Principali reazioni da ricordare ( con meccanismo):
Alcani: combustione e sostituzione radicalica
Alogenuri alchilici: SN2 e SN1
Alcheni: addizione elettrofila
Alchini: addizione elettrofila ( in particolare idratazione e
tautomeria) e dissociazione acida
Alcooli: scissione legame R---OH e legame RO----H e acidità
Aldeidi e chetoni: addizione nucleofila al carbonile e red-ox
Acidi carbossilici: sostituzione nucleofila acilica e dissociazione
acida, esterificazione
Aromatici: sostituzione elettrofila aromatica e effetti dei gruppi
sostituenti
esercitazione
CH3
H
H
H
H
H
H
H
H
CH3
H
H
H
CH3
H CH3
CH3
CH3
H
H
H
H
H
CH3
CH3
CH3
H
H
H3C
H
CH3
H
H
H
H
CH3
Il conformero anti è quello a minore energia
perché presenta il minimo ingombro sterico
CH3
H
H
H
H
CH3
H
H
C
H
SI
C
CH3
NO
Il carbonio 1 ha due sostituenti uguali e perciò
non può aversi stereoisomeria geometrica
H
H
C
H
C
CH3
CH2
CH3
CH
CH
CH2
CH
CH3
CH3
1-butino
2-butene
CH2
C
CH3
CH3
dimetiletene
La nomenclatura corretta è :
CH2
CH3
CH
CH
CH2
CH
CH3
CH3
1-butene
2-butene
CH2
C CH3
CH3
metilpropene
CH2
CH
CH3
CH2
CH
CH2
CH
CH3
1-pentene
1-pentene
CH2
CH3
2-pentene
2-pentene
CH2
CH3
C
CH
CH3
CH2
CH2
C
CH
CH3
H3C CH
2-metil-1-butene
2-metil-1-butene
CH3
CH3
CH3
2-metil-2-butene
2-metil-2-butene
3-metil-1-butene
2-metil-3-butene
Questo era l’unico alchene denominato
non correttamente
CH2
CH
CH3
CH2
CH
CH2
CH
CH3
1-pentene
CH2
CH3
2-pentene
CH2
CH3
C
CH
CH3
CH2
CH3
2-metil-1-butene
CH2
C
CH
H3C CH
CH3
CH3
2-metil-2-butene
CH3
3-metil-1-butene
Questo è il nome
corretto
H
H
C
C
H3C
C
CH3
cis-2-butene
Questo ?
CH3
H
C
H
H3C
trans-2-butene
Questo ?
H
H
C
C
H3C
C
CH3
cis-2-butene
CH3
H
C
H
H3C
trans-2-butene
H
H
CH3
H
CH3
C
C
C
CH2
C
CH2 H
CH3
CH3
cis-2-pentene
Questo?
trans-2-pentene
Questo?
H
H
CH3
H
CH3
C
C
C
CH2
C
CH2 H
CH3
CH3
cis-2-pentene
trans-2-pentene
H
H
H
C C
H
H
C
C
H
H
C C
H
H
H
CH3
C C C
H
H
1,2-butadiene
1,2-butadiene
C C
H C H
H
1,4-pentadiene
1,4-pentadiene
2-metil-1,3-butadiene
1,3-butadiene
H
H
H
CH3
C C
H
H
C
C
H
H
metilbutadiene
pentadiene
H
H
CH3
C
C
H
C
H
C
C
H
C
H
H
H
H
H
C C
H C H
H
1,3-butadiene
H
1,4-pentadiene
CH3
C
C
C
H
H
1,2-butadiene
H
CH3
C
C
H
H
C
H
C
H
metil-1-3-butadiene
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH
CH
cicloesano
CH2
ciclopropano
CH2
H2C
H2C
H2C
CH2
CH2
CH2
ciclopentano
H2C
CH2
ciclobutano
CH
CH22
CH
CH22
HH22CC
HH22CC
11
CH
CH
È presente un doppio legame fra
i carboni 1 e 2 dell’anello.
