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Obiettivi formativi del corsoConoscenze e comprensione: Fornire agli studenti le consocenze di base relative alla chimica metallorganica (sintesi, struttura, reattività), con particolare riguardo al concetto di donazione-retrodonazione, utile per interpretare sia aspetti strutturali che di reattività di composti metallorganici.
Conoscenze e comprensione applicate: il corso fornisce gli strumenti per la progettazione di sintesi metallorganiche, per la comprensione della reattività di composti metallorganici, nonché una analisi critica sulla scelta delle tecniche di indagine più efficaci per la caratterizzazione di un dato composto metallorganico.
Autonomia di giudizio: Gli studenti vengono stimolati ad utilizzare tutte le conoscenze derivanti dal programma del corso ma anche dai programmi di corsi precedentemente frequentati (Chimica Inorganica e Chimica Organica) per comprendere le proprietà strutturali e di reattività dei composti metallorganici, soprattutto le variazioni strutturali e di reattività a carico del legante coordinato.
Capacità di comunicare: lo studente apprende il linguaggio tecnico-scientifico caratterizzante la chimica metallorganica, soprattutto nella descrizione di proprietà strutturali e di reattività chimica propria dei composti metallorganici.
Capacità di apprendere: il corso mette in grado lo studente di poter comprendere bibliografia scientifica avanzata, di interpretare dati spettroscopici e di fare un' analisi critica delle condizioni sperimentali di sintesi/reattività. |
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Risultati dell'apprendimentoEsame orale, dove verranno verificati i seguenti aspetti: Apprendimento dei concetti di base della chimica metallorganica, con particolare riferimento al concetto di donazione elettronica legante-metallo e di retrodonazione metallo-legante per comprendere la reattività del legante coordinato. Verifica della comprensione della differente reattività di leganti organici "liberi" e coordinati al metallo in funzione del tipo di sostituenti legati ai carboni interagenti con il metallo, tipo di metallo (posizione nella tavola periodica, stato di ossidazione), altri leganti ancillari. Capacità di progettazione di sintesi di semplici composti metallorganici, in base alla struttura molecolare richiesta ed alla reattività chimica desiderata, quindi analisi critica delle condizioni sperimentali da scegliere (temperatura, solvente, reagenti). Analisi critica delle tecniche di caratterizzazione spettroscopica ed analitica necessarie per individuare la stechiomnetria e la struttura molecolare di un dato composto metallorganico. Capacità di utilizzare i concetti appresi per comprendere i meccanismi di alcuni processi catalitici utili nella sintesi organica, sia simmetrica che asimmetrica. |
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Programma
- Richiamo di alcuni concetti di chimica di coordinazione (accettore-donatore, geometrie di coordinazione, teoria del campo cristallino, campo dei leganti, magnetismo dei complessi metallici, effetto ed influenza trans, reattività del legante coordinato).
Concetto di donazione legante-metallo e retrodonazione metallo-legante (leganti sigma-donatori, sigma-donatori/pigreca-accettori, pigreca-donatori/pigreca-accettori). Regola dei 18-elettroni, complessi coordinativamente saturi od insaturi
Composti organometallici di elementi dei blocchi s e p (sintesi, struttura allo stato solido ed in soluzione, reattvità): organolitio, organomagnesiaci (Grignard e composti binari), organoalluminio, organosilicio.
Studio sistematico delle principali classi di leganti metallorganici: idruri, fosfine, alchili ed arili, carbonili, monoolefine, dieni ed allili, alchini, ciclopentadieni, areni, carbeni, isonitrili
Interazioni alfa-agostiche, alfa-eliminazione, beta-eliminazione
Reazioni di sostituzione in complessi ottaedrici e planari quadrati; meccanismo dissociativo, interscambio associativo, interscambio dissociativo, dissociativo
Reazioni di addizione nucleofila ed elettrofila a leganti coordinati (CO, olefine, areni, ciclopentadieni, dieni, allili). Regole di Green-Davies-Mingos
Addizione ossidativa, inserzione migratoria, eliminazione riduttiva (meccanismi di reazione)
Catalisi metallorganica: differenze tra catalisi omogenea ed eterogenea. Ruolo del catalizzatore metallorganico. Efficenza e selettiivtà di un catalizzatore. Idrogenazione omogenea, trasferimento di idrogeno, idroformilazione, metatesi di olefine, reazioni di coupling (Heck, Suzuki, Negishi, Sonogashira) |
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Testi consigliati e bibliografia- The Organometallic Chemistry of the Transition Metals Robert H. Crabtree, Wiley
- Organometallics, A Coincise Introduction, Ch. Elschenbroich, A. Salzer, Wiley-VCH
- Inorganic Chemistry, Keith F. Purcell, John C. Kotz, Holt-Saunders International Editions
- Fundamentals of Organometallic Catalysis, Dirk Steinborn, Wiley-VCH |
0521-905555
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