66288 - METODOLOGIE DI SINTESI E CARATTERIZZAZIONE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente è in grado di scegliere la metodologia più adatta per la formazione di legami carbonio-carbonio utilizzando composti organometallici (preparati preventivamente o generati in situ), complessi p di metalli di transizione, o generando in situ intermedi radicalici, con il massimo controllo di regioselettività, chemoselettività e stereoselettività. Lo studente è inoltre in grado di analizzare spettri NMR mono- e bidimensionali per l'elucidazione di strutture di molecole complesse.

Programma/Contenuti

Capitolo 1. Litio organici. Uso e reattività. Procedure di sicurezza e preparazione. Metodologie di sintesi. Titolazioni. Uso di gruppi attivanti e directing group. Additivi. Magnesio derivati funzionalizzati. Preparazione. Procedure di Knochel. TurboGrignard. Uso di LiCl.

Esercizi: sintesi e uso di litio organici in composti farmaceutici, eterocicli e sintesi totali.

Capitolo 2. Derivati dello zinco. Reazioni di zinco derivati e preparazione. Dialchil zinco derivati. Sintesi e proprietà. Allilzinco. Inserzione di zinco derivati e preaprazione di intermedi. Procedure di Knochel.

Uso di zinco derivati in sintesi di prodotti naturali. Reazioni di allilzinco e controllo stereochimico. Inserzione su eterocicli. Esempi di sintesi i farmaci, intermedi e composti naturali.

Capitolo 3. Preparazione e proprietà di organotitanio. Strutture e uso di reagenti. Ate complexes. Omoenolati di titanio. Reazioni diatsreoselettive. Regole di Cram, Cram chelato, Felkin. Uso di complessi di titanio nella sintesi diastereoselettiva. Reagenti di olefinazione e coupling tipo MacMurry. Reazioni redox catalitiche. Esempi con titanio. Reazione di coupling pinacolinico stereoselettivo. Enolati di titanio. Regole di stereoselezione. Ausiliari tipo Evans. Aldolo Evans e Non Evans. Applicazioni. Organozirconio. Reazione di idrozirconazione. Uso in setesi. Varie reazioni di organozirconio. Reazioni di polimerizzazione.

Esempi di applicazioni di reagenti di titanio e zirconio in sintesi di sostanze naturali. Controllo di diastereo ed enantioselettività.

Capitolo 4 Organorame e cuprati. Sintesi e preparazione. Sali di rame. Reazioni di cuprati. Cuprati misti. Ciano cuprati a basso e alto ordine. Reazioni coniugate. Reazioni di trasmetallazione.Reagenti di stagno e silici. Uso di Grgnard. Impiego di quantità catalitiche di Sali di rame. Zinco cuprati. Esempi di altri organomettallici. Catalisi con rame. Click chemistry.

Impiego di cuprati nella sintesi, particolarmente in sintesi di composti eterociclici.

Capitolo 5. Addizione catalitica di organozinco. Leganti.Sistema catalitico. Uso di amminoalcoli. Presena di titanio isopropossido. Organotitanio. Addizioni di doppi legami. Addizione di derivati arilici. Alkinilzinco derivati. Addizioni a chetone ed immine. Reazioni di Michael con composti organometallici. Composti di rame idruro. Riduzioni selettive di immine, carbonili, e reazioni tipo Michael.

Capitolo 6.La reazione di Mukaiyama e reazioni acido catalizzate. Meccanismo e struttura degli stati di transizione. Reazioni diastereoselettive. Controllo della selettività anti. Reazione diastereoselettive. Stati di transizione. Chelato e non chelato. Esempi in applicazioni a sintesi complesse.

Capitolo eterocicli.

Sintesi e proprietà di sistemi eterociclici. Reazioni priincipali e comportamento dei sistemi eterociclici del pirrolo, furano, tiofene. Indolo, e piridina. Applicazioni di reazioni eterocicliche alla sintesi di farmaci contenenti sistemi eterociclici. Approcci retrosintetici e applicazioni.

Modulo di caratterizzazione.

Programma

Il modulo di Metodi di Caratterizzazione è un modulo di laboratorio in cui vengono applicate le tecniche NMR bidimensionali usate più comunemente: COSY, HSQC, HMBC, NOESY. Dopo alcune lezioni introduttive in aula, le esercitazioni si svolgono nel laboratorio informatico. Ogni studente elabora singolarmente alcuni spettri NMR per determinare la struttura e la conformazione di alcune molecole di media complessità.

Testi/Bibliografia

Parte Metodologie di sintesi: Lucidi forniti a lezione . Articoli e note fornite a lezione

Parte di Caratterizzazione

Aula di lezione per le lezioni introduttive e laboratorio informatico per le esercitazioni.

Metodi didattici

 Parte di Metodologie di sintesi: Lezioni frontali con note alla lavagna per tutto il corso

Parte di Caratterizzazione: Lezioni frontali e esercitazioni in laboratorio

Modalità di verifica dell'apprendimento

Parte di Metodologie di sintesi: Esame scritto: E' possibile utilizzare gli appunti presi a lezione.

Le domande di esame vertono sulla sintesi di sostanze farmacologicamente o biologicamente attive contenenti sistemi eterociclici e sul meccanismo di reazioni eterocicliche. Inoltre verrà richiesta l' applicazioni di metodologie di sintesi viste a lezione nella preparazione di intermedi avanzati per la sintesi di sostanze biologicamente attive.

Parte di Caratterizzazione: La verifica della preparazione viene effettuata mediante esame orale, che tende ad accertare la conoscenza degli argomenti trattati nelle lezioni frontali.

Strumenti a supporto della didattica

Prove di esame svolte in classe in gruppo con discussione con il docente. Discussione di problemi alla lavagna. Discussione sollecitata dal docente

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Pier Giorgio Cozzi

Consulta il sito web di Claudia Tomasini