Derivati degli Acidi Carbossilici: Struttura e nomenclatura degli esteri, alogenuri acilici, ammidi, anidridi, nitrili, immidi, e loro nomenclatura. Sostituzione nucleofila acilica, meccanismo e reattività dei vari derivati. Reazioni di idrolisi della classi di derivati degli acidi carbossilici, meccanismi. Idrolisi degli esteri, reversibilità microscopica, esterificazione di Fischer, saponificazione. Idrolisi delle ammidi in ambiente acido e basico, meccanismi. Idrolisi dei nitrili. Reazioni dei derivati degli acidi (alogenuri acilici, anidridi ed esteri) con gli alcooli e con ammoniaca e ammine, preparazione di esteri e transesterificazione, preparazione di ammidi. Sintesi di cloruri acidi e anidridi. Riduzione di esteri e ammidi con idruri metallici, meccanismi e prodotti. Reazione dei derivati di acidi carbossilici (esteri e cloruri acidi) con composti organomagnesio e organo litio. Enoli, Enolati ed Enammine: Tautomeria cheto-enolica in ambiente acido e basico, meccanismo. Reazioni di alfa-sostituzione degli enoli, reazione di Hell Volhard-Zelinskii. Acidità in alfa al gruppo carbonilico, valori di pKa di aldeidi, chetoni, esteri e ammidi rispetto alla deprotonazione in alfa. Formazione di enolati, e loro reattività generale con composti elettrofili. Reazioni con gruppi carbonilici e fomazione di legami C-C. Condensazione aldolica acido- e base-catalizzata. Condensazione aldolica incrociata. Condensazioni di Claisen e di Dieckmann. Reazione di Mannich. Alchilazione degli enolati, Sintesi aceto acetica. Sintesi malonica. Addizione coniugata di nucleofili a composti carbonilici ,-insaturi. Reazione di Michael. Anellazione di Robinson. Addizione di reagenti organometallici a composti carbonilici insaturi, competizione tra addizione 1,2 e addizione 1,4. Enammini e loro generazione. Alchilazione e acilazione di enammine. Composti aromatici: Benzene, struttura e aromaticità. Modello di Kekulè, e modello dell’orbitale molecolare, energia di risonanza. Criteri di Hückel di aromaticità, circonferenze di Frost. Composti aromatici policiclici e annuleni. Composti antiaromatici, definizione e proprietà. Ioni aromatici. Composti aromatici principali e loro nomenclatura IUPAC e non. Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica, meccanismo generale. Alogenazione, nitrazione e solfonazione, meccanismo. Alchilazione di Friedel-Crafts. Acilazione di Friedel-Crafts, meccanismo. Effetti orientanti induttivi ed effetti di risonanza dei sostituenti sull'anello nelle sostituzioni elettrofile, teoria ed esempi. Composti aromatici eterociclici a cinque e sei termini, furano, pirrolo, tiofene e loro reazioni. Piridina proprietà basiche e reazioni. Sostituzioni nucleofile aromatiche, meccanismi di addizione-eliminazione e via benzino. Sostituzioni nucleofile aromatiche catalizzate da metalli di transizione. Fenoli: Proprietà dei fenoli. Acidità e pKa dei fenoli. Reattività dei fenoli sul gruppo ossidrilico e sull'anello. Ammine: Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche, chiralità dell’azoto e rovesciamento dell’ombrello. Basicità delle ammine, valori di pKa di ammine primarie, secondarie, e terziarie, confronto di basicità tra ammine alifatiche e aromatiche. Ammine aromatiche eterocicliche e loro basicità. Reazioni acido-base delle ammine. Reazioni delle ammine come nucleofili. Alchilazione di ammine. Quaternarizzazione di ammine, eliminazione di Hofmann, meccanismo. Condensazione con composti carbonilici, formazione di immine. Ammine aromatiche. Sali di arendiazonio e loro reazioni. Reazioni di Schiemann e reazioni di Sandmeyer. Reazioni di copulazione di sali di arendiazionio con fenoli. Sintesi di ammine. Riduzione delle azidi ed alchilazione riduttiva. Sintesi di Gabriel. Lipidi: Classificazione dei lipidi. Acidi grassi, proprietà fisiche. Eicosanoidi, prostaglandine. Triacilgliceroli e cere. Saponi e detergenti. Fosfolipidi. Sfingolipidi. Vitamine liposoubili. Terpeni. Steroidi. Carboidrati: Classificazione. Monosaccaridi. Aldosi e Chetosi. Stereochimica dei carboidrati. Zuccheri D- e L-. Formule proiettive di Fischer. Configurazione degli aldosi. Struttura ciclica dei monosaccaridi, proiezioni di Haworth, anomeri. Reazioni