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    Antonio FIORENTINO

    Insegnamento di CHIMICA ORGANICA

    Corso di laurea magistrale a ciclo unico in FARMACIA

    SSD: CHIM/06

    CFU: 15,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 120,00

    Periodo di Erogazione: Annualità Singola

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    La prima parte del corso affronta lo studio di:
    1) teorie del legame di valenza e dell’orbitale molecolare; ibridazione del carbonio; geometria molecolare; interazioni intermolecolari.
    2) gruppo funzionale: classificazione dei composti organici; calcolo del numero di ossidazione del carbonio, carica formale.
    3) stereochimica: chiralità e stereocentri; enantiomeri e diastereoisomeri; configurazione R/S e E/Z; risoluzione racemica.
    4) meccanismi di reazione: eterolisi ed omolisi; elettrofili e nucleofili; reazioni di addizione, eliminazione e sostituzione; regioselettività e stereospecificità.
    5) struttura, proprietà, nomenclatura e reattività di: alcani, cicloalcani, alcheni, alchini, alcoli e fenoli; eteri, epossidi, tioli e solfuri, ammine.

    La seconda parte del corso tratta:
    1) lo studio della struttura, proprietà, nomenclatura e reattività di aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati, nitrili,
    2) le reazioni di formazione del legame semplice carbonio-carbonio, formazione di enoli ed enolati, immine, enammine, alfa-alchilazione ed alfa-alogenazione di enoli ed enolati, reazioni di addizione e condensazione aldolica e di Claisen, reazione di addizione di Michael e di Mannich.
    3) i carbocicli e gli eterocicli aromatici con particolare riferimento al concetto di aromaticità e allo studio sistematico di struttura, nomenclatura, fonti naturali, proprietà fisiche, metodi di sintesi e reattività
    4) l’analisi retrosintetica e sintesi di composti organici polifunzionali mediante approcci per disconnessione, formazione di legami carbonio-carbonio, protezione/deprotezione di gruppi funzionali.

    La terza parte del corso studia
    1) le proprietà e reattività delle classi di composti organici di rilevanza biologica: amminoacidi e peptidi, carboidrati, lipidi e acidi nucleici.
    2) le reazioni pericicliche

    Il corso prevede, inoltre, attività pratiche di laboratorio e cenni sulle tecniche spettroscopiche per lo studio dei composti organici

    Testi di riferimento

    J. McMurry CHIMICA ORGANICA IX edizione – PICCIN, Napoli, 2017
    P.Y. Bruice CHIMICA ORGANICA III edizione – EdiSES, Napoli, 2017

    M.V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella GUIDA RAGIONATA ALLO SVOLGIMENTO DI ESERCIZI DI CHIMICA ORGANICA. Con aggiornamento online, LOGHIA, Napoli, 2017

    Obiettivi formativi

    Al termine dell’attività formativa lo studente avrà consolidato le conoscenze e competenze relative alla chimica organica di base ed avere acquisito conoscenze e competenze relative alla chimica organica in funzione degli esami successivi e per lo studio dei farmaci.
    In particolare, l’insegnamento si prefigge di fornire i concetti generali della materia, che sono alla base della chimica dei composti organici, necessari per affrontare futuri studi in campo biochimico e chimico-farmaceutico.
    Al termine del corso, lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche sulla struttura e reattività di molecole organiche e abilità pratiche di manipolazione (nel rispetto delle norme di sicurezza vigenti) dei composti organici mediante l’esecuzione di semplici reazioni chimiche e applicazioni di tecniche analitiche per la loro caratterizzazione.
    Nello specifico lo studente sarà in grado di:
    1) conoscere le principali classi di composti organici
    2) applicare le regole fondamentali della nomenclatura IUPAC
    3) dedurre le proprietà chimico-fisiche e stereochimiche della struttura molecolare e prevederne la reattività sulla base dei principali meccanismi di reazione trattati
    4) ragionare criticamente per poter applicare le reazioni studiate a semplici sequenze sintetiche per la produzione di molecole richieste, argomentando le scelte
    5) acquisire la consapevolezza dell’importanza della sicurezza in laboratorio, così come le conoscenze teoriche e le abilità pratiche nelle fondamentali operazioni di laboratorio, relative alla sintesi, all'isolamento, alla purificazione e alla caratterizzazione di composti organici.

