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: ripasso della chiralità molecolare dovuta a centro, asse, piano di chiralità ed elicità e dell'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. 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. Introduzione alla relazione struttura-reattività.
Programma esteso
Stereochimica organica: ripasso dei concetti di chiralità molecolare dovuta a centro, asse, piano di chiralità ed elicità; 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. 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. Introduzione alle principali relazioni stuttura-reattività.
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.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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