Biomolecole: carboidrati

1) Classifica i seguenti monosaccaridi (vedi esempio a) e dire se appartengono alla serie D o alla serie L. Attribuire la configurazione assoluta a ciascun carbonio chirale .        

  

2) I monosaccaridi a 5 e 6 termini esistono in soluzione acquosa in maniera preponderante nelle loro forme emiacetaliche cicliche. Mostrare il processo di ciclizzazione per tutti gli zuccheri dell’esercizio 1 per cui questo è possibile. Indicare il carbonio anomerico e per ciascuno disegnare sia l’anomero alfa, sia l’anomero beta.

3) Scrivere:
a) D-mannosio (il mannosio è l’epimero in 2 del glucosio)
b) L-galattosio (il galattosio è l’epimero in 4 del glucosio)
c) D-allosio (l’allosio è l’epimero in 3 del glucosio)
d) L-idosio (l’idosio è un diastereoisomero del glucosio, che ne differisce per la configurazione al C-2, C-3 e C-4)
e) il D-fruttosio (il fruttosio è un chetoso che presenta, ai carboni chirali che restano tali, le stesse configurazioni assolute del glucosio)

4) Mostrare cosa accade se mettiamo il D-mannosio (epimero in 2 del glucosio) e il D-fruttosio in ambiente basico

5) Mostrare i prodotti di riduzione con sodio boro idruro e di ossidazione col reattivo di Tollens dei monosaccaridi dell’esercizio 3.

6) Mostrare il meccanismo e i prodotti della sintesi di Kiliani-Fisher effettuata su D-treosio e su D-eritrosio. è possibile sintetizzare il D-glucosio a partire da uno dei due? Come procedereste?

7) Mostrare il meccanismo di formazione di un legame (1-4′ glicosidico) tra due unità di glucosio (facendo riferimento al meccanismo per la formazione dei glicosidi). Quale sarà il prodotto principale e perchè?

8) Dire se il disaccaride formato in 7 è uno zucchero riducente.

9) Quale delle seguenti strutture è quella del beta-L-galattopiranosio?

10) Dopo aver solubilizzato in acqua l’alfa e il beta D-galattopiranosio, si osserva per le due soluzioni una rotazione specifica pari a +150,7° e +52,8°, rispettivamente. Quando si effettua di nuovo la misura dopo un certo tempo, si osserva per entrambe le soluzioni una rotazione specifica pari a +80,2°. Come possiamo spiegare questa osservazione?

Metabolismo, Vie e Network Metabolici: Risorse online

Sarà ormai chiaro quanto è complicato studiare un insieme così complesso di processi dinamici quali i network metabolici. Fondamentali sono le risorse bioinformatiche, ivi inclusi i database per l’analisi e la visualizzazione di pathway e network metabolici.
Qui troverete un elenco di alcune di queste risorse.


KEGG Pathway Database

Il database della Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes permette di visualizzare le vie metaboliche del metabolismo centrale e del metabolismo specializzato (e non solo). Il database si compone delle seguenti sezioni:
1. Metabolism
    Global/overview   Carbohydrate   Energy   Lipid   Nucleotide   Amino acid   Other amino   Glycan
    Cofactor/vitamin   Terpenoid/PK   Other secondary metabolite   Xenobiotics   Chemical structure
2. Genetic Information Processing
3. Environmental Information Processing
4. Cellular Processes
5. Organismal Systems
6. Human Diseases
7. Drug Development.


Seguendo il primo link (Metabolism) è possibile visualizzare vie metaboliche specifiche o interi network metabolici. Le mappe visualizzate sono interattive, quindi, cliccando in diversi punti, è possibile selezionare sezioni specifiche. Inoltre cliccando sui nodi (NB: ogni nodo rappresenta un metabolita) è possibile consultare tutte le informazioni sul metabolita in questione, incluse le altre vie metaboliche e le reazioni in cui è coinvolto, gli enzimi che contribuiscono alla biosintesi e quelli che lo utilizzano come substrato, ecc.

