CHIMICA ORGANICA I
cod. 00150

Anno accademico 2018/19
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Lucia BATTISTINI
Settore scientifico disciplinare
Chimica organica (CHIM/06)
Ambito
Discipline chimiche
Tipologia attività formativa
Base
64 ore
di attività frontali
8 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi

Al termine dell’attività formativa lo studente, attraverso la frequenza dell’insegnamento e lo studio individuale, dovrebbe avere acquisito e consolidato conoscenze e competenze relative ai concetti della chimica organica di base.
In particolare lo studente dovrebbe essere in grado di:
1. Conoscere i principali gruppi funzionali e applicare le conoscenze acquisite alla classificazione delle molecole organiche semplici;
2. Conoscere, comprendere e utilizzare le rappresentazioni strutturali delle molecole organiche semplici e saperle visualizzare nello spazio tridimensionale anche con l’ausilio di modelli molecolari;
3. Conoscere e comprendere i principi chimico-fisici basilari su cui poggia lo studio della reattività dei composti organici (equilibri chimici, teoria strutturale, termodinamica e cinetica delle reazioni organiche, acidità-basicità, nucleofilia-elettrofilia);
4. Conoscere, comprendere ed essere in grado di prevedere la relazione tra la struttura molecolare di composti organici semplici (in riferimento al gruppo funzionale) e le loro proprietà fisiche, in particolare la solubilità delle molecole in solventi acquosi e non acquosi;
5. Conoscere, comprendere ed essere in grado di prevedere la relazione tra la struttura molecolare di composti organici semplici e la loro reattività, anche attraverso l’esecuzione di esercizi;
6. Conoscere e comprendere i metodi di sintesi e di interconversione di molecole organiche semplici ed essere in grado di applicare questi metodi alla progettazione di semplici sequenze sintetiche, anche attraverso l’esecuzione di esercizi;
7. Conoscere le regole internazionali per la nomenclatura dei composti organici semplici ed essere in grado di applicarle a molecole incognite anche attraverso l’esecuzione di esercizi;
8. Sapere comunicare con linguaggio chiaro e appropriato le conoscenze acquisite a interlocutori specialisti e non specialisti;
9. Riconoscere il ruolo della chimica organica come disciplina necessaria per interpretare in chiave molecolare i fenomeni chimici correlati alla vita e in particolare al mondo dei farmaci.

Prerequisiti

Per sostenere l’esame di Chimica Organica I è necessario avere acquisito conoscenze di chimica generale ed inorganica. In particolare è obbligatorio sostenere con esito positivo l'esame di Chimica Generale ed Inorganica prima di quello di Chimica Organica I.

Contenuti dell'insegnamento

La prima parte del corso sarà dedicata alla descrizione dei contenuti fondamentali della chimica organica per mettere in evidenza la relazione esistente tra la struttura dei composti organici e le loro proprietà chimiche, fisiche e di reattività. Particolare attenzione sarà dedicata a concetti base quali l’ibridazione e la geometria molecolare, l’elettronegatività, la natura dei legami chimici e la polarità delle molecole, l’acidità e la basicità, la nucleofilia e l’elettrofilia, la risonanza, l’isomeria e la chiralità delle molecole organiche.
La seconda parte del corso sarà dedicata alla descrizione sistematica delle proprietà fisiche, della reattività e dei principali metodi di preparazione di ciascuna classe di composti organici, suddivisi in base al gruppo funzionale che li caratterizza (alcani, cicloalcani, alogenoalcani, alcheni, alchini, alcoli e dioli, aldeidi, chetoni, ecc., si veda Programma Esteso). In questo contesto sarà dato particolare risalto alla descrizione dei vari meccanismi delle reazioni organiche, agli aspetti che li accomunano o che li differenziano.

Programma esteso

PROGRAMMA DEL CORSO
Argomenti di carattere generale. Origine e sviluppo della chimica organica come scienza. L’atomo di carbonio quale elemento centrale in chimica organica. Generalità sui gruppi funzionali delle principali classi di composti organici. Relazione struttura-proprietà fisiche-reattività. Isomeria costituzionale e stereoisomeria. Isomeria conformazionale e configurazionale. Analisi conformazionale di alcani lineari e cicloalcani. Chiralità, enantiomeri, diastereoisomeri, meso-composti, isomeria geometrica. Nucleofili ed elettrofili. Risonanza nei composti organici. I composti organici come acidi e basi. Meccanismi di reazione. Velocità di reazione. Energia di attivazione. Catalisi. Controllo cinetico e controllo termodinamico delle reazioni organiche. Classificazione dei principali solventi utilizzati in chimica organica. Reazioni radicaliche e reazioni ioniche. Reazioni di ossidazione e di riduzione di composti organici. Reazioni di sostituzione nucleofila alifatica mono- e bimolecolari. Reazioni di eliminazione mono- e bimolecolari. Reazioni di addizione elettrofila al doppio legame carbonio-carbonio. Regioselettività, stereospecificità e stereoselettività nelle reazioni organiche. Reazioni di addizione nucleofila al doppio legame carbonio-ossigeno. Composti organometallici, reattivi di Grignard. Reazioni di sostituzione nucleofila acilica. Formazione di enoli ed enolati. Alfa-alchilazione ed alfa-alogenazione di enoli ed enolati. Cenni al concetto di aromaticità.

Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività e metodi di preparazione di: alcani e cicloalcani, alogenoalcani, alcheni, alchini, alcoli e dioli, eteri, epossidi, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati (alogenuri acilici, anidridi, esteri, lattoni, ammidi, lattami, immidi, nitrili), ammine, composti 1,3-dicarbonilici, composti carbonilici alfa,beta-insaturi.

