Blocco 1. Acidi e basi. (5 ore) Acidi e basi secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted e Lewis. Fattori che influenzano la forza degli acidi e delle basi di Lowry-Brönsted: ibridazione, polarizzabilità, elettronegatività, effetto induttivo, risonanza, legame idrogeno, solvente. Blocco 2. Idrocarburi (7 ore) Alcani e cicloalcani. Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche, isomeri di struttura, conformazione (tensione torsionale, tensione angolare), ibridazione e angolo di legame (caso del ciclopropano). Proiezioni di Newman. Proiezioni di Haworth. Reazioni degli alcani: ossidazione e alogenazione radicalica [cenni]. Alcheni. Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche, stabilità, isomeria geometrica. Nomenclatura E-Z per gli stereoisomeri degli alcheni. Reazioni degli alcheni: addizione di acidi alogenidrici [ionica (carbocationi: struttura, stabilità) e radicalica (HBr)], acqua, alogeni, epossidazione (reazione con peracidi), idrogenazione catalizzata da metalli di transizione (Pd) e calori di idrogenazione. Alchini Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche. Reazioni degli alchini: addizione di idrogeno catalizzata dal palladio (cenni), addizione di acidi alogenidrici (il carbocatione vinilico: ibridazione, stabilità), addizione di alogeni, addizione di acqua catalizzata da acido solforico e sali di mercurio (cenni), acidità degli alchini terminali (reazioni di addizione e di sostituzione nucleofila). Blocco 3. Stereochimica (5 ore) Elementi di base Stereoisomeria. Chiralità. Centro chirale e centro stereogenico (o stereocentro). Enantiomeri e diastereoisomeri. Elementi di simmetria: centro di simmetria, asse di simmetria, piano di simmetria. Nomenclatura degli enantiomeri: il sistema R-S (Cahn, Ingold e Prelog). Attività ottica. Racemi. Potere rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico. Composti con più centri chirali. Diastereoisomeri e forme meso. Proiezioni di Fischer. Blocco 4. Alogenuri alchilici, alcoli, eteri e epossidi (7 ore) Alogenuri alchilici Struttura, proprietà fisiche. Nomenclatura IUPAC. Sostituzione nucleofila alifatica (SN), nucleofilia e basicità. SN1: meccanismo, stereochimica, coppie ioniche, fattori che influenzano la SN1 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente: solventi polari protici, solventi polari aprotici, solventi non polari aprotici). SN2: meccanismo, stereochimica, fattori che influenzano la SN2 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente). Competizione tra SN1 e SN2 (influenza della struttura del grupppo alchilico, del solvente, del nucleofilo). beta-Eliminazione. E1: meccanismo, regiochimica (orientamento secondo Saitseff). E2: meccanismo, regiochimica, stereochimica. Reazioni E2 nei sistemi cicloesanici. Competizione tra E1 e E2: effetto della struttura dell’alogenuro alchilico, del solvente, della base. Competizione tra SN e E: competizione tra SN1 e E1, competizione tra SN2 e E2 (effetto del gruppo alchilico, del nucleofilo/base, del solvente). Formazione di composto organometallici: formazione di alchilmagnesio (reazione dei reattivi di Grignard con acqua). Alcoli Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni degli alcoli: proprietà acido-base, reazione con acidi alogenidrici, con cloruro di tionile e con alogenuri del fosforo (cenni); reazione con cloruro di tosile (meccanismo di reazione e utilità sintetica), ossidazione a composti carbonilici e carbossilici (meccanismo generale dell’ossidazione con acido cromico; utilizzo del piridinio clorocromato); disidratazione degli alcoli. Eteri e epossidi Nomenclatura. Reazioni degli eteri: scissione acido-catalizzata con HX. Epossidi: nomenclatura, apertura degli epossidi (acido-catalizzata, nucleofila). Blocco 5. Composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (10 ore) Aldeidi e chetoni Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni di addizione: Reazione con idruri del boro e dell’alluminio, con alchini terminali, con i reattivi di Grignard, acido cianidrico, acqua, alcoli (acetali come gruppi protettori). Reazioni di addizione-eliminazione: reazione con ammine primarie e secondarie. Acidi carbossilici Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni degli acidi carbossilici: reazione acido-base, reazione con alcoli, con LiAlH4 (cenni), con SOCl2 (cenni), con PBr3 (cenni). Derivati degli acidi carbossilici Alogenuri acilici, anidridi, esteri, ammidi, nitrili. Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni dei derivati degli acidi: con acqua [cloruri degli acidi, anidridi, esteri (differenza tra esteri di alcoli 1°, 2° e 3°), ammidi, nitrili], con alcoli (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con ammoniaca o ammine (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con organomagnesio (esteri), con LiAlH4 (esteri, ammidi, nitrili). Blocco 6. Enoli, enolati. (4 ore) Enoli ed enolati Tautomeria cheto-enolica in ambiente acido e in ambiente basico [fattori che influenzano l’equilibrio cheto-enolico (legame idrogeno, coniugazione)]. Condensazione aldolica, condensazione aldolica seguita dalla disidratazione (in ambiente acido e in ambiente basico), condensazione aldolica incrociata. Blocco 7. I composti aromatici, fenoli e ammine (6 ore) Composti aromatici Aromaticità. Regola di Huckel. Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Ioni aromatici. Composti eterociclici aromatici. Nomenclatura. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: meccanismo, effetto dei sostituenti (reattività e orientamento), alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione di Friedel-Crafts, acilazione di Friedel-Crafts. Fenoli Nomenclatura. Reazioni dei fenoli: acidità, formazione di esteri e di eteri (cenni). Ammine Nomenclatura. Chiralità. Inversione piramidale. Chiralità dei sali di ammonio quaternari. Basicità delle ammine alifatiche e aromatiche. Blocco 8. Carboidrati e amminoacidi (4 ore) Carboidrati Struttura. Nomenclatura. Proiezioni di Fischer. Monosaccaridi D e L. Struttura ciclica dei monosaccaridi. Mutarotazione. Disaccaridi. Polisaccaridi. Amminoacidi e proteine Struttura degli amminoacidi. Chiralità. Proprietà acide e basiche.. Il legame peptidico. Blocco 9 Riepilogo ed esercitazioni (12 ore)

The acquisition of the CFU of the course is subject to passing the final exam that is planned according to Infostud information. Midterm exam are not provided. In order to facilitate the student in their study planning, the date of the exam may be designated during the whole session. The final exam consists in a written examination followed by an oral one; its purpose is to certify the acquired knowledge about organic chemistry. In order to be eligible for the oral examination students must pass the written examination. This latter has the duration of 60 minutes and consist in exercises which are prepared by the examination board. In order to get a positive results, students must correctly solve at least 2 of the 5 proposed exercise. The examination board reserves the right to consider eligible for the oral examination those students whose written test is considered adequate even if not completely responding to the previous request. The oral examination result is expressed in thirtieths and depends on: 1) evaluation of written exam; 2) evaluation of general and specific knowledge about all the subject of the class; 3) clarity in exposure; 4) ability to create links between the studied topics. Minimum to pass examination is (18/30). Students exhibiting a detailed knowledge will pass with first-class honours (30/30 cum laude). The exam may be performed in every programmed session.

PROGRAMMA DELL'INSEGNAMENTO Blocco 1. Acidi e basi. (5 ore) Acidi e basi secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted e Lewis. Fattori che influenzano la forza degli acidi e delle basi di Lowry-Brönsted: ibridazione, polarizzabilità, elettronegatività, effetto induttivo, risonanza, legame idrogeno, solvente. Blocco 2. Idrocarburi (7 ore) Alcani e cicloalcani. Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche, isomeri di struttura, conformazione (tensione torsionale, tensione angolare), ibridazione e angolo di legame (caso del ciclopropano). Proiezioni di Newman. Proiezioni di Haworth. Reazioni degli alcani: ossidazione e alogenazione radicalica [cenni]. Alcheni. Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche, stabilità, isomeria geometrica. Nomenclatura E-Z per gli stereoisomeri degli alcheni. Reazioni degli alcheni: addizione di acidi alogenidrici [ionica (carbocationi: struttura, stabilità) e radicalica (HBr)], acqua, alogeni, epossidazione (reazione con peracidi), idrogenazione catalizzata da metalli di transizione (Pd) e calori di idrogenazione. Alchini Nomenclatura, ibridazione, struttura, proprietà fisiche. Reazioni degli alchini: addizione di idrogeno catalizzata dal palladio (cenni), addizione di acidi alogenidrici (il carbocatione vinilico: ibridazione, stabilità), addizione di alogeni, addizione di acqua catalizzata da acido solforico e sali di mercurio (cenni), acidità degli alchini terminali (reazioni di addizione e di sostituzione nucleofila). Blocco 3. Stereochimica (5 ore) Elementi di base Stereoisomeria. Chiralità. Centro chirale e centro stereogenico (o stereocentro). Enantiomeri e diastereoisomeri. Elementi di simmetria: centro di simmetria, asse di simmetria, piano di simmetria. Nomenclatura degli enantiomeri: il sistema R-S (Cahn, Ingold e Prelog). Attività ottica. Racemi. Potere rotatorio specifico. Eccesso enantiomerico. Composti con più centri chirali. Diastereoisomeri