Obiettivi formativi
Conoscenze: il corso si prefigge l’obiettivo di fornire allo studente le basi per la comprensione e la trattazione dei meccanismi di reazione in chimica organica; particolare attenzione viene rivolta all’influenza del mezzo di reazione e del catalizzatore nei processi reattivi.
Capacità di comprensione: viene curata la capacità di esporre i contenuti in modo chiaro e lineare, correlando i diversi aspetti delle parti in cui il corso è suddiviso.
Prerequisiti
Conoscenza degli argomenti sviluppati nei Corsi di Chimica Organica 1 e Chimica
Organica 2
Contenuti dell'insegnamento
Inizialmente verrà esaminate le principali equazioni cinetiche e gli effetti isotopici sia
primari che secondari.
In seguito verrà trattata l’equazione di Hammet (e le sue modificazioni) per
relazionare gli effetti strutturali alla reattività dei composti organici.
Verrà inoltre esaminato il ruolo del solvente e dei catalizzatori acidi e basici sui vari
decorsi reattivi.
Per quanto riguarda gli intermedi di reazione, verranno soprattutto approfonditi gli
intermedi radicalici.
Infine verrà esaustivamente esaminata la catalisi intramolecolare.
Programma esteso
Riepilogo delle principali equazioni cinetiche
Stechiometria e ordine di reazione. Reazioni reversibili. Reazioni consecutive.
Approssimazione dello stato stazionario. Cinetiche di saturazione. Reazioni
parallele. Effetti isotopici cinetici primari e secondari.
Effetti strutturali sulla reattività di composti organici
Equazione di Hammett e sue modificazioni. Equazione di Yukawa-Tsuno.
Separazione degli effetti induttivi, di risonanza e sterici. Equazione di Taft.
Effetto del mezzo sulle reazioni organiche
Effetto sale. Trattazione di Ingold dell’effetto solvente. Trattazione termodinamica
dell’effetto solvente. Solvatazione specifica. Solventi accettori e donatori. Parametri
empirici dell’effetto solvente: Z, Et(30), Y.
Acidi e Basi di Brönsted e Catalisi
Funzioni di acidità e basicità. Mezzi superacidi. Scale di acidità e basicità in diversi
solventi e in fase gas. Catalisi acido-base in sistemi bioorganici. Reazioni di
trasferimento protonico. Relazione di Brönsted.
Intermedi di reazione e loro studio
Isolamento, cattura e studio di intermedi di reazione. Classificazione dei radicali
liberi. Sorgenti di radicali liberi. Effetto capto-dativo. Inibitori radicalici. Radicali liberi
elettrofili e nucleofili. Reazioni di interesse sintetico mediante radicali liberi.
Reazioni di formazione di cicli e catalisi intramolecolare. Partecipazione dei gruppi vicinali e catalisi intramolecolare. Molarità effettiva.
Cinetica e termodinamica delle reazioni di formazione di cicli.
Bibliografia
Eric V. Anslyn, Dennis A. Daugherty: Modern Physical Organic Chemistry,
University Science Books, 2006
F.A. Carey e R.J. Sundberg Advanced Organic Chemistry 4a Edizione, Plenum
Press, 2001
J. March Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms, and Structure , 5a
Edizione John Wiley & Sons , 2000
Metodi didattici
Lezioni orali
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto e orale
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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