    Prerequisiti

    Conoscenze acquisite nel corso di Chimica generale ed inorganica (esame propedeutico). Lo studente deve possedere le conoscenze fondamentali su: struttura dell’atomo; orbitali atomici; teoria degli orbitali molecolari; struttura elettronica e legami; acidi e basi; equilibrio chimico; bilanciamento redox

    Metodologie didattiche

    Il corso prevede la frequenza obbligatoria ed è articolato in 112 ore di lezioni frontali svolte dal docente in cui verrà esposta la teoria e verrà applicata a molteplici esempi e risoluzioni di esercizi, 8 ore di laboratorio (quattro sessioni di 2 ore nel laboratorio didattico di Chimica) e 255 ore di studio individuale. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà assimilare conoscenze e concetti alla base della chimica organica e risolvere esercizi.
    Il corso prevede la frequenza obbligatoria ad attività di laboratorio correlate agli argomenti trattati che comprendono esperienze in cui agli studenti, che lavoreranno in gruppi di tre componenti, è chiesto di eseguire semplici reazioni di sintesi, operazioni di isolamento e purificazione di composti organici e acquisizione di misure utili per la loro identificazione. Nelle attività pratiche di laboratorio devono essere seguite scrupolosamente le norme di sicurezza illustrate per operare in un laboratorio di chimica. Dovranno essere consegnate relazioni sulle singole esercitazioni di laboratorio. La frequenza verrà registrata mediante la raccolta delle firme durante le esercitazioni. Lo studente non potrà assentarsi dalle attività di laboratorio per più del 25% delle ore. In caso di particolari esigenze (studenti-lavoratori, gravidanza, etc.), previa richiesta documentata al docente, il CCdS si esprimerà relativamente alla frequenza delle attività di laboratorio.
    Il corso prevede, inoltre, l’applicazione degli argomenti esposti attraverso lo svolgimento di esercitazioni numeriche in aula sugli argomenti trattati e sotto la supervisione del docente o di un tutor. Lo svolgimento di esercizi a casa è sottoposto a chiarimenti e a correzioni da parte del docente negli orari di ricevimento.

    Metodi di valutazione

    L’esame consiste nel superamento, con una votazione di almeno 16/30, di una prova scritta, della durata di 90 minuti, dove lo studente, attraverso domande a risposta aperta, dovrà applicare le conoscenze acquisite sulla nomenclatura, sulla reattività e sugli aspetti stereochimici dei composti organici ad esercizi di sintesi organica. Il superamento della prova scritta è propedeutico all’esame orale.
    Durante lo svolgimento del corso sono effettuati accertamenti periodici mediante prove scritte di verifica, della durata di 45 minuti ciascuna, con domande a risposta aperta. Il superamento di tali prove di accertamento esonererà lo studente dalla prova scritta. In carenza o insufficienza degli accertamenti periodici lo studente dovrà sostenere la prova scritta nelle date previste dal calendario di esami.
    L’esame orale è volto a valutare la capacità di ragionamento e di collegamento tra i vari argomenti del corso ed è costituito da domande sulla sintesi di composti organici, in cui sarà valutata la capacità di organizzare l’esposizione sui relativi aspetti meccanicistici e stereochimici, dalla discussione di un argomento teorico e di una classe di biomolecole. Saranno, inoltre, discussi gli aspetti pratici e teorici di una esercitazione di laboratorio.
    La valutazione finale sarà espressa in trentesimi e terrà conto dell’esito della prova orale (75%), della prova scritta (20%) e delle relazioni consegnate (5%).

    Altre informazioni

    La frequenza alle attività di laboratorio e la consegna delle relazioni sulle singole esercitazioni sono obbligatorie, rispettando le scadenze indicate.
    Allo studente è data la possibilità di sostenere una prova scritta di autovalutazione in itinere, strutturata in modo analogo all’esame scritto, ma limitata al programma svolto, con successiva correzione. Potrà avvalersi della presenza di un esercitatore per ricevimento in aula in cui gli studenti potranno chiedere chiarimenti e proporre la risoluzione di esercizi.
    Lo studente potrà avvalersi del materiale didattico (dispense, esercizi, ecc.) messo a disposizione sul sito web di Ateneo (sharepoint) e sul blog “chimica organica Vanvitelli” (http://chimorg-sun.blogspot.com/)
    Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via e-mail.