e forme meso. Proiezioni di Fischer. Blocco 4. Alogenuri alchilici, alcoli, eteri e epossidi (7 ore) Alogenuri alchilici Struttura, proprietà fisiche. Nomenclatura IUPAC. Sostituzione nucleofila alifatica (SN), nucleofilia e basicità. SN1: meccanismo, stereochimica, coppie ioniche, fattori che influenzano la SN1 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente: solventi polari protici, solventi polari aprotici, solventi non polari aprotici). SN2: meccanismo, stereochimica, fattori che influenzano la SN2 (alogenuro alchilico, gruppo uscente, nucleofilo, solvente). Competizione tra SN1 e SN2 (influenza della struttura del grupppo alchilico, del solvente, del nucleofilo). beta-Eliminazione. E1: meccanismo, regiochimica (orientamento secondo Saitseff). E2: meccanismo, regiochimica, stereochimica. Reazioni E2 nei sistemi cicloesanici. Competizione tra E1 e E2: effetto della struttura dell’alogenuro alchilico, del solvente, della base. Competizione tra SN e E: competizione tra SN1 e E1, competizione tra SN2 e E2 (effetto del gruppo alchilico, del nucleofilo/base, del solvente). Formazione di composto organometallici: formazione di alchilmagnesio (reazione dei reattivi di Grignard con acqua). Alcoli Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni degli alcoli: proprietà acido-base, reazione con acidi alogenidrici, con cloruro di tionile e con alogenuri del fosforo (cenni); reazione con cloruro di tosile (meccanismo di reazione e utilità sintetica), ossidazione a composti carbonilici e carbossilici (meccanismo generale dell’ossidazione con acido cromico; utilizzo del piridinio clorocromato); disidratazione degli alcoli. Eteri e epossidi Nomenclatura. Reazioni degli eteri: scissione acido-catalizzata con HX. Epossidi: nomenclatura, apertura degli epossidi (acido-catalizzata, nucleofila). Blocco 5. Composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (10 ore) Aldeidi e chetoni Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni di addizione: Reazione con idruri del boro e dell’alluminio, con alchini terminali, con i reattivi di Grignard, acido cianidrico, acqua, alcoli (acetali come gruppi protettori). Reazioni di addizione-eliminazione: reazione con ammine primarie e secondarie. Acidi carbossilici Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni degli acidi carbossilici: reazione acido-base, reazione con alcoli, con LiAlH4 (cenni), con SOCl2 (cenni), con PBr3 (cenni). Derivati degli acidi carbossilici Alogenuri acilici, anidridi, esteri, ammidi, nitrili. Nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni dei derivati degli acidi: con acqua [cloruri degli acidi, anidridi, esteri (differenza tra esteri di alcoli 1°, 2° e 3°), ammidi, nitrili], con alcoli (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con ammoniaca o ammine (cloruri degli acidi, anidridi, esteri), con organomagnesio (esteri), con LiAlH4 (esteri, ammidi, nitrili). Blocco 6. Enoli, enolati. (4 ore) Enoli ed enolati Tautomeria cheto-enolica in ambiente acido e in ambiente basico [fattori che influenzano l’equilibrio cheto-enolico (legame idrogeno, coniugazione)]. Condensazione aldolica, condensazione aldolica seguita dalla disidratazione (in ambiente acido e in ambiente basico), condensazione aldolica incrociata. Blocco 7. I composti aromatici, fenoli e ammine (6 ore) Composti aromatici Aromaticità. Regola di Huckel. Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Ioni aromatici. Composti eterociclici aromatici. Nomenclatura. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: meccanismo, effetto dei sostituenti (reattività e orientamento), alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione di Friedel-Crafts, acilazione di Friedel-Crafts. Fenoli Nomenclatura. Reazioni dei fenoli: acidità, formazione di esteri e di eteri (cenni). Ammine Nomenclatura. Chiralità. Inversione piramidale. Chiralità dei sali di ammonio quaternari. Basicità delle ammine alifatiche e aromatiche. Blocco 8. Carboidrati e amminoacidi (4 ore) Carboidrati Struttura. Nomenclatura. Proiezioni di Fischer. Monosaccaridi D e L. Struttura ciclica dei monosaccaridi. Mutarotazione. Disaccaridi. Polisaccaridi. Amminoacidi e proteine Struttura degli amminoacidi. Chiralità. Proprietà acide e basiche.. Il legame peptidico. Blocco 9 Riepilogo ed esercitazioni (12 ore)

B. Botta, CHIMICA ORGANICA ESSENZIALE, Edi-Ermes, 2° Ed. in alternativa: W. H. Brown, T. Poon “INTRODUZIONE ALLA CHIMICA ORGANICA” Terza Edizione, EdiSES, Napoli 2005 H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart, C. M. Hadad “CHIMICA ORGANICA” Sesta Edizione, Zanichelli, Bologna 2008 P. Y. Bruice “ELEMENTI DI CHIMICA ORGANICA” Prima Edizione, EdiSES, Napoli 2007 J. McMurry “FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA” Terza Edizione, Zanichelli, Bologna 2005