Bibliografia

E' consigliato l'utilizzo di uno dei seguenti testi:
1. W.H. Brown, B.L. Iverson, E.V. Anslyn, C.S. Foote, “Chimica Organica”, V Edizione, EdiSES, Napoli, 2015.
2. J. McMurry, “Chimica Organica”, IX Edizione, Piccin, Padova, 2017.
3. P. Yurkanis Bruice, "Chimica Organica", III Edizione, EdiSES, Napoli, 2017.
4. Autori vari, “Chimica Organica”, II edizione (a cura di B. Botta), Edi.Ermes, Milano, 2016.

Si consiglia inoltre l'utilizzo di uno dei seguenti eserciziari:
1. B.L. Iverson, S. Iverson, “Guida alla soluzione dei problemi da Chimica Organica di Brown, Iverson, Anslyn, Foote", IV Ed., EdiSES, Napoli, 2016.
2. F. Nicotra, L. Cipolla, "Eserciziario di Chimica Organica", Edises, Napoli, 2013.
3. T.W.G. Solomons, C.B. Fryhle, R.G. Johnson, “La chimica organica attraverso gli esercizi”, Seconda Edizione, Zanichelli, Bologna, 2010.
4. M.V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, “Guida Ragionata allo Svolgimento di Esercizi di Chimica Organica”, Seconda Edizione, Loghia Ed., Napoli, 2009.

TESTI PER LA CONSULTAZIONE
1. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, “Organic Chemistry”, Second Edition, Oxford University Press, 2012.
2. L. Kürti, B. Csakò, “Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis”, 1st Edition, Academic Press, 2005.

ALTRI MATERIALI DIDATTICI
Sulla piattaforma Elly saranno caricate ogni settimana le presentazioni utilizzate in aula durante le lezioni frontali, oltre ad un ampio numero di esercizi e prove scritte proposte in precedenti anni accademici, da utilizzare a scopo esercitativo.

Metodi didattici

L’insegnamento è svolto attraverso lezioni frontali (64 ore complessive corrispondenti a 8 CFU) sia teoriche sia esercitative, svolte alla lavagna e mediante proiezione di slides riassuntive dei contenuti trattati nel corso.
Durante le lezioni saranno proposte esercitazioni su problemi di chimica organica (svolte dal docente o dagli studenti stessi) per permettere agli studenti di:
-verificare le conoscenze acquisite e il proprio grado di comprensione degli argomenti proposti;
-verificare la capacità di applicare conoscenze teoriche e comprensione ai problemi proposti;
-acquisire un metodo corretto per affrontare la risoluzione dei problemi.
Lo studente è poi tenuto a riprendere e comprendere i contenuti veicolati durante le lezioni frontali, sia attraverso lo studio degli appunti sia attraverso il libro di testo (un testo obbligatorio scelto tra i testi consigliati), e ad applicarli in modo autonomo attraverso l’esecuzione degli esercizi proposti a lezione e di quelli presenti nel libro di testo e nell’eserciziario (scelto tra i testi consigliati).
La docente è disponibile per chiarimenti sulle lezioni e sugli esercizi eseguiti individualmente previo appuntamento (via e-mail).
Sulla piattaforma Elly sono caricate ogni settimana le presentazioni utilizzate durante le lezioni frontali, oltre ad un ampio numero di esercizi e prove scritte proposte in precedenti anni accademici da utilizzare a scopo esercitativo.
Il materiale didattico integrativo (slides) non è da considerarsi sostitutivo rispetto all’utilizzo di un libro di testo da scegliere tra quelli consigliati.

Modalità verifica apprendimento

La valutazione sommativa degli apprendimenti è effettuata tramite un esame scritto e una prova orale che incidono rispettivamente per il 50% sulla votazione finale.
La prova scritta è articolata in 4 o 5 quesiti scelti tra semplici esercizi di chimica organica e domande a risposta aperta su argomenti teorici trattati durante il corso. Per accedere alla prova scritta è necessario iscriversi on-line attraverso il portale ESSE3 nelle date previste dal calendario ufficiale degli esami del Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco. La votazione è espressa in trentesimi, con voto minimo di sufficienza pari a 18/30. L’esito della prova scritta viene comunicato entro una settimana e comunque prima della prova orale dello stesso appello attraverso il portale ESSE3.
La prova scritta è giudicata sufficiente quando lo studente dimostra di avere acquisito con padronanza:
-la conoscenza dei gruppi funzionali (dettagliati nel programma esteso) che caratterizzano semplici composti organici e le proprietà stereochimiche (presenza di stereocentri al carbonio, chiralità) di tali composti;
-la capacità di mettere in relazione le proprietà strutturali e la reattività dei composti organici e la capacità di prevedere l’esito di una reazione chimica;
-la capacità di applicare le conoscenze teoriche all’analisi dei problemi proposti allo scopo di completare sequenze sintetiche che prevedono l’interconversione di gruppi funzionali o la sintesi di un composto organico semplice.
Durante lo svolgimento della prova scritta non è consentito l’utilizzo di libri e/o appunti, né di qualsivoglia materiale informatico.
L’accesso alla prova orale verbalizzante è subordinato al superamento della prova scritta.
La prova orale consiste in un colloquio volto ad accertare se lo studente:
-ha raggiunto gli obiettivi della conoscenza e della capacità di comprensione dei contenuti trattati nel corso;
-è in grado di applicare le conoscenze acquisite per analizzare un problema e proporre una soluzione corretta;
-è in grado di comunicare in modo chiaro e con proprietà di linguaggio i contenuti del corso.
La votazione finale è la media aritmetica delle votazioni ottenute nelle due prove scritta e orale, ed è espressa in trentesimi; è ritenuta sufficiente la prova in cui lo studente abbia raggiunto la votazione minima di diciotto trentesimi.

Altre informazioni

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