dei monosaccaridi. Formazione di esteri ed eteri. Formazione di glicosidi. Ossidazione degli aldosi. Omlogazione dei monosaccaridi, sintesi di Kiliani-Fischer. Accorciamento della catena, degradazione di Wohl. Riduzione dei monosaccaridi ad alditoli. Mutarotazione del glucosio. Disaccaridi, maltosio e cellobiosio, lattosio e saccarosio. Polisaccaridi, amido, cellulosa e glicogeno. Amminoacidi: Struttura degli amminoacidi proteo genici, chiralutà. Proprietà acido-base degli amminoacidi, titolazione degli amminoacidi e punto isoelettrico. Sintesi di aminoacidi, sintesi di Strecker. Risoluzione di miscele racemiche di amminoacidi. Peptidi. Amminoacidi C- e N-terminale. Legame peptidico. Proteine. Determinazione della struttura primaria di peptidi e proteine. Scissione enzimatica selettiva della catena peptidica. Degradazione di Edman. Sintesi di peptidi in soluzione, strategia e gruppi protettori del carbossile e del gruppo amminico, sintesi in fase solida dei peptidi, resine di Merrifield e di Wang. Struttura tridimensionale dei peptidi. Struttura secondaria, definizioni e proprietà dell’alfa-elica e del foglietto ripiegato beta. Struttura terziaria di una catena polipeptidica. Struttura quaternaria. Risonanza Magnetica Nucleare (NMR): Teoria della spettroscopia NMR a trasformata di Fourier. Momento angolare e magnetico dei nuclei. Quantizzazione del momento angolare. Numero di spin e rapporto giromagnetico dei nuclei. Nuclei con spin 1/2 e nuclei quadrupolari. Comportamento di un dipolo nucleare in un campo statico, frequenza di Larmor. Magnetizzazione macroscopica, descrizione del fenomeno della risonanza indotta da radiofrequenza secondo il modello classico, schema di una sequenza a impulsi, free induction decay (FID). Trasformazione di uno spettro dal dominio dei tempi a quello delle frequenze. Trasformata di Fourier. Rilassamento nucleare longitudinale (T1), e rilassamento trasversale (T2). Componenti di uno spettrometro NMR, probe, analogic-o-digital converter. L’esperimento NMR: lock, correzione della disomogeneità di campo, shimming e matching. Sensibilità di un esperimento NMR. Spettroscopia NMR dell’idrogeno: Nucleo dell’idrogeno (1H), abbondanza naturale e numero di spin. Chemical shift e struttura molecolare: schermaggio diamagnetico, anisotropia diamagnetica, corrente di anello, effetti di campo elettrico, legame idrogeno, effetti del solvente. Equivalenza chimica di nuclei secondo le operazioni di simmetria. Classificazione di Mislow, protoni omotopici, enantiotopici e diastereotopici. Equivalenza chimica attraverso rapida interconversione. Scala del chemical shift. Accoppiamento scalare tra nuclei vicinali. Definizione del fenomeno e Costante di Accoppiamento J. Accoppiamenti diretti 1J, geminali 2J e vicinali 3J.Rapporto (delta-ni)/J tra due segnali che si accoppiano. Spettri del primo ordine, e regole di interpretazione. Struttura fine di un segnale, e sua molteplicità. Equivalenza magnetica, definizione e criteri per definirla. Sistemi di Spin, definizione e nomenclatura secondo Pople. Sistemi di spin semplici, sistemi di pseudo primo ordine. Sistemi di ordine superiore. Accoppiamento e struttura, dipendenza della costante di accoppiamento vicinale dall’angolo diedro tra due nuclei vicinali, equazione di Karplus. Accoppiamenti long-range: accoppiamenti a W, accoppiamenti allilici e propargilici. Accoppiamento forte e accoppiamento virtuale. Disaccoppiamento omonucleare. Spettroscopia NMR del carbonio: Nucleo del carbonio (13C), abbondanza naturale e numero di spin. Sensibilità della spettroscopia 13C rispetto all’1H. Accoppiamento diretto C-H, spettro di C con disaccoppiamento a banda larga (BBD). Chemical shift del C. Intensità dei segnali del C. Effetto nucleare Overhauser (NOE), definizione ed effetto sulle intensità dei segnali in uno spettro di C. Rilassamento del C, carboni quaternari. Chemical shift dei carboni coinvolti nelle principali classi di composti organici.

W.H. Brown, B.L. Iverson, E.V. Anslyn, C.S. Foote "Chimica Organica", V ed., Edises. R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, D. L. Bryce “Identificazione Spettrometrica di Composti Organici”, 3° edizione, Casa Editrice Ambrosiana.