22
CH
CH
cicloesano
Il nome corretto è : cicloesene
2
4
3
1
6
5
4
1
1
3
2
6
3
2
5
a
b
Stereoisomeri
conformazionali
Stereoisomeri
configurazionali
5
6
c
Ugualmente
probabili
4
2
4
3
1
6
5
a
4
1
1
3
2
6
5
b
3
2
5
4
6
c
Sono sufficienti semplici rotazioni intorno ai legami s C-C per passare
dal conformero a al conformero b, al conformero c.
Il conformero b, a causa del maggiore ingombro sterico (frecce blu)
e della conformazione eclissata dei quattro atomi di carbonio posti in
basso (frecce rosse) è il meno stabile
1. I sei carboni del benzene hanno ibridazione degli
orbitali di valenza
sp3
sp2
sp
sp3d2
Nel benzene tutti gli atomi di carbonio hanno
ibridazione sp2 degli orbitali di valenza.
I sei orbitali pz paralleli non ibridati di ciascuno dei sei
atomi di carbonio contengono un elettrone
H
H
H
H
H
H
3. Che cosa indica il cerchio interno
all’anello esacarbonioso del benzene ?
Indica che gli elettroni sono disposti in tre
orbitali p all’interno della struttura
esacarboniosa.
Indica che gli elettroni sono dispersi in
maniera omogenea nell’orbitale p
che si estende nell’intera struttura
carboniosa.
La completa delocalizzazione dei sei elettroni in un
unico orbitale contenente sei elettroni è rappresentato
graficamente con un anello interno all’esagono nei cui
vertici sono collocati i sei atomi di carbonio.
H
H
H
H
H
a
H
b
9. Se uno dei nomi è sbagliato, qual è ?
1,2-dimetilbenzene
(o-xilene)
CH3
1,4-dimetilbenzene
(p-xilene)
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
1,3-dimetilbenzene
(m-xilene)
CH3
CH3
1,2,3-trimetilbenzene
(mesitilene)
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
1,2-dimetilbenzene
(o-xilene)
1,3-dimetilbenzene
(m-xilene)
CH3
1,4-dimetilbenzene
(p-xilene)
CH3
1,3,5-trimetilbenzene
(mesitilene)
Cl
Cl Cl
HCl
Addizione elettrofila
Addizione nucleofila
Sostituzione elettrofila
Sostituzione nucleofila
Sostituzione elettrofila
Cl
H
Cl Cl
+
FeCl3
+
Cl
Cl
H
+ H+
+
FeCl4-
+ H+
FeCl3
+ HCl
+ FeCl4-
d
c
a
b
non è chirale
è chirale
L’atomo centrale ha ibridazione sp3 ed è legato a quattro sostituenti
diversi.
Esiste, di conseguenza, un’altra molecola nella quale gli stessi atomi
sono legati all’atomo centrale in maniera speculare.
Le due molecole, l’una immagine speculare dell’altra, sono definite
enantiomeri.
d
c
d
a
b
c
a
b
c
a
b
c
non è chirale
è chirale
c
a
b
c
4. La reazione del clorometano con basi forti
decorre con meccanismo SN1 o SN2 ?
-
+
SN1
SN2
-
II
I
-
+
-
Questo è
lo stadio e quindi è una
lento
HO-
H
H C Cl
H
H
-
Cl-
H
HO C H
HO C Cl
stadio veloce
H
H H
Nella reazione del 2(R)-clorobutano con una
base forte si forma...
2(S)-butanolo
butanone
2(R)-butanolo
2(R)-butanale
La reazione decorre in due stadi:
nel primo stadio il nucleofilo OH- attacca il carbonio a cui
è legato l’atomo di cloro dalla parte opposta a quella dove
si trova il cloro
nella seconda fase, il complesso attivato perde uno ione
ClHO-
C2H5
H C Cl
CH3
stadio lento
-
C2H5
HO C Cl
H CH3
Cl-
C2H5
HO C H
stadio veloce
CH3
il meccanismo SN2 seguito dalla reazione comporta
inversione di configurazione del carbonio asimmetrico
I quattro sostituenti
sono diversi !!!
Et
Et
I
-
Cl
Me
Rectus
II
+ ClMe
Sinister
6. Gli alogeno-derivati terziari danno reazioni di
sostituzione nucleofila di ...
