Chimica Organica
Informazione Scientifica sul Farmaco
Alcheni:
struttura e proprietà
Organic Chemistry, 5th Edition
L. G. Wade, Jr.
In questa lezione:
• struttura degli alcheni
• nomenclatura
• proprietà fisiche
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Alcheni
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•
•
Composti che contengono il doppio legame carbonio-carbonio
Formula generale CnH2n
Appartengono alla classe degli IDROCARBURI INSATURI
Se in una molecola sono presenti più doppi legami si parla di
dieni, trieni,… polieni
Il legame p è il gruppo funzionale.
È più reattivo del legame s.
Energie di legame:
 C=C BDE
146 kcal/mol
 C-C BDE
-83 kcal/mol
 Legame P
63 kcal/mol
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Struttura del gruppo funzionale
•
•
•
•
•
I carboni che partecipano al doppio legame sono ibridizzati sp2.
Gli angoli di legame sono di circa 120°.
Non ci sono elettroni di non legame.
La molecola è planare intorno al doppio legame.
Il legame p è formato dalla sovrapposizione laterale degli orbitali p
perpendicolari al piano della molecola.
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Nomenclatura IUPAC
• La catena principale è la più lunga contenente il doppio legame.
• -ano è sostituito con -ene. (o -diene, -triene)
• Si numera la catena in modo che al doppio legame corrisponda il
numero più basso possibile.
CH2
CH CH2
1-butene
CH3
CH3
2-metil-2-butene
C CH CH3
CH3
• In un anello i carboni del doppio
legame assumono i numeri 1 e 2.
3-propil-1-eptene
CH3
3-metilciclopentene
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Alcheni come sostituenti
• quando è presente un gruppo funzionale che ha maggiore “importanza”
ai fini della nomenclatura, l’alchene va considerato un sostituente.
= CH2
metilene
(metilidene)
- CH = CH2
vinil
(etenil)
metilenecicloesano
- CH2 - CH = CH2
allil
(2-propenil)
etenilbenzene
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Nomi comuni
• Spesso utilizzati per le molecole piccole.
• esempi:
CH3
CH2
CH2
CH2
etilene
CH CH3
CH2
C CH3
propilene
isobutilene
propene
2-metilpropene
Nomi IUPAC
etene
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Legame p e isomeria cis-trans
•
•
•
Sovrapposizione laterale degli orbitali p
Non è possibile la rotazione senza rompere il legame p (63
kcal/mole).
Gli isomeri cis non possono diventare trans se non avviene una
reazione chimica. ISOMERIA CONFIGURAZIONALE
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Isomeria cis-trans
•
•
•
•
Se i gruppi simili stanno dalla stessa parte del doppio legame
l’alchene è cis.
Se i gruppi simili stanno dalla parte opposta del doppio legame
l’alchene è trans.
I cicloalcheni sono cis a meno di diversa indicazione.
I cicloalcheni trans sono stabili se l’anello è di almeno 8 carboni.
H
CH3
Br
C C
CH3CH2
Br
C C
H
trans-2-pentene
H
H
cis-1,2-dibromoetene
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Nomenclatura E-Z
•
•
•
Usa le regole Cahn-Ingold-Prelog per assegnare le priorità ai gruppi
legati ad ogni carbonio del doppio legame: ha priorità maggiore
l’atomo avente il numero atomico più alto
Se i gruppi a priorità maggiore stanno dalla stessa parte, il doppio
legame ha configurazione Z (zusammen).
Se i gruppi a priorità maggiore stanno da parti opposte, il doppio
legame ha configurazione E (entgegen).
Br
Cl
1
C
2
H
C
1
1
1
1
H3C
2
CH3
(Z)-1-bromo-2-cloropropene
2
H
H
Cl
C C
2
2Z
3
Cl 1
2
4
CH2
2
CH CH3
C C
7
5
H
6
1
8
2
5E
(2Z, 5E)-3,7-dicloro-2,5-ottadiene
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Usi commerciali: etilene
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Usi commerciali: Propilene
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Altri polimeri
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Stabilità relativa degli alcheni
•
•
•
Gli alcheni più sostituiti sono più stabili.
H2C=CH2 < R-CH=CH2 < R-CH=CH-R < R-CH=CR2 < R2C=CR2
non sost. < monosost. < disost.
< trisost.
< tetrasost.
I gruppi alchilici stabilizzano il doppio legame.
Minore ingombro sterico.
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Stabilità dei cicloalcheni
• L’isomero Cis è più stabile del trans.
• Gli anelli più piccoli hanno maggiore tensione
angolare.
• Servono almeno 8 carboni per formare un doppio
legame trans stabile.
• Nel ciclodecene (e superiori) l’isomero trans è stabile
quanto il cis.
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Proprietà fisiche
• Bassi punti di ebollizione, aumentano con il peso
molecolare (vedi alcani).
• Gli alcheni ramificati hanno b.p. minori.
• Meno densi dell’acqua.
• Leggermente polari
 Il legame P è polarizzabile, quindi possono esserci
interazioni tra dipoli istantanei.
 I gruppi alchilici sono elettron-donatori nei confronti
del legame P, per cui ci può essere un piccolo
momento dipolare
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Fine del capitolo
Alcheni:
struttura e proprietà.
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