    Programma del corso

    Il carbonio: ibridazione degli orbitali, lunghezza di legame, forza di legame, angoli di legame; legami singoli, doppi e tripli; momenti dipolari delle molecole; struttura di carbocationi, carbanioni e radicali; acidi organici e basi organiche, influenza della struttura sul pKa; effetto del pH sulla struttura dei composti organici; acidi e basi di Lewis.
    Introduzione ai composti organici-nomenclatura, proprietà fisiche e rappresentazione strutturale: nomenclatura di alcani, cicloalcani, alogenuri alchilici, eteri, alcoli, ammine; nomenclatura dei sostituenti alchilici; struttura di alogenuri alchilici, eteri, alcoli, ammine; conformazione degli alcani, proiezioni di Newman e strutture a cavalletto; cicloalcani e tensioni di anello; conformazione del cicloesano; conformazione di cicloesani monosostituiti; conformazioni di cicloesani disostituiti.
    Stereochimica- la disposizione degli atomi nello spazio: Isomeri cis-trans; sistema di nomenclatura E/Z, regole di Chan, Ingold e Prelog; chiralità: centri asimmetrici e stereocentri ; rappresentazione di enantiomeri; sistema di nomenclatura R/S; formule prospettiche e proiezioni di Fisher; attività ottica; isomeri contenenti più di un centro asimmetrico; stereoisomeria di composti ciclici; composti meso.
    Alcheni - struttura, nomenclatura ed introduzione alla reattività - Termodinamica e cinetica: Nomenclatura, struttura e reattività degli alcheni; cinetica e termodinamica.
    Reazioni degli alcheni: Addizione di acidi alogenidrici, struttura dello stato di transizione, regioselettività delle reazioni di addizione elettrofila; addizione di acqua e di alcoli; addizione di alogeni, aloidrine; idroborazione-ossidazione; ossimercuriazione; idrogenazione, stabilita degli alcheni; epossidazione; ossidrilazione; ozonolisi; stereochimica delle reazioni: reazioni regioselettive, stereoselettive e stereospecifiche; stereochimica delle reazioni degli alcheni.
    Reazioni degli alchini - Introduzione alla sintesi multistadio: Nomenclatura, struttura e proprietà degli alchini; reattività, addizione di acidi alogenidrici e di alogeni; addizione di acqua, idroborazione; idrogenazione; acidità degli alchini terminali, ioni acetiluro; introduzione alla sintesi multistadio.
    Delocalizzazione elettronica, risonanza e aromaticità: elettroni delocalizzati, struttura del benzene; contributo delle strutture limite di risonanza all’ibrido di risonanza; energia di risonanza; carbocationi allilici e benzilici; radicali allilici e benzilici; effetto della delocalizzazione elettronica sul pKa; stabilita secondo la teoria degli orbitali molecolari: orbitali HOMO e LUMO; stabilita dei dieni: dieni coniugati; reazioni dei dieni coniugati, controllo cineticio e termodinamico; reazioni di Diels-Alder
    Reazione di sostituzione e di eliminazione; Meccanismo di una reazione SN2 e fattori che influenzano le reazioni SN2, reversibilità di una reazione SN2; Meccanismo di una reazione SN1 e fattori che influenzano le reazioni SN1; stereochimica delle reazioni SN2 e SN1; alogenuri benzilici, allilici, arilici e vinilici; competizione fra reazioni SN2 e SN1; reazione di eliminazione E2, regioselettività; reazione E1; competizione fra reazioni E2 ed E1; stereochimica delle reazioni E2 ed E1. eliminazione da composti ciclici; competizione tra sostituzione ed eliminazione; competizione tra reazioni intermolecolari e intramolecolari.
    Reazioni di alcoli, eteri, epossidi, ammine e di composti contenenti zolfo: reazione di sostituzione degli alcoli; trasformazione degli alcoli in alogenuri alchilici; reazione di eliminazione degli alcoli: disidratazione; reazioni di sostituzione degli eteri; reazioni degli epossidi; tioli e solfuri.
    Composti organometallici: composti organolitio e organomagnesio; transmetallazione; organocuprati; reazioni di accoppiamento catalizzate da Palladio; metatesi degli alcheni.
