  organomagnesio (esteri), con LiAlH4 (esteri, ammidi, nitrili), degradazione di
  Hoffmann, reazione di Reformatsky).
  
   


• Blocco 6. Enoli, enolati e composti
  alfa,beta-insaturi. (6 ore)
  
  Enoli ed enolati
  
  Tautomeria cheto-enolica in ambiente
  acido e in ambiente basico [fattori che influenzano l’equilibrio cheto-enolico
  (legame idrogeno, coniugazione)], controllo termodinamico e controllo cinetico
  nella formazione di anioni enolato con LDA. Bromurazione in a dei chetoni (in
  ambiente acido e in ambiente basico), reazione di Hell-Vohlard-Zelinski.
  Condensazione aldolica, condensazione aldolica seguita dalla disidratazione (in
  ambiente acido e in ambiente basico), condensazione aldolica intramolecolare,
  condensazione aldolica incrociata, condensazioni di Claisen e Dieckmann,
  sintesi aceto acetoacetiche e maloniche.
  
  Aldeidi e chetoni alfa,beta-insaturi
  
  Addizione 1,4 e 1,2 (reversibili e
  irreversibili). Confronto tra la reazione con i reattivi di Grignard e con gli
  anioni dei composti 1,3-dicarbonilici. Anellazione di Robinson.


• Blocco 7. I composti aromatici, fenoli
  e ammine (8 ore)
  
  Composti aromatici
  
  Aromaticità. Regola di Huckel.
  Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Ioni aromatici. Composti
  eterociclici aromatici. Nomenclatura. 
  Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: meccanismo, effetto dei
  sostituenti (reattività e orientamento), aloenazione, nitrazione, solfonazione,
  alchilazione di Friedel-Crafts (limiti della reazione di Friedel-Crafts),
  acilazione di Friedel-Crafts.  Reazioni
  di sostituzione nucleofila aromatica: Meccanismo di addizione-eliminazione,
  meccanismo di eliminazione-addizione (via benzino; prove a favore
  dell’esistenza del benzino), sostituzione via carbocatione fenilico.
  
  Fenoli
  
  Nomenclatura. Reazioni dei fenoli:
  acidità, formazione di esteri e di eteri, sostituzioni elettrofile aromatiche,
  reazione di Reimer-Tiemann, reazione di copulazione.
  
  Ammine
  
  Nomenclatura. Chiralità: analogie tra
  ammine terziarie e carbanioni. Inversione piramidale. Chiralità dei sali di
  ammonio quaternari. Reazioni di eliminazione dei sali di ammonio quaternari:
  eliminazione secondo Hofmann [stato di transizione variabile e interazioni
  steriche]. Reazioni delle ammine: basicità in soluzione e in fase gassosa.
  Reazioni con alogenuri alchilici, con derivati carbonilici, reazioni delle
  ammine aromatiche con acido nitroso (sali di diazonio e reazioni di
  copulazione). Enammine - Reazioni di alchilazione, acilazione, addizione
  coniugata.


• Blocco 8. Riepilogo e esercitazioni
  (lezione integrative 4 ore)