Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Il corso si propone di ampliare le conoscenze di stereochimica organica acquisite nei corsi del ciclo precedente e viene curata l’acquisizione di un linguaggio stereochimico corretto. Il corso fornisce le conoscenze necessarie per comprendere i processi stereoselettivi e di induzione asimmetrica, nonché delle metodiche impiegate negli studi stereochimici.. Viene ampliata la preparazione dello studente con la discussione di nuove reazioni organiche e di nuovi approcci che conducono a reazioni a basso impatto ambientale
Conoscenza e comprensione applicate:
Lo studente acquisirà la capacità di riconoscere gli elementi di chiralità presenti in una molecola chirale e di attribuirne la configurazione. Sarà in grado di scegliere i metodi più adatti per determinare la composizione enantiomerica di un composto chirale e di discuterne le proprietà chiroottiche. Sarà in grado di discutere diversi tipi di reazioni organiche, incluse quelle con controllo stereochimico. Lo studente conoscerà i principi fondamentali per la realizzazione di un processo ‘green’
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Stereochimica organica: chiralità molecolare dovuta a centro, asse, piano di chiralità ed elicità. Isomeria torsionale e atropoisomeria. Proprietà chiroottiche: polarimetria; dicroismo circolare e sue applicazioni in studi conformazionali e configurazionali. Studio di fenomeni dinamici mediante spettroscopia NMR. Analisi conformazionale mediante NMR: aspetti termodinamici e cinetici. Metodi per la determinazione dell’eccesso enantiomerico (cromatografici e NMR). conglomerati. Risoluzione di racemati, con esempi di applicazioni industriali. Reazioni stereoselettive e stereospecifiche. Reazioni di riarrangiamento concertato 1,2 verso atomi di C, O, N. Sintesi stereo- ed enantioselettive. Reazioni di condensazione aldolica. Reazioni di cicloaddizione di Diels-Alder. Reazioni pericicliche. Reazioni di epossidazione. Epossidazione enantioselettiva di Sharpless e di Jacobsen-Katsuki. Induzione asimmetrica non lineare e amplificazione della chiralità. Origine della omochiralità in natura. Gruppi protettori. Altre importanti reazioni organiche (e.g. click-chemistry). Catalizzatori eterogenei (e.g. zeoliti, clays) in sintesi organica. Catalizzatori supportati. Reazioni di funzionalizzazione di superfici con complessi metallici anche chirali e biomolecole per reazioni enantioselettive e per riconoscimento molecolare. Principi fondamentali della Green Chemistry, con particolare attenzione alla catalisi eterogenea ed ai mezzi di reazione alternativi. Esempi di processi industriali a basso impatto ambientale.
Programma esteso
Stereochimica organica: chiralità molecolare dovuta a centro, asse, piano di chiralità ed elicità. Isomeria torsionale e atropoisomeria. Proprietà chiroottiche: polarimetria; dicroismo circolare e sue applicazioni in studi conformazionali e configurazionali. Studio di fenomeni dinamici mediante spettroscopia NMR. Analisi conformazionale mediante NMR: aspetti termodinamici e cinetici. Metodi per la determinazione dell’eccesso enantiomerico (cromatografici e NMR). conglomerati. Risoluzione di racemati, con esempi di applicazioni industriali. Reazioni stereoselettive e stereospecifiche. Reazioni di riarrangiamento concertato 1,2 verso atomi di C, O, N. Sintesi stereo- ed enantioselettive. Reazioni di condensazione aldolica. Reazioni di cicloaddizione. Reazioni di epossidazione. Epossidazione enantioselettiva di Sharpless e di Jacobsen-Katsuki. Induzione asimmetrica non lineare e amplificazione della chiralità. Origine della omochiralità in natura. Gruppi protettori. Altre importanti reazioni organiche (e.g. click-chemistry). Catalizzatori eterogenei (e.g. zeoliti, clays) in sintesi organica. Catalizzatori supportati. Reazioni di funzionalizzazione di superfici con complessi metallici anche chirali e biomolecole per reazioni enantioselettive e per riconoscimento molecolare. Principi fondamentali della Green Chemistry, con particolare attenzione alla catalisi eterogenea ed ai mezzi di reazione alternativi. Esempi di processi industriali a basso impatto ambientale.
Bibliografia
- F. A. Carey, R. A. Sundberg “Advanced Organic Chemistry” Springer;
- E.L. Eliel, S.H. Wilen “Stereochemistry of Organic Compounds” J.Wiley & Sons;
- R.A. Sheldon,I.Arends, U. Hanefeld- “Green Chemistry and Catalysis”, Wiley-VCH; - D.E. De Vos , I.F.J. Vankelecom, P.A. Jacobs - “Chiral Catalyst Immobilization and Recycling”, Wiley-VCH
• Nel corso delle lezioni verranno indicate gli estremi di letteratura di riferimento per i vari argomenti al fine di permettere approfondimenti ed incoraggiare a prendere visione della letteratura primaria.
Metodi didattici
Lucidi e diapositive del corso sono a disposizione. Vengono dati i riferimenti di articoli di letteratura per approfondimenti.
La docente è disponibile per chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso, previo appuntamento.
Modalità verifica apprendimento
Nel corso dell’esame orale verrà verificata l’acquisizione dei concetti di base dei vari argomenti trattati (12 punti) , verrà valutata la capacità dello studente di esporre gli argomenti in modo chiaro e con linguaggio appropriato (4 punti), la capacità di applicare con padronanza le conoscenze acquisite (11 punti) e la capacità di collegare le conoscenze acquisite manifestando autonomia di giudizio nel valutare problematiche attinenti gli argomenti del corso (3 punti).
Altre informazioni
Il docente è a disposizione dello studente per eventuali chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso.
Le date definitive degli appelli verranno concordate con gli studenti. Potranno essere fissati appelli supplementari, previo accordo con gli studenti
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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