    Radicali: reazioni radicaliche degli alcani, clorurazione e bromurazione; addizione di radicali agli alcheni; stereochimica delle reazioni radicaliche di sostituzione e di addizione; sostituzione radicalica di idrogeni allilici e benzilici
    Composti carbonilici - sostituzione nucleofila acilica: Nomenclatura, struttura e proprietà degli acidi carbossilici e derivati degli acidi carbossilici; reazione di sostituzione nucleofila acililica; reazioni di alogenuri acilici, anidridi, esteri; idrolisi acido-catalizzata degli esteri; idrolisi basica degli esteri; reazioni degli acidi carbossilici; reazioni delle ammidi; idrolisi dei nitrili; sintesi dei derivati degli acidi carbossilici.
    Composti carbonilici -addizione nucleofila acilica: Nomenclatura e reattività di aldeidi e chetoni; reazioni con carbanioni; reazioni con idruri; sintesi di immine ed enammine; idratazione di aldeidi e chetoni; emiacetali e acetali; gruppi protettori; reazione di Wittig.
    Alchilazione di enolati: acidità degli idrogeni in α nei composti carbonilici. Alchilazione di α−carbanioni di nitrili e nitroderivati. Alchilazione di enolati: C-alchilazione verso O-alchilazione. Enolati di litio. Equivalenti di enolati: silil enoleteri, enammine, azaenolati. Regioselettività nell’alchilazione di chetoni non simmetrici: enolati cinetici e termodinamici. Enolati di composti β−dicarbonilici: sintesi malonica ed acetoacetica. Alchilazione di dianioni di composti β−dicarbonilici. Reazione di enolati con aldeidi e chetoni: condensazioni aldoliche incrociate con enolati di litio ed equivalenti di enolati. Condensazione aldolica con anioni di derivati β−dicarbonilici, condensazione di Knövenagel. Condensazione di enolati di derivati di acidi carbossilici; condensazione di Perkin, reazione di Reformatsky. Condensazione di Mannich. Addizione di α−carbanioni di nitroderivati alifatici a composti carbonilici: reazione di Henry. Sintesi di composti ciclici mediante condensazione aldolica intramolecolare. Acilazione di enolati: C-acilazione verso O-acilazione. Condensazioni di Claisen incrociate con esteri reattivi non enolizzabili. Acilazione di enammine. Acilazione di chetoni acido-catalizzata.
    Addizione nucleofila a composti carbonilici α,β−insaturi: addizione al doppio legame verso addizione al carbonile: controllo termodinamico nell’addizione coniugata. Addizione di enolati di composti β−dicarbonilici: reazione di Michael. Addizioni coniugate acido-catalizzate. Addizione coniugata con enammine e silil enol eteri. Nitroalcani e nitrili nell’addizione coniugata. Anellazione di Robinson: sintesi di composti ciclici. Benzene e composti aromatici nomenclatura, aromaticità, regola di Huckel, struttura e stabilità del benzene.
    Reazioni di sostituzioni elettrofila aromatica: nitrazione, solfonazione, alogenazione, alchilazione e acilazione; effetto dei sostituenti: reattività ed orientamento, effetto induttivo e mesomero. Clorometilazione – Formilazione
    Meccanismi di sostituzione nucleofila aromatica: Addizione-Eliminazione. Il ruolo del gruppo uscente. Eliminazione – Addizione (Benzino). Cine ed ipso-sostituzione. Applicazioni sintetiche delle sostituzioni nucleofile aromatiche. Sali di diazonio. Reazioni di accoppiamento e di sostituzione.
    reazioni di sostituzione elettrofila aromatica si composti eterociclici (nitrazione, solfonazione, bromurazione).
    Reazioni pericicliche: Reazioni pericicliche e conservazione della simmetria degli orbitali, reazioni elettrocicliche, reazioni elettrocicliche 4n elettroni π, reazioni elettrocicliche (4n+2) elettroni π, reazioni elettrocicliche termiche di specie cariche, reazione di Nazarov, elettrociclizzazione di trieni eteroatomici, reazioni cicloaddizione [2π+2π], reazioni cicloaddizione [4π+2π], cicloaddizioni 1,3-dipolari [4π+2π], trasposizioni sigmatropiche, shift 1,3 di idrogeno o di alchile, shift 1,5 di idrogeno o di alchile, riarrangiamenti [1,7] sigmatropici, riarrangiamenti [3,3] sigmatropici, trasposizione di Claisen, trasposizione di Cope.


