Chimica e propedeutica biochimica

CHIMICA GENERALE
Legame chimico. Legame ionico. Legame covalente (puro o polarizzato) come sovrapposizione di orbitali atomici a formare orbitali molecolari. Orbitali ibridi: sp3, sp2, sp. Parametri che caratterizzano il legame covalente (energia di legame, lunghezza del legame). Formazione delle molecole. Interazioni tra molecole (forze di Van der Waals) e tra ioni e molecole. Legame a ponte di idrogeno.
Stati di aggregazione della materia. Differenze tra stato solido, liquido e gassoso. Proprietà dei liquidi.
Soluzioni e loro proprietà. Definizione di soluzione. Concentrazione del soluto di una soluzione e sue espressioni. Solubilità di un soluto in un solvente e fattori che la influenzano (pressione e temperatura). Importanza dell'acqua come solvente e la sua capacità di formare legami di idrogeno. Proprietà colligative delle soluzioni. Osmosi, osmole, osmolarità e pressione osmotica.
Aspetti qualitativi e quantitativi delle reazioni chimiche. Rappresentazione con simboli dei processi chimici. Definizione del numero di ossidazione. Reazioni di formazione dei sali. Legge di conservazione delle masse nei processi chimici. Bilanciamento di reazioni di ossido-riduzione.
Equilibrio chimico. Reazioni di equilibrio e costante di equilibrio. Fattori che influenzano la posizione dell'equilibrio di una reazione o la costante di equilibrio. Catalizzatori.
Elettrochimica. Funzionamento di una pila. Potenziali redox. Legge di Nernst.
Equilibri acido-base. Comportamento acido e basico secondo le teorie di Arrhenius, di Broensted e Lowry, e di Lewis. Concetto di acidi e basi coniugate. Forza degli acidi e delle basi. Acidi poliprotici. Equilibrio di autoionizzazione dell'acqua e valore del pH. Calcolo del valore di pH in soluzioni acquose di acidi e basi forti e di acidi e basi deboli. Soluzioni tampone: composizione chimica, potere tampone e loro importanza biologica. Determinazione sperimentale del pH di una soluzione.
Composti di coordinazione. Loro definizione e struttura in relazione a composti di interesse biologico.
Cinetica delle reazioni chimiche. Velocità di reazione e fattori che la influenzano (concentrazione e natura dei reagenti, temperatura, catalizzatori). Effetto della temperatura sulla velocità di reazione spiegata secondo Arrhenius ed Eyring. Energia di attivazione.
Termodinamica. Aspetti energetici nelle reazioni chimiche. Definizione di sistema termodinamico, variabili di stato e funzioni di stato. Energia libera in relazione alla spontaneità delle reazioni chimiche.
CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Gruppi funzionali. Classi di composti organici. Struttura, proprietà chimico-fisiche, nomenclatura in base alle regole IUPAC e reattività chimica di: ·Idrocarburi (saturi, insaturi, ciclici, aromatici). Reazione di sostituzione radicalica a catena e di addizione elettrofila al doppio legame C=C. Concetto di aromaticità applicato al benzene e reazione di sostituzione elettrofila.
·Alcoli. Comportamento anfotero (acido o basico), reazione di eliminazione, esterificazione, ossidazione. Tioalcoli e fenoli.
·Amine. Reazione di sostituzione nucleofila. Sali di alchilammonio.
·Aldeidi e chetoni. Risonanza del gruppo carbonilico, reazioni di addizione nucleofila, riduzione, ossidazione. Formazione di emiacetali, acetali ed imminoderivati. Tautomeria cheto-enolica. Reazione di condensazione aldolica. ·Acidi carbossilici e loro derivati. Esteri misti ed esteri organici, anidridi, amidi. Reazione di idrolisi in ambiente acido o basico. Importanza e risonanza del legame amidico. Idrossiacidi, chetoacidi e acidi policarbossilici. Acidi grassi saturi ed insaturi, loro nomenclatura e comportamento in acqua. Formazione di saponi.
·Isomeria. Classificazione dei diversi tipi di isomeria e di isomeri. Concetto di chiralità e di attività ottica. Descrittori della stereochimica: convenzioni D,L e R,S. Forme meso. Miscela racema. Isomeri geometrici: regole di nomenclatura cis/trans e E/Z.
Molecole organiche di interesse biologico. Struttura e reattività chimica di: Carboidrati. Definizione e loro suddivisione in monosaccaridi (aldosi, chetosi), disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi (omopolisaccaridi, eteropolisaccaridi). Struttura dei principali monosaccaridi (glucosio, galattosio, fruttosio, ribosio, desossiribosio). Epimeri del glucosio. Forme cicliche dei monosaccaridi (piranosidiche, furanosidiche). Anomeri. Glicosidi (legame O-, N-glicosidico). Fenomeno della mutarotazione. Formazione di disaccaridi e loro classificazione in riducenti e non riducenti. Caratteristiche strutturali e funzionali di amido, glicogeno e cellulosa.
·Lipidi. Struttura e nomenclatura di acidi grassi. Differenza tra lipidi semplici e lipidi complessi. Trigliceridi (differenze fisiche e strutturali tra oli e grassi; reazione di idrolisi in ambiente acido o basico), acido fosfatidico e glicerofosfolipidi, steroidi, glicolipidi, eicosanoidi.
·Amminoacidi. Significato di L-α amminoacido e sua rappresentazione secondo la convenzione di Fischer. Classificazione degli amminoacidi in acidi, basici e neutri. Comportamento anfotero degli amminoacidi: equilibri tra forma cationica, anfiionica ed anionica. Significato e differenza tra punto isoionico e punto isoelettrico. Forme prevalenti a pH fisiologico.
·Proteine e peptidi. Definizione, nomenclatura e classificazione e importanza biologica. Legame peptidico: caratteristiche strutturali. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Denaturazione.
·Nucleotidi e nucleosidi. Definizione e caratteristiche strutturali. Struttura chimica ed importanza biologica dell'ATP. Coenzimi coinvolti nelle reazioni di ossidoriduzione biologiche.
·Acidi nucleici. Differenze strutturali e biologiche di DNA e RNA.