Sarà possibile anche visualizzare link ad altri database che contengono informazioni di tipo diverso (ad es. dati spettroscopici, dati chimico fisici, dati biologici, ecc.) sul metabolita scelto, come ad esempio il ChEBI database (che pure vedremo essere molto utile) o i database per la metabolomica come lo Human Metabolome Database (HMDB)…e tanti altri. Inoltre, cliccando sui codici identificativi degli enzimi, è anche possibile avere informazioni su di essi. Il database permette, inoltre, di evidenziare variazioni delle vie metaboliche tra diversi organismi viventi.
In realtà, sono davvero tantissime le cose che si possono fare e le informazioni che si possono ottenere dalla consultazione di questo database.
Vedremo insieme come utilizzarlo, quando ci occuperemo dell’analisi dei dati di metabolomica. Intanto, però, potete iniziare ad esplorarlo. Qui troverete anche un tutorial che può esservi di aiuto.


MetaCyc

MetaCyc è un altro database che riporta vie metaboliche determinate sperimentalmente da un vasto numero di organismi. Attualmente contiene 2847 pathway da 3161 organismi diversi. Le vie metaboliche sono sia del metabolismo primario che del metabolismo specializzato. Include inoltre informazioni su metaboliti, reazioni, enzimi e geni associati.

MetaCyc include le seguenti funzioni:
– Online encyclopedia of metabolism
– Predict metabolic pathways in sequenced genomes
– Support metabolic engineering via enzyme database
– Metabolite database aids metabolomics research.
Anche questo database è interattivo e ci sarà molto utile nell’analisi dei dati di metabolomica! Inoltre è collegato oad altri database di indubbia utilità per l’analisi metabolomica (BioCyc e simili).


Altri link utili:

…e ancora esercizi su reazioni

1) Completare il seguente schema sintetico

  Attenzione: nel passaggio da C ad E è previsto un passaggio intermedio che porta alla sintesi di un alogenuro alchilico

2) Mostrare il meccanismo delle reazioni che portano ai composti C, D e G dello schema precedenteA

3) Scrivere il meccanismo e il/i prodotto/i principale/i delle seguenti reazioni:

4) Sintetizzare i seguenti composti mediante condensazione aldolica o di Claisen

6) Completare il seguente schema sintetico

7) Mostrare i meccanismi delle reazioni riportate in 6

8) Proporre un meccanismo per le seguenti trasformazioni:

9) Elenca i derivati degli acidi carbossilici in ordine di reattività crescente in una reazione di sostituzione nucleofila acilica e spiegare i fattori che determinano tale ordine

10) Quale dei seguenti composti formerà più velocemente lo ione enolato? Perchè?

Weekend Organic Chemistry Challenge

Regolamento:

  • Vincerà la sfida chi risponderà per primo CORRETTAMENTE al seguente quesito.
  • La risposta dovrà essere postata nel seguente modo: bisognerà inserire nei commenti al post la descrizione sintetica del meccanismo proposto e contestualmente inviare una foto del meccanismo via chat di teams. Risposte per le quali mancherà una delle due cose non saranno ritenute valide.
  • Ognuno può rispondere solo una volta (anche in presenza di più di un commento pubblicato dalla stessa persona, soltanto il primo sarà preso in considerazione).
  • Il tempo massimo a disposizione sarà di 48h dalla pubblicazione del post.
  • Il vincitore (4 pt) sarà annunciato a lezione.

Proporre un meccanismo per la seguente reazione:

Suggerimenti:
1. Mostrare i primi passaggi della reazione utilizzando una rappresentazione a sedia della porzione della molecola costituita dal cicloesanone. Potete anche “sottintendere” la presenza dell’altro anello in questa fase, indicandolo nel modo seguente:

2. Ragionare sempre in riferimento alla reazione tra un nucleofilo ed un elettrofilo piuttosto che per schemi predefiniti. Analogamente, considerare eventuali reazioni acido-base che possono avvenire.

3) Considerare anche i vari fattori che possono stabilizzare o, al contrario, rendere meno stabili gli intermedi eventualmente formati nel corso della reazione!

NB:l’abbreviazione sulla prima freccia sta per t-butossido

SUGGERIMENTO II

Ecco a voi un piccolo suggerimento…ma i punti scendono a 3. Se entro 12 ore non avremo la soluzione, pubblicherò un ulteriore suggerimento (che porterà ad una ulteriore diminuzione dei punti che saranno assegnati in caso di vittoria).

Scriviamo la molecola nel modo seguente:

La base utilizzata nel primo passaggio andrà a strappare uno degli idrogeni più acidi…cosa si forma?
A quel punto, chi può subire un attacco nucleofilo?