    Ammine: inversione delle ammine; proprietà acido-base; reazioni delle ammine; sintesi delle ammine; eterocicli aromatici a cinque e a sei termini.
    Carboidrati: classificazione; notazione D e L; configurazione degli aldosi e di chetosi; reazioni redox di monosaccaridi; struttura ciclica dei monosaccaridi; stabilità del glucosio; mutarotazione; zuccheri riducenti; reazione di Kiliani-Fisher; acetilazione; metilazione; disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
    Amminoacidi: classificazione e nomenclatura di amminoacidi; configurazione degli amminoacidi; proprietà acido-basiche; punto isoelettrico; sintesi di amminoacidi; separazione di una miscela racemica di amminoacidi; legami peptidici e ponti disolfuro; sintesi dei peptidi: gruppi protettivi; sintesi dei peptidi in fase solida.
    Lipidi: acidi grassi, cere, grassi e oli, membrane, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi
    Nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici: nucleosidi e nucleotidi; acidi nucleici; DNA e RNA.


    Il laboratorio di chimica organica: Norme di sicurezza in laboratorio; cifre significative, precisione e accuratezza; filtrazione, estrazione, cristallizzazione; cromatografia: principi generali, meccanismi di separazione, cromatografia su strato sottile e su colonna.
    ESPERIENZE PRATICHE DI LABORATORIO
    1) Estrazione di principi attivi da farmaci analgesici e separazione di composti organici mediante cromatografia su strato sottile
    2) Separazione di sostanze organiche in miscela tramite estrazione liquido-liquido. Estrazione acido-base
    3) Sintesi del paracetamolo
    4) Sintesi del dibenzalacetone mediante condensazione aldolica incrociata

    Cenni sulle tecniche spettroscopiche per l’identificazione di composti organici: Spettroscopia Infrarossa (IR); Spettroscopia Ultravioletta e Visibile (UV-VIS); Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR); Spettrometria di Massa (MS).

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    The first part of the course is devoted to
    1) valence bond and molecular orbital theories; hybridization of orbitals; molecular geometry; intermolecular forces.
    2) the concept of functional groups: organic compounds classification; calculation of oxidation number of the carbon.
    3) stereochemistry; definition of chirality in organic chemistry and stereocenters; enantiomers and diastereomers; R/S and E/Z configuration; racemic resolution.
    4) reaction mechanisms; heterolysis and hemolysis; electrophiles and nucleophiles; addiction, elimination and substitution mechanisms; regioselectivity and stereospecificity.
    5) structure, physicochemical properties, nomenclature and reactivity of alkanes, cycloalkanes, alkenes, alkynes, alcohols, phenols, ethers, epoxides, thiols and sulphides, amines

    The second part of the course allows students to acquire knowledge on
    1) Study of structure, properties, nomenclature and reactivity of aldehydes and ketones, carboxylic acids and derivatives, nitriles
    2) carbon-carbon bond-forming reactions, synthesis of enols and enolates, imines and enamines, alpha-alkylation and alpha-halogenation of enols and enolates, aldol additions and condensations and variants thereof, Claisen condensations and related reactions, Michael and Mannich addition reactions, examples of transposition reactions
    3) carbocyclic and heterocyclic aromatics with particular reference on aromaticicty concept, and on the study of structure, nomenclature, natural sources, properties, synthesis and reactivity
    4) retrosynthetic analysis and synthesis of organic multifunctional compounds

    The third part of the course concern with
    1) properties and reactivity of biomolecules: amino acids. And peptides, carbohydrates, lipids, nucleic acids
    2) pericyclic reactions

    Moreover, the course includes practical lab activities and principles of spectroscopic techniques

    Textbook and course materials

    J. McMurry CHIMICA ORGANICA IX edizione – PICCIN, Napoli, 2017
    P.Y. Bruice CHIMICA ORGANICA III edizione – EdiSES, Napoli, 2017

