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    General

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    SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

    Il modo migliore per studiare questo corso consiste nell'utilizzare un idoneo LIBRO DI TESTO, oltre a fare molti esercizi. Soprattutto, vi ricordo che la chimica organica non si può studiare in modo esclusivamente mnemonico (cioè a memoria) perchè questo inevitabilmente porterà a grossi problemi man mano che andate avanti nello studio di materie che prevedono una base di chimica organica (biochimica, chimica farmaceutica, ecc.). Invece, man mano che andate avanti, dovreste costruirvi la giusta FORMA MENTIS, cioè l'abilità di RAGIONARE secondo i principi della chimica organica, in modo che, se non vi ricordate qualcosa, dovreste poter arrivarci con il ragionamento. Inutile dire che la chimica organica si basa sulla chimica generale, quindi meglio avete studiato quella, meglio vi troverete con questa... e viceversa!

    Detto questo, siete fortunati perchè il Professor John McMurry ha fatto un prezioso dono a tutti, rendendo OPEN ACCESS la decima edizione del suo libro di testo sulla Chimica Organica, che potete scaricare qui:

    https://assets.openstax.org/oscms-prodcms/media/documents/OrganicChemistry-WEB_lNotFqg.pdf

    Detto questo, inizieremo il corso con le sostituzioni aromatiche (capitolo 16). Potete anche seguirle sul libro di CLAYDEN della Chimica Organica, capitolo 21

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    AMMINE

    Le ammine sono il capitolo 24. Esiste anche la traduzione italiana del libro.

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    AMMINOACIDI, PEPTIDI E PROTEINE

    Anche questo argomento può essere studiato sul McMurrry, con alcune integrazioni. E' il capitolo 26:

    https://assets.openstax.org/oscms-prodcms/media/documents/OrganicChemistry-WEB_lNotFqg.pdf

    Punti salienti visti finora:

    - pKa e punto isoelettrico, zwitterioni

    - tipi di amminoacidi e proprietà

    - sintesi degli amminoacidi: 1) Hell–Volhard–Zelinski, 2) da esteri acetammidomalonici, 3) amminazione riduttiva di alfa-chetoacidi, 4) sintesi di Strecker, 5) sintesi enantioselettiva (Knowles).

    - reattività degli amminoacidi: 1) formazione di esteri 2) formazione di ammidi 3) reazione con ninidrina

    - gruppi protettivi per NH2: Fmoc, Boc, Cbz, come metterli e come toglierli, meccanismi

    - gruppo protettivo tritile (Trt) per Cys e His

    - protezione catene laterali con gruppi ortogonali (es. Boc per epsilon-NH2-Lys, ammide per Asp e Glu ecc.)

    - scavengers carbocationi (TIPS, anisolo)

    - resine Merrifield, Wang, 2-clorotritil cloruro, Rink amide

    - agenti di couplings: DCC e EDC (vedi §McMurry, capitolo 21 e soprattutto sezione 21.3)

    (- HOBt come catalizzatore)

    - reazioni avverse: racemizzazione, ossazolone, dichetopiperazine (DKP) e aspartimide. Fattori di rischio (conformazione cis, Pro, Asp...)

    - sequenza SPPS: coupling, deprotezione, coupling, deprotezione.... idrolisi acida finale con TFA e scavengers. 

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    Composti difunzionali con carbonili

    Capitoli 22-23 del McMurry.

    - tautomeria chetoenolica e differenza tra equilibrio tautomerico e strutture di risonanza

    - catalisi acida e basica per formazione enoli da carbonili. meccanismi. acidità dei protoni in alfa ai carbonili.

