Sintesi organica di composti biologicamente attivi (5CFU) CHIM/06
(prof. Carlo C. BONINI e-mail: [email protected])
PROGRAMMA DEL CORSO AA 2013-2014
-Principi di selettività nella sintesi organica: chemo regio, stereo ed enantio selettività. Concetti di
base e applicazioni alle diverse reazioni più comuni nella sintesi organica
-Chemoselettività; esempi di riduzioni e ossidazioni di gruppi funzionali, strategia di protezione di
gruppi funzionali
-Regioselettività: come dirigere una reazione (funzioni vicine, meccanismo di reazione). esempi di
reazioni regioselettive quali addizioni ad alcheni ed alchilazioni.
-Stereoselettività: reazioni stereoselettive relative ed assolute. Addizioni simultanee sin e anti
(esempi di addizione ad alcheni, a gruppi carbonilici) . Presenza di un centro chirale prossimo,
influenza e diastereoselettività mediata da gruppi funzionali.
-Enantioselettività: origine e scoperta della enantioselettività nella vita, principi generali su cui si
basa una reazione enantioselettiva
Principi di Sintesi asimmetrica: molecole chirali come molecole della vita, necessità nella salute
di composti enantiomericamente puri. Sintesi di laboratorio e industriali, metodi per preparare un
composto otticamente attivo, standard di enantioselettività nelle reazioni
1. risoluzione racemica, evoluzione dei metodi e principi base, utilizzo nella sintesi industriale
2. strategia del “chiral pool, utilizzo di sostanze naturali quali fonte di chiralità, sacrificio di
centri chirali o moltiplicazione
3. reagenti chirali, definizione e impiego nella sintesi asimmetrica; vantaggi e svantaggi nella
loro utilizzazione
4. uso della catalisi chirale
Reazioni asimmetriche utilizzate nella sintesi industriale di composti bioattttvi
- Cenni su reazioni asimmetriche di idrogenazione (catalisi)
-Cenni sull'epossidazione asimmetrica e sulla diidrossilazione asimmetrica di Sharpless nella
formazione di epossidi e 1,2 dioli, confronto sui concetti di enantio (diastero)selettività e
stereospecificità.
-Cenni di biocatalisi, utilizzo a livello industriale, vantaggi e svantaggi rispetto all sintesi
asimmetrica via chimica
Principi di sintesi organica e applicazioni a livello industriale. Confronto tra sintesi di laboratorio e
su scala industriale. Ruolo della chimica medicinale e della chimica organica nella industria
farmaceutica. Esempi classici di sintesi di composti bioattivi di interesse farmaceitico
-Riconoscimento di un composto organico: principi generali, tecniche di isolamento e metodi
chimici di analisi..
Lo spettro elettromagnetico. Determinazione della struttura di un composto organico mediante
tecniche spettroscopiche.
-Lo Spettro infrarosso (IR) , principi generali e utilizzo per la diagnosi di gruppi funzionali.
Interpretazione di un semplice spettro infrarosso
-La Risonanza magnetica nucleare (NMR) protonica e al carbonio-13, spostamento chimico ed informazioni strutturali dallo spettro NMR
La Spettrometri di massa (MS): principi di base, picco molecolare e frammentazioni.
Determinazione della struttura di una molecola organica mediante le tecniche spettroscopiche (IR,
NMR, MS) .
Organic synthesis of biologically active products
i (5CFU) CHIM/06
(prof. Carlo C. BONINI e-mail: [email protected])
Corse Program AA 2013-2014
Selectivity in organic synthesis: chemo, regio, stereo and enantioselectivity. Basic concepts and
application to typical organic reactions.
- Chemoselectivity: reduction and oxidation reactions and application to functional groups.
Protective groups and strategy
- -Regioselectivity: oriented organic reaction ( vicinal functions, reaction mechanism).
Alkene addition and alkylation.
- - Stereoselectivity: relative and absolute reactions. Syn and anti addition to alkene and
carbonyl l: Chiral centre auxiliary and functional group mediated diastereoselectivity.
- - Enantioselectivity: life enantioselection. Basic principles of an enantioselective reaction.
Principles of synthesis.
- Symmetry and stereogenic structures: prochirality and stereogenic centers, axial chirality and
atropoisomerism, planar chirality. Nomenclature.
Asymmetric synthesis: chiral molecules as life compounds. Health control of enantiopure active
principles. Lab and industrial preparations standard purity and methodologies for enantiopure
compounds.
- racemic resolution,
- chiral pool strategy as natural products starting material with chiral centres.
- chiral reagents: use in industrial preparations, advantages and limitation.
- chiral catalysis
Asymmetric reaction used in industrial synthesis
- Hydrogenation catalytic reaction.
- Asymmetric Sharpless epoxidation and dihydroxylation in the preparation of epoxides and
1,2 diols.. Advantages and disadvantages. - Biocatalysis: enzymes used in industrial preparation.
Organic reaction and application to industrial synthesis. Classical examples of synthesis of
biologically active compounds.
Isolation and identification of an organic compound:
- Isolation methodologies and chemical functionalization
- Electromagnetic spectrum Structure identification by spectroscopic analysis
- Infrared spectrum (IR) basic principles and utilization for the identification of functional
groups. Interpretation of simple organic compound
- Nuclear magnetic resonance (NMR): proton and 13-Carbon spectrometry, basic principles.
for the structure identification of simple organic compound
- Mass spectrometry (MS) : basic principle, main peaks of the spectrum and utilization for the
identification of organic compounds.
Course texts:
1. Organic Chemistry, Clayden, Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren & Peter Wothers,
Oxford press.
2. Advanced Organic Chemistry, part B. F.A. Carey & R.J. Sundberg -4th edition
3. Heterocyclic Chemistry, T.L. Gilchrist, John Wiley & Sons, Inc. New York.