    M.V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella GUIDA RAGIONATA ALLO SVOLGIMENTO DI ESERCIZI DI CHIMICA ORGANICA. Con aggiornamento online, LOGHIA, Napoli, 2017

    Course objectives

    At the end of the course the student is expected to strengthen knowledge of basic organic chemistry and acquire learning and knowledge of advanced organic chemistry as a platform for the study of subsequent courses and the study of drugs.
    In particular, the aim of the course is to furnish general contents on the matter, that are fundamentals for the study of organic compounds, prerequisite for further biochemical and pharmaceutical studies.
    At the end of the course, the student will acquire theoretical knowledges on the structure and reactivity of organic compounds and basic principles for the handling of chemical organic agents and chemical preparations, in the respect of current regulations on the security, through simple chemical reactions and application of analytical techniques for their identification.
    In particular, the student will be able to:
    1) knowledge the main classes of organic products
    2) apply the basic rules of IUPAC nomenclature
    3) deduce the physicochemical and stereochemical properties of organic compounds and to predict their reactivity on the basis of the studied reaction mechanisms
    4) critically reflect, in order to apply the studied mechanisms to simple synthetic schemes for the production of the required molecules, discussing on the choices
    5) acquire the awareness of the importance of safety and security in security in the laboratory laboratory, as well as the theoretical knowledge and practical skills in the basic laboratory procedures regarding the synthesis, isolation and identification of organic compounds.

    Prerequisites

    Knowledges acquired in the course on General and inorganic chemistry (propaedeutic exam). The student must have basic knowledges on: atom structure; atomic orbitals; electronic structure and bonding; molecular orbital theory; acids and basis; chemical equilibrium; redox balancing.

    Teaching methods

    The course consists in 112 hours of frontal lessons carried out by the teacher in which will be described the theory, applied to different examples and to the resolution of exercises, 8 hours of laboratory (4 sessions of 2 hours in the lab of Chemistry), and 255 hours of individual work. Attendance is compulsory. During its individual work, the student must acquire basic knowledge and concepts of the organic chemistry and resolve exercises.
    The students are subjected to the compulsory attendance requirements for lab activities. These activities consist in practical experiments in which students, working in groups of three, have to carry out simple syntheses of organic compounds, their isolation of and purification and the analysis for their identification. During the practical lessons, students have to scrupulously comply with internal safety rules, explained in order to operate in a chemical laboratory. Reports on lab lessons have to be delivered. During laboratory experiments, students can register their attendance with their signature. The student cannot miss more than 25% of the classes.
    The course provides for exercises in the classroom under the supervision of the teacher or a tutor. Students have opportunities to ask explanations or to correct their homework exercises during the office hours indicated by the teacher in the timetable.

    Evaluation methods

    The exam consists in the successful completion, with the minimum value of 16/30, of the written test, last 90 minutes, where the student, through open questions have to apply the knowledges acquired on the nomenclature, the reactivity, the stereochemistry of organic compounds, to organic synthesis exercises. The written test is propaedeutic to the final exam.
    During the course, in itinere tests will be carried out. Each test last 45 minutes is organized, similarly to the written exam, open questions. The student that pass these tests is directly admitted to the oral exam.
    The oral exam aims to the evaluation of the thinking capacities and linking among the different subject of the course. It is constituted by questions on the synthesis of organic compounds, in which the attitude to organize the exposition on the mechanistic and stereochemical aspects will be assessed. Moreover will be discussed a theoretical topic and a class of biomolecules, as well as the practical and theoretical aspect of a laboratory experience.
    The final evaluation will be expressed in thirtieths and will take into account of the results of the oral exam (75%), of the written test (20%), and of the delivered reports (5%).

    Other information

    The attendance to the laboratory and the delivery of the reports on the exercitations are mandatory.
    To the student is given the possibility to take a written test during the course, organized like the written exams but limited to the performed program. Students can benefit of the presence of a teaching assistant.
    Additional instruction material is available on the web site of the University and on the blog “chimica organica Vanvitelli” (http://chimorg-sun.blogspot.com/).
    The teacher is available to receive students on the basis of the timetable and by e-mail.