    - alfa-alogenazione dei carbonili, e da qui formazione di carbonili alfa,beta-insaturi (IMPORTANTISSIMI per reazione di Michael che vedremo)

    - basi per formare ioni enolato, etossido di sodio in confronto a LDA. formazione LDA con BuLi, riflessione sui corrispondenti equilibri acido-base e relative pKa

    - confronto tra l'acidità dei protoni in alfa di composti carbonilici: con 1 o più carbonili, esteri, aldeidi, chetoni, ammidi, acil cloruri ecc. PERCHE' l'acidità aumenta o diminuisce a seconda dei sostituenti? effetto induttivo ed effetto di risonanza

    - REAZIONI DEGLI ENOLI/ENOLATI (uno o l'altro a seconda delle condizioni acide o basiche): 1) alfa-alogenazione, 2) reazione dell'aloformio, 3) alfa-alchilazione e in particolare 3a) sintesi dell'estere malonico, 3b) sintesi dell'estere acetoacetico, 3c) alchilazioni di esteri, chetoni, nitrili, 4) reazione ALDOLICA e in particolare 4a) con catalisi acida, 4b) con catalisi basica, 4c) con successiva disidratazione sia in condizioni acide sia in condizioni basiche, 4d) simmetrica, 4c) incrociata, 4d) intramolecolare, 5) reazione di CLAISEN (condizioni BASICHE) e in particolare 5a) simmetrica 5b) mista o incrociata 5c) con successiva disidratazione 5d) con successiva idrolisi esterea e decarbossilazione 5e) intramolecolare. 6) reazione di MICHAEL (addizione 1,4 e confronto con addizioni 1,2, cenni ad elettrofili/nucleofili hard/soft). 7) ENAMMINE e reazione di STORK con analogia enammina/enolato, 8) annulazione di Robinson.

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    DIOLI e CARBOIDRATI

    Definizione, proprietà, sintesi e reattività di dioli geminali (McMurry sezione 19.5), vicinali (McMurry capitolo 8, sezioni 11.3 e 18.5), e dioli isolati che reagiscono come gli alcoli (capitolo 17). Protezione/deprotezione di aldeidi e chetoni con acetali o tioacetali, lineari e ciclici (McMurry sezione 19.10 e 18.7 e risorsa sottostante). Scissione ossidativa con HIO4.

    Carboidrati, capitolo 25 del McMurry. Definizione, generalità, importanza, Stereochimica. D-gliceraldeide e serie D dei monosaccaridi derivati. Proiezioni di Fischer e di Haworth. Formazione del glucopiranosio e meccanismo formazione emiacetale. Mutarotazione. Reazioni dei monosaccaridi: 1) Formazione acetali ed emiacetali, 2) esterificazione 3) eterificazione 4)formazione glicosidi ed effetto anomerico 5) scissione ossidativa con HIO4 6) ossidazione di OH a chetoni, riduzione con NaBH4, ossidazione ad acidi aldonici, aldarici, e uronici  7) sintesi moderna Kiliani-Fischer 8) sintesi di Wohl 9) esempi di sequenza sintetica per ottenere desossi-amminozuccheri. Cenni di oligosaccaridi e polisaccaridi e legame glicosidico.

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    ETEROCICLI

    McMurry capitolo 24-9 ma va integrato con le registrazioni. Eterocicli alifatici a 3, 4, 5, 6 termini con O, S, N (nomi). Eterocicli aromatici, in particolare nomi: furano, tiofene, pirrolo. PIRROLO: aromaticità, equilibri acido/base a pKa, reattività (sostituzioni elettrofile sul C2 a freddo, o polisostituzioni se non a freddo, esempi:alogenazione, nitrazione, acilazione, sulfonazione, reazione di VIELSMEIER), sintesi di Knorr, sintesi di Paal-Knorr. Indolo, proprietà, reattività, sintesi di FISCHER.

    BROWN, CAPITOLO 21. Piridina, proprietà, strutture di risonanza, basicità e pKa. REAZIONI ALL'N: 1) acido-base di Lewis, 2) alchilazione 3) ossidazione ad N-ossido. REAZIONI AL C: sostituzioni elettrofile e nucleofile aromatiche. Reazione di Chichibabin, 2-amminopiridine e loro derivati (tramite formazione di sali di diazonio). Alchilpiridine (picoline, lutidine, collidine). Reattività verso sostituzioni elettrofile e nucleofile aromatiche piridina N-ossido e di sali di piridinio. Riduzione di piridina N-ossido a piridina. Sintesi di Hantzsch della piridina. Chinolina e isochinolina, proprietà basiche ed elettroniche. Reattività. Sintesi di Skraup da acroleina (che si ottiene dal glicerolo) e anilina.

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    Cross-couplings (no per esame)