CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA ( cod. 08695)

CHIMICA ORGANICA - Introduzione. Formule molecolari e formule di struttura. Diversi modi di rappresentare i legami. Tipi di reazione (addizione, eliminazione, sostituzione, ecc.); tipi di meccanismi di reazione (radicalica e polare); tipi di reagenti (elettrofili, nucleofili e radicali). Effetti dei sostituenti sulla reattività: effetto induttivo e mesomero. Il concetto di isomeria strutturale ed ottica. Le famiglie di composti del carbonio. - Idrocarburi saturi: alcani e cicloalcani. Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche e reazioni caratteristiche: alogenazione e combustione. Un esempio di reazione radicalica: il meccanismo dell'alogenazione del metano. Isomeria strutturale e conformazionale. Isomeria geometrica nei cicloalcani. - Idrocarburi insaturi: alcheni ed alchini. Struttura e nomenclatura. Composti insaturi ciclici. Isomeria geometrica (cis-trans). Proprietà fisiche e reazioni caratteristiche: reazioni di addizione. Il meccanismo dell’addizione elettrofila ad alcheni simmetrici: addizione di alogeni, acqua e acidi alogenidrici. Il meccanismo dell’addizione di reagenti asimmetrici ad alcheni asimmetrici: energia dei carbocationi e regola di Markovnikov (reazioni regioselettive). L’addizione elettrofila ai dieni coniugati. L’addizione radicalica. - I composti aromatici. Il concetto di aromaticità e di energia di risonanza: la regola di Huckel. Struttura del benzene e nomenclatura dei suoi derivati. La sostituzione elettrofila aromatica: alogenazione, nitrazione e solfonazione. Meccanismo della sostituzione elettrofila aromatica. Effetti dei sostituenti sulla reattività e sull’orientamento. Idrocarburi aromatici policiclici. Composti aromatici eterociclici di interesse biologico. - Le proprietà ottiche dei composti del carbonio: stereoisomeria, isomeria ottica e attività ottica. Concetto generale di simmetria delle molecole. La asimmetria molecolare: l'atomo di carbonio asimmetrico. La chiralità e gli enantiomeri. La luce polarizzata e l’attività ottica. La configurazione assoluta R e S e la convenzione D e L. Le proiezioni di Fisher. Composti con due o più centri chirali: i diastereoisomeri. - I gruppi funzionali. - Il gruppo ossidrile. Alcoli, fenoli, tioli ed eteri. Struttura, classificazione e nomenclatura degli alcoli. Nomenclatura dei fenoli e dei tioli. Proprietà fisiche. Proprietà acido-base di alcoli e fenoli. Reazioni degli alcoli: disidratazione intramolecolare ad alcheni; disidratazione intermolecolare ad eteri;sostituzione del gruppo –OH con un alogeno; ossidazione ad aldeidi, chetoni ed acidi carbossilici. Alcoli polivalenti. La reazione di sostituzione elettrofila aromatica sui fenoli. Ossidazione dei fenoli. I tioli: analoghi solforati degli alcoli. La nomenclatura degli eteri. - Il gruppo carbonile. Struttura elettronica, struttura di risonanza e regioni reattive del gruppo carbonile. Aldeidi e chetoni: nomenclatura. Proprietà fisiche e reazioni caratteristiche: reazioni di addizione nucleofila: meccanismo di a) addizione di acqua, b) addizione di alcoli con formazione di semiacetali/acetali. Il meccanismo di formazione delle immine (e composti correlati). Reazioni di ossidazione e riduzione. La reattività del carbonio in alfa e l'acidità degli idrogeni in alfa al gruppo carbonile. Equilibrio tra forme chetonica ed enolica (tautomeria). Definizione di carbanione ed un esempio di reazione del carbanione: la condensazione aldolica. - Il gruppo carbossile. Acidi carbossilici e loro derivati: esteri, anidridi, ammidi ed alogenuri acilici. Lattoni e lattami. Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche e acidità degli acidi carbossilici. I valori di pKa di alcuni acidi carbossilici. L’acidità degli acidi carbossilici e la risonanza. Confronto con l’acidità dell’acqua, degli alcoli e dei fenoli. Ef