45,136 Foto S O S, Immagini e Vettoriali

SUGGERIMENTO III

Ora i punti scendono a 2… Ultima chance:

A seguito dell’attacco nucleofilo di cui si parla nel suggerimento II, si forma un nuovo ciclo caratterizzato da una notevole tensione d’anello e quindi molto reattivo. Lo ione idrossido attaccherà il carbonio carbonilico, formando un intermedio tetraedrico. Successivamente, una coppia solitaria dell’ossigeno riforma il legame pi-greco e a questo punto si romperà un legame apparentemente inaspettato (bisogna valutare tutti quei fattori che rendono più o meno stabile un intermedio rispetto ad un altro per capire perchè la reazione procede in tal senso)…

ESERCITAZIONE

1) Assegnare il nome IUPAC ai seguenti composti          

  

2) Indicare le condizioni di reazione:

3) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni (indicare la stereochimica dei prodotti quando necessario)

4) Sintetizzare i seguenti composti mediante condensazione aldolica o di Claisen. Indicare per ciascuno le condizioni di reazione, i reagenti, la strategia di sintesi e mostrare il meccanismo.

5) Mostrare il meccanismo e i prodotti delle seguenti reazioni

6) Completare i seguenti schemi di sintesi

1


2

Attenzione: la struttura tra la D e la E è un 1-idrossi-3-esanone (e non un idrossi-2-pentanone come mostrato)


3


4


5

7) Dire quali dei composti delle seguenti coppie/gruppi reagisce più velocemente in una reazione E2, motivando la scelta

a) cis-1-bromo-4-isopropilcicloesano o trans-1-bromo-4-isopropilcicloesano
b) 1-cloropropano, 2-clorobutano, 2-cloro-2-metilbutano
c) 2-bromopentano o 4-bromo-1-pentene
d) (1R,2R)-1-bromo-2-metilcicloesano o (1R,2S)-1-bromo-2-metilcicloesano
e) (1S,2R)-1-bromo-2-metilcicloesano o (1S,2S)-1-bromo-2-metilcicloesano

8) Scrivere i prodotti della reazione di eliminazione per i composti dell’esercizio 7, lettere d ed e.

9) Mettere i seguenti composti in ordine di reattività crescente in una reazione SN1 e motivare la scelta.

a) (CH3)3CI, (CH3)3CCl, (CH3)3CF, (CH3)3CBr
b) 2-bromo-2-metilbutano, 3-bromo-3-metil-1-butene, 2-bromobutano
c) 4-bromocicloesene, 5-bromo-1,3-cicloesadiene, 3-bromocicloesene

10) Mettere i seguenti composti in ordine di reattività crescente in una reazione SN2 e motivare la scelta.

a) CH3I, CH3Cl, CH3F, CH3Br
b) 2-bromopropano, 1-bromoetano, 1-bromobutano, 2-bromo-2-metilpropano

11) Mettere i seguenti composti in ordine di reattività crescente in una reazione E1 e motivare la scelta.
a) 4-bromocicloesene, 5-bromo-1,3-cicloesadiene, 3-bromocicloesene

12) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni, motivando la risposta


13) Proporre una strategia per la sintesi dei seguenti eteri mediante sintesi di Williamson

14) Proporre una strategia per la sintesi delle seguenti ammine a partire dall’opportuno alogenuro alchilico (per quelle primarie) o da un composto carbonilico.

15) Individuare gli idrogeni più acidi in ciascuno dei seguenti composti e mettere i composti in ordine di acidità decrescente

CDLM FARMACIA – AMMISSIONE ALLA IV PROVA INTERCORSO DI CHIMICA ORGANICA

DI SEGUITO L’ELENCO DEGLI STUDENTI AMMESSI A SOSTENERE LA QUARTA PROVA INTERCORSO DI CHIMICA ORGANICA:

Le ammissioni alla quarta prova viene fatta considerando la media di tutte le prove sostenute (prima colonna). i colori della seconda colonna indicano l’esito della terza prova: gli studenti con casella rossa o gialla non hanno raggiunto la sufficienza alla terza prova ma sono ammessi comunque alla prova. Si raccomanda, tuttavia, un approfondimento di tutti gli argomenti trattati fino ad ora.