R3
R1 R2
1° ordine
Cl
2° ordine
Le reazioni di sostituzione nucleofila degli
alogeno-derivati terziari decorrono con cinetica
di 1° ordine, perché la fase più lenta del processo
(formazione del carbocatione)
Cl-
R3
R3
+
R1 R2
Cl
R1
non coinvolge il nucleofilo entrante
R2
7. Dalla reazione del (R)-3-metil-3-cloroesano
con NaOH si forma
(R)-3-metil-3-esanolo
(S)-3-metil-3-esanolo
Una miscela racemica di (R)-3-metil-3-esanolo
e (S)-3-metil-3-esanolo
Una miscela di cis- e trans- 3-metil-3-esene
Nella prima tappa l’alogeno-derivato terziario
perde lo ione alogenuro
Cl-
R3
R3
+
R1 R2
Cl
R1
R2
Successivamente (vedi prossima schermata), il nucleofilo
OH- attacca il carbocatione indifferentemente dal lato
destro o sinistro del piano di ibridazione. Da ciò consegue
che il prodotto di reazione è una miscela racemica dei
due enantiomeri.
R3
R3
+
R1
R2
R2 R1
Miscela racemica
R3
R3
+
R1
R2
R1
R2
9. Il clorobenzene ...
Cl
Reagisce con le basi forti
con meccanismo SN2
Reagisce con le basi forti
con meccanismo SN1
Dà soltanto reazioni di
sostituzione nucleofila
Dà soltanto reazioni di
sostituzione elettrofila
Il clorobenzene dà soltanto reazioni di sostituzione
elettrofila (nelle posizioni orto e para, dove è massima
..
la disponibilità di elettroni)
Cl
H
NO2
H
H
..
Cl
H
H
H
NO2+
H
..
Cl
H
H
H
H
H
H
NO2
3. Il nome corretto di questo alcole è:
C(CH3)3
H3C C OH
C(CH3)3
Di-isobutilpropanolo
2,2,3,4,4-pentametil-3-pentanolo
5-decanolo
1,3-trimetil-2-metil-2-propanolo
Il nome corretto di questo alcole è:
CH3
H3C
C
CH3
H
C
OH
H3C
C
CH3
CH3
Di-isobutiletanolo
2,2,4,4-tetrametil-3-pentanolo
3-nonanolo
1,3-trimetil-2-metil-2-propanolo
OH
Il nome corretto di questo
composto è:
3-clorobenzenolo
4-clorobenzenolo
Cloruro di 4-fenile
Cl
m-clorofenolo
Il nome convenzionale dei fenoli sostituiti si
costruisce facendo precedere al nome del fenolo
quello del sostituente, specificando di questo
la posizione nell’anello con un
OH
numero o con una delle lettere
1
orto
2
3 meta
4
para
Cl
o (orto)
m (meta)
p (para).
8. Il nome corretto di questo composto è:
H
H C OH
1,2,3-propantriolo
H C OH
triossipropile
H C OH
Glicole propilenico
H
tripropanolo
Gli alcoli polivalenti vengono denominati
facendo precedere al nome dell’idrocarburo
il numero che indica a quali carboni
sono legate le funzioni alcoliche e facendolo
seguire dal suffisso olo, preceduto dalla
indicazione del numero delle funzioni
alcoliche presenti nella molecola
17. La reazione schematizzata qui sotto ...
R
R C OH
R
R
H+
R C
H2O
R
Cl-
R
R C Cl
R
a
Rappresenta il meccanismo SN2 della reazione di
un alcole primario con un acido alogenidrico
b
Rappresenta il meccanismo SN1 della reazione di
un alcole primario con un acido alogenidrico
c
Rappresenta il meccanismo SN1 della reazione di
un alcole terziario con un acido alogenidrico
R1
+
R3 R2
+
R1
R1
+ Cl-
R3
R2
+
+
R3
R2
R1
R1
Cl
R2 R3
R3
R2
L’alcole è terziario !!! …e la sostituzione nucleofila è di 1° ordine.
L’alcole terziario viene protonato dall’acido
L’alcole terziario protonato perde una molecola di acqua
formando un carbocatione terziario
che può essere attaccato dallo ione cloruro