1

APPUNTI DI CHIMICA ORGANICA(A.A. 2016-17)

Prof. Augusto Gambacorta

CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN BIOLOGIA

2

0. Scopo del corso: fornire le basi molecolari dei fenomeni biologiciDifficolt: indispensabile continuit di studio a partire dalla 1 lezione

Libro: Seyan Ee, La Chimica Organica essenziale- 3 Ed. Italiana, Idelson- Gnocchi

Copie slides: scaricabili on line con password dal sito del CISDiC:http://host.uniroma3.it/centri/cisdic/chimica_organica.htm

Esercitazioni Il materiale didattico scaricabile on line senza password. Orario: vedi slide successiva. Venire gi preparati.

Esoneri: 3 esoneri preavvisati. Il voto finale la media tra i tre esoneri. Con media finale 16/30 si esonerati dalla prova scritta desame. Con media finale 23/30 e a giudizio del docente, lesame orale verter solo sulla parte di Laboratorio

Laboratorio: (1CFU su 9 totali); luned e venerd mattina con inizio a novembreIl Laboratorio va organizzato per tempo: Prenotarsi entro 20 ottobre presso Prof. T. Gasperi

Ricevimento studenti: mercoled, ore 11-13

http://host.uniroma3.it/centri/cisdic/chimica_organica.htm

Aula1 ora LUNEDI GIOVEDI' VENERDI'

14-16CHIMICA ORGANICA

CHIMICA ORGANICA CHIMICA ORGANICA16-18

ora LUNEDI (AULA 2) GIOVEDI (AULA 1)09-11 STUDIO ASSISTITO

11-13 STUDIO ASSISTITO

0.1. ORARIO LEZIONI, ESERCITAZIONI E LABORATORIO

4

0.2. BREVE STORIA DELLA CHIMICA ORGANICA

Scienza "giovane": prima del 1750 solo processi empirici (sapone, alcool, coloranti)

-Termine "organica" coniato da Berzelius (1807): chimica inerente materiali provenienti da esseri viventi (organizzati)

- Tra 1750 - 1800 : Lavoisier isola alcuni composti organici puri e ne determina le formule molecolari.

Sorpresa:

pochi elementi ( C, H, O, N )

formule molecolari incompatibili con le regole di valenza della chimica inorganica

composti con la stessa formula molecolare hanno propriet differenti

ES: p.e. = 78 C ( alcool etilico )

C2H6Op.e. = - 24 C ( etere dimetilico)

5

Ipotesi :

salti di valenza, teoria "vis Vitalis" : Ci che proviene da materiale vivente proviene da Dio e non razionalizzabile

-1828 : Wolher abbatte la teoria della "vis Vitalis " sintetizzando lurea

INIZIANO STUDI SISTEMATICI

-1860 : Teoria strutturale (Kekul):non ci sono salti di valenza: composti diversi con identica formula molecolaredifferiscono per come sono legati gli atomi, cio per la STRUTTURA.

-Pertanto: data una certa struttura molecolare, la molecola deve possederedeterminate caratteristiche chimiche e fisicheEs:

struttura: CH3-CH2-OH p.e. = 78C2H6O

struttura: CH3-O-CH3 p.e = -24

deduzione: la presenza di un ossidrile in una molecola determina un aumento del p.e.rispetto ad altre molecole con identica formula molecolare, ma non contenentiossidrili.

6

-Viceversa: Date certe caratteristiche chimico-fisiche, ad esse deve corrispondere ad una determinata struttura molecolare

p.e.= 97C probabile struttura: CH3-CH2-CH2-OHC3H8O

p.e.= 20C probabile struttura: CH3-O-CH2-CH3

deduzione: la molecola a p.e. pi alto deve contenere un ossidrile

-1875: Stereochimica (Van't Hoff- Le Bel): Le molecole possono differire anche per il diverso arrangiamento dei gruppi nello spazio

7

-1917: Lewis individua la natura del legame chimico come coppia di elettroni.

cade ogni distinzione reale tra Chimica Organica e Inorganica

La distinzione rimane ai soli fini didattici:La chimica organica si interessa dei composti in cui sono presenti legami carbonio-carbonio

0.3. CARATTERISTICHE DEI COMPOSTI ORGANICI

Il numero dei composti organici noti dellordine di 107, ma, teoricamente, il numeropu essere infinito

- Gli elementi costitutivi dei composti organici sono pochi: C, H, O, N, (S, P, alogeni,metalli in tracce)

- Escludendo O2 e N2 (costituenti dellatmosfera) gli altri elementi rappresentano sololo 1% in peso della crosta terrestre

COME SI SPIEGA LENORME VARIET DEI COMPOSTI ORGANICI?

8

Tutto legato alla posizione centrale del C nella tavola periodica degli elementi.

Ne deriva:

1. elettronegativit (2.5) intermedia tra H (2.1) e F (4.0)

2. possibilit di assumere con facilit stati di ossidazione tra 4 e +4

3. stabilit elevata del legame covalente C-C (~ 85 kcal/mole)

4. replicabilit del legame covalente C-C senza perdita di stabilit: catene C-C di lunghezza (teoricamente) infinita

5. stabilit agli ossidanti del legame covalente C-C relativamente alta (il legame C-C si ossida sviluppando 89 kcal/mole;

il legame Si-Si si ossida molto pi facilmente in quanto sviluppa 163 kcal/mole)

6. possibilit del C di assumere tre diverse ibridazioni (sp3, sp2 e sp) e legare, di conseguenza, 4 gruppi, oppure 3 gruppi, oppure 2 gruppi

9

7. possibilit per le catene di atomi di carbonio di assumere arrangiamenti lineari, ramificati o ciclici

possibili arrangiamenti di 5 atomi di carbonio legati tra loro

CC

CC

C CC

CC

CC

CC

C C

CC

CC

C C

CC

CC

CC

C

C

C

8. funzionalizzazione del carbonio con eteroelementi (O, N, S, Alogeni, ecc.)

9. stereochimica

Diapositiva numero 1Diapositiva numero 2Diapositiva numero 30.2. BREVE STORIA DELLA CHIMICA ORGANICA Diapositiva numero 5Diapositiva numero 6Diapositiva numero 7Diapositiva numero 8Diapositiva numero 9