Chimica organica per farmacia

INTRODUZIONE AI COMPOSTI ORGANICI: ALCANI

Il sistema di nomenclatura IUPAC. Nomenclatura di alcani lineari. Alcani ramificati. Isomeria strutturale o costituzionale. Gruppi alchilici. Regole di nomenclatura IUPAC per alcani ramificati. Esempi di applicazione delle regole. Nomenclatura dei cicloalcani e dei cicloalcani sostituiti. Proprietà fisiche degli alcani. Conformazioni degli alcani. Formule di proiezione di Newman. Analisi conformazionale dell’ etano e del butano.Analisi conformazionale dei cicloalcani. La conformazione a sedia del cicloesano, legami assiali ed equatoriali. Analisi conformazionale del cicloesano: sedia, semisedia, twist, barca. Valutazione della tensione d’anello nei cicloalcani. Analisi conformazionale di cicloesani monosostituiti.

INTRODUZIONE ALLA REATTIVITÀ

Acidi e basi di Brønsted-Lowry. Equilibri acido-base. Effetti induttivi e di risonanza sulla forza acida. Acidi e basi di Lewis. Classificazione dei reagenti: nucleofili, elettrofili, radicali. Cenni di termodinamica chimica: variazione di energia libera, entalpia, entropia. Cinetica chimica: equazione di velocità ed equazione di Arrhenius. Diagrammi di energia potenziale-coordinata di reazione. Teoria dello stato di transizione. Intermedi di reazione. Reazioni multistadio e stadio cineticamente determinante. Postulato di Hammond

ALCHENI E ALCHINI

Struttura e Nomenclatura. Stereoisomeria geometrica negli alcheni. Nomenclatura degli isomeri geometrici. Proprietà fisiche. Reazioni degli Alcheni. Addizioni al doppio e al triplolegame. Ozonolisi di alcheni. Tautomeria cheto-enolica. Riduzione degli alchini: idrogenazione catalitica, catalizzatori avvelenati (di Lindlar). Riduzione con metalli disciolti in NH3 liq. Acidità degli idrocarburi: formazione di anioni acetiluro. Anioni acetiluro come nucleofili, alchilazione di alchini terminali, uso degli alchini nella sintesi organica.

Modulo 3

Molecole chirali e achirali. Enantiomeri e diastereomeri. Il carbonio asimmetrico. Formule prospettiche e proiezioni di Fischer. Notazione R, S. Proprietà di enantiomeri e diastereomeri. La luce polarizzata. Il polarimetro e l’ attività ottica. Purezza ottica ed eccesso enantiomerico. Risoluzione di miscele racemiche. Stereoisomeri conformazionali. Isomeria cistrans nei cicloalcani. Analisi conformazionale di cicloesani disostituiti. Stereochimica delle reazioni: reattività relative di enantiomeri. Reattività relative di dia stereoisomeri. Reazioni che formano stereoisomeri: reazioni stereoelettive estereo specifiche.

ALOGENURI ALCHILICI

Struttura, proprietà fisiche, nomenclatura, preparazione. Reazioni degli alogenuri alchilici: sostituzione nucleofila ed eliminazione. Meccanismi bimolecolari e monomolecolari. Competizione sostituzione/eliminazione. Formazione di reagenti di Grignard ed organo litio.

ALCOLI, ETERI, TIOLI, SOLFURI

Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche. Solventi in chimica organica. Acidità di alcoli e tioli: formazione di alcossidi e tiolati. Basicità di alcoli ed eteri. Sintesi degli alcoli. Reazioni degli alcoli: sostituzione nucleofila, eliminazione, ossidazione. Trasformazione degli alcoli in esteri solfonici (tosilati, triflati) ed esteri inorganici. Reattività degli esteri solfonici. Ossidazioni degli alcoli: Sintesi degli eteri: sintesi di Williamson, disidratazione degli alcoli e addizione di alcoli ad alcheni. Reazioni degli eteri: scissione con HBr e HI.

EPOSSIDI E GLICOLI

Struttura e nomenclatura. Sintesi degli epossidi. Reazioni di sostituzione nucleofila negli epossidi; apertura del ciclo in condizioni basiche, in condizioni acide, con reattivi di Grignard: meccanismi, regioselettività e stereoselettività. Uso degli epossidi in sintesi organica. Sintesi dei glicoli. Reazioni dei dioli: scissione ossidativa con acido periodico. Correlazioni chimiche e stereochimiche tra sostituenti. Le reazioni intramolecolari e l’effetto di prossimità.

DELOCALIZZAZIONE ELETTRONICA

Dieni coniugati: stabilità relativa, orbitali molecolari. Addizione elettrofila a dieni coniugati: addizione 1,2 e 1,4. Controllo cinetico e termodinamico. Risonanza: strutture limite e loro stabilità, uso delle strutture di risonanza. Carbocationi allilici.

COMPOSTI AROMATICI PARTE 1

Introduzione ai composti aromatici. Struttura del benzene, stabilità, energia di risonanza. Aromaticità la regola di Hückel. Aromaticità di sistemi policiclici ed eterociclici (piridina, pirrolo, furano, tiofene). Conseguenze chimiche dell’ aromaticità. Nomenclatura di benzeni sostituiti. Reazioni del benzene: sostituzione elettrofila aromatica, meccanismo generale. Reazioni di alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts. Alchilazione mediante acilazioneriduzione.

COMPOSTI AROMATICI PARTE 2

Reazioni dei Benzeni Sostituiti. Sostituzioni elettrofile aromatiche su benzeni sostituiti. Effetto dei sostituenti sulla reattività e sull’ orientamento. Strategie sintetiche per la preparazione di benzeni sostituiti. Reazioni in catena laterale: ossidazione di gruppi alchilici e riduzione del gruppo nitro. Sintesi del fenolo. Effetto della risonanza sull'acidità del fenolo. Sintesi dell'anilina. Effetto della risonanza sulla basicità dell'anilina.