Gli studenti in arancione hanno molte lacune su argomenti fondamentali, pertanto si consiglia fortemente di sostenere la prova di recupero, su tutti gli argomenti del primo quadrimestre, programmata nel periodo febbraio/marzo. Questa prova è accessibile a tutti gli studenti che non hanno superato le prove intercorso ma che sono stati presenti alle lezioni (in presenza o a distanza) per almeno il 75% delle ore.

Gli studenti che non hanno potuto sostenere la terza prova per motivi legati al COVID (positività, quarantena, ecc) possono recuperare la terza prova giovedì 27 alle ore 15 nell’aula B2. Gli stessi sono ammessi alla quarta prova che si terrà nella stessa giornata alle ore 17,00.

SI RICORDA CHE PER L’ACCESSO ALLE STRUTTURE UNIVERSITARIE BISOGNA ESSERE IN POSSESSO DI GREEN PASS ED ESSERE MUNITI DI MASCHERINA FFP2. L’ACCESSO, INOLTRE, E’ INTERDETTO A COLORO CHE HANNO UNO O PIU’ DEI SEGUENTI SINTOMI:

  • FEBBRE (T maggiore o uguale a 37,5 °C)
  • TOSSE
  • DIFFICOLTA’ RESPIRATORIA
  • PERDITA/DIMINUZIONE DEL’OLFATTO O DEL GUSTO
  • MAL DI GOLA
  • ALTRI SINTOMI MENO SPECIFICI (CEFALEA, BRIVIDI, MIALGIA, ASTENIA, VOMITO E/O DIARREA)

Composti organometallici

Esercizio n. 1

Quali sono i prodotti delle seguenti reazioni?

Esercizio n. 2

Utilizzando i substrati di partenza indicati, i reagenti inorganici e i catalizzatori necessari e qualsiasi altro composto contenente non più di due atomi di carbonio, preparare i composti indicati nelle seguenti reazioni:

Esercizio n. 3

Utilizzando i subrìstrati di partenza indicati, i reagenti inorganici e i catalizzatori necessari e qualsiasi altro composto contenente non più di tre atomi di carbonio, preparare i composti indicati nelle seguenti reazioni:

Esercizio n. 4

Il seguente composto può dare una reazione di ciclizzazione intramolecolare con formazione di etene e di un prodotto ciclico a 5 termini. Identifica il prodotto e il catalizzatore usato per condurre tale reazione.

Alcoli, Eteri, Epossidi, Ammine, Tioli, Solfuri

Esercizio n. 1

Scrivere il prodotto di ciascuna reazione:

a) 2-metilcicloesanolo + acido solforico a caldo

b) 3-cicloesil-1-propanolo + cloruro di tionile in piridina

c) 1-pentanolo + 1. cloruro di p-toluensolfonile; 2. fenossido di potassio

d) 2-metil-2,3-epossiesano + 1. metossido di sodio; 2. acido diluito

e) 2-metil-2,3-epossiesano + acido cloridrico + metanolo

f) 4-metil-1-pentanolo + 1. metansolfonil cloruro; 2. acetato di sodio

g) cicloesanolo + 1. dimetilsolfossido, cloruro di ossalile, -60 °C; 2. trietilammina

h) alliletil etere + acido iodidrico

i) 2-esanolo + ossicloruro di fosforo in piridina a 0 °C

Esercizio n. 2

indicare quale alcol delle seguenti serie a-d subisce la reazione di disidratazione più rapidamente se riscaldati in presenza di acido fosforico.

Esercizio n. 3

Proporre una sintesi

a) dell’1,3-butadiene a partire dal 3-bromopropene

b) dell’1,3-butadiene a partire dalla pirrolidina (azaciclopentano)

c) dell’1-pentene a partire dal 2-bromopentano

d) dell’1,4-pentadiene a partire dalla piperidina (azacicloesano)

Esercizio n. 4

Disegnare le strutture dei composti A-F

Esercizio n. 5

Inserire al posto di ogni lettera il reagente o i reagenti appropriati

Esercizio n. 6

Proporre un meccanismo per ciascuna delle seguenti reazioni

Esercizio n. 7

Proporre un meccanismo per la seguente reazione:

Si forma anche una piccola quantità di un prodotto contenente un anello a sei termini. Qual è la sua struttura? Perchè si forma così poco prodotto dell’anello a sei termini?

Esercizio n. 8

Proporre un meccanismo per ciascuno delle seguenti reazioni:

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