    Course Syllabus

    Carbon: orbital ibridization, bond length, bond strength, bond angles; single, double and triple bonds; dipole moment of the molecules; structures of carbocations, carbanions and radicals; organic acids and bases, influence of structure on PKa; effect of pH on the structure of organic compounds; Lewis acids and bases.
    Introductions to organic compounds – nomenclature, physical properties and structural representation: nomenclature of alkanes, cycloalkanes, alkyl halides, ethers, alcohols, amines; structure of alkyl halides, ethers, alcohols, amines; alkane conformation, Newman and sawhorse representation; cycloalkanes and ring strain; cyclohexane conformation; monosubstituted cyclohexane conformation; disubstituted cyclohexane conformation.
    Stereochemistry - the arrangement of the atoms in the space: cis- trans isomers; E/Z nomenclature, Chan, Ingold and Prelog rules; chirality: asymmetric centers and stereocenters; enantiomer representation; R/S notation; perspective formulas and Fisher projections; optic activity; isomers with more than 1 asimmetric center; stereoisomery of cyclic compounds; meso-compounds.
    Alkenes- structure, nomenclature and introduction to the reactivity – Thermodynamics and kinetics: Nomenclature, structure and reactivity of alkenes; kinetics and thermodynamics.
    Reaction of alkenes: halogen acid addition, state transition structure, regioselectivity of electrophilic additions; water and alcohol addition; halogen addition, halohydrins from alkenes; oxymercuration; hydroboration oxidation; hydrogenation, alkene stability; epoxidation; hydroxylation; ozonolysis; stereochemistry of the reactions: regioselective, stereoselective and stereospecific reactions; stereochemistry of the alkene reactions.
    Reactions of alkynes – introduction to the multiple state synthesis: nomenclature, structure and properties of alkynes; reactivity; halide acids addition, water addition; hydroboration; hydrogenation; terminal alkynes acidity, acetylide anions; introduction to the multiple state synthesis.
    Electron delocalization, resonance and aromaticity: delocalized electrons; benzene structure; contribution of resonance stuctures to the resonance hybrid; resonance energy; allylic and benzylic carbocations and radicals; effects of delocalization on pKa; stability based on the molecular orbiltals theory: HOMO and LUMO orbitals; conjugate dienes stability. Reactions of conjugate dienes, kinetic and thermodynamic control; Diels-Alder reactions
    Substitution and elimination reactions: SN2 mechanism and factors influencing SN2 reactions; SN1 mechanism and factors influencing SN1 reactions; stereochemistry of SN2 and SN1 reactions; benzyl, allyl, aryl, and vinylic halides; competition between SN2 and SN1; E2 elimination reaction, regioselectivity; E1 reaction; E2 and E1 competition; stereochemistry of E2 and E1 reactions, elimination from cyclic compounds; competition between substitution and elimination; inter- and intramolecular reactions.
    Reactions of alcohols, eters, epoxides, amines and sulfur-containing compounds: substitution reaction of alcohols; conversion of alcohols into alkyl halides; elimination reaction of alcohols; dehydration; substitution reaction of eters; reactions of epoxides; thiols and sulfides; organometal compounds.
    Organometllic compounds: organolithium and organomagnesium compounds; transmetallation; Palladium‐catalyzed coupling reactions; alkene metathesis.
    Radicals: free radical reactions of alkanes, clorination and bromination; stereochemistry of free radical addition and substitution; allylic and benzylic free-radical substitution.
    Carbonyl compounds . acyl nucleophilic substitution: nomenclature, structure and properties of carboxyl acids and derivatives; acyl nucleophilic substitution; reactions of acyl halides, anhydrides, esters; acidic hydrolysis of esters; saponification; reactions of carboxyl acids; reactions of amides; hydrolysis of nitriles; syntheses of carboxyl acids derivatives.
    Carbonyl compounds – acyl nucleophilic addition: nomenclature and reactivity of aldehydes and ketones; reactions with carbanions; reactions with hydrides; imine and enamine synthesis; hydration of aldehydes and ketones; hemiacetals and acetals; protective groups; Wittig reaction.
    Alkylation of enolates: acidity of hydrogens in α in carbonyl compounds. Alkylation of α-carbanions of nitriles and nitroderivatives. Alkylation of enolates: C-alkylation towards O-alkylation. Enolate of lithium. Equivalents of enolates: silyl enolethers, enamines, azaenolate. Regioselectivity in the alkylation of non-symmetric ketones: kinetic and thermodynamic enolates. Enolates of β − dicarbonyl compounds: malonic and acetoacetic synthesis. Alkylation of dianions of β-dicarbonyl compounds. Enolates reaction with aldehydes and ketones: aldol condensations crossed with lithium enolates and enolate equivalents. Aldol condensation with anions of β-dicarbonyl derivatives, Knövenagel condensation. Condensation of enolates of carboxylic acid derivatives; Perkin condensation, Reformatsky reaction. Mannich condensation. Addition of α-carbanions of aliphatic nitroderivatives to carbonyl compounds: Henry reaction. Synthesis of cyclic compounds by intramolecular aldol condensation.
    Acylation of enolates: C-acylation towards O-acylation. Claisen condensations crossed with non-enolizable reactive esters. Acylation of enamines. Acylation of acid-catalyzed ketones. Nucleophilic addition to α, β-unsaturated carbonyl compounds: addition to the double bond towards carbonyl addition: thermodynamic control in conjugated addition.
    Addition of enolates of β-dicarbonyl compounds: Michael reaction. Acid-catalyzed conjugated additions. Addition conjugated with enamines and silyl enol ethers. Nitroalkanes and nitriles in conjugate addition. Robinson ringing: synthesis of cyclic compounds.
    Benzene and aromatic compounds nomenclature, aromaticity, Huckel's rule, structure and stability of benzene. Electrophilic aromatic substitution reactions: nitration, sulfonation, halogenation, alkylation and acylation; effect of the substituents: reactivity and orientation, inductive and mesomeric effect. Chloromethylation - Formylation.
    Aromatic nucleophilic substitution mechanisms: Addition-Elimination. The role of the outgoing group. Elimination - Addition (Benzine). Cine and ipso-substitution. Synthetic applications of aromatic nucleophilic substitutions. Diazonium salts. Coupling and replacement reactions.
    Pericyclic reactions: Pericyclic reactions and preservation of orbital symmetry, electrocyclic reactions, electrocyclic reactions 4n π electrons, electrocyclic reactions (4n + 2) π electrons, thermal electrocyclic reactions of charged species, Nazarov reaction, electrocyclization of heteroatomic trienes, cycloaddition reactions [ 2π + 2π], cycloaddition reactions [4π + 2π], 1,3-dipolar cycloadditions [4π + 2π], sigmatropic transpositions, 1,3 hydrogen or alkyl shift, 1.5 hydrogen or alkyl shift, rearrangements [ 1,7] sigmatropics, [3,3] sigmatropic rearrangements, Claisen transposition, Cope transposition.

    Amines: amine inversion ; acid-bases properties of amines; amine reactions; amine synthesis; 5- and 6-membered aromatic heterocycles.
    Carbohydrates: classification; D/L notation; the configurations of aldoses and ketoses; redox reactions of monosaccharides; cyclic structure of monosaccharides; glucose stability; mutarotation; reducing sugars; Kiliani-Fisher reaction; acetylation; methylation; disaccharides, oligosaccharides and polysaccharides.
    Amino acids: classification and nomenclature; amino acid configuration; acid-basis properties; isoelectric point; amino acid synthesis; racemic separation of amino acids; peptide bond; disulfide bond; peptide synthesis; protective groups; solid state synthesis of peptides.
    Lipids: fatty acids, waxes, fat and oils; membranes, triglicerides, phospholipids; steroids.
    Nucleosides, nucleotides and nucleic acid nucleosides and nucleotides, nucleic acids, DNA and RNA.

    Laboratory of organic chemistry: safety rules in the lab; significant digits, precision and accuracy; filtration, extraction, crystallization; chromatography: gerìneral principles, separation mechanisms; thin layer chromatography and column chromatography
    LABORATORY PRACTICAL EXPERIENCES
    1) extraction of active principles from analgesic drugs
    2) separation of organic compounds by thin layer chromatography
    3) separation of organic compounds by liquid-liquid extraction. Acid-base extraction.
    4) Reducing and nonreducing sugars: Fehling-Benedict test and sucrose hydrolysis.

    Spectroscopic techniques: Infrared Spectroscopy (IR); Ultraviolet and Visible Spectroscopy (UV-VIS); Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR); Mass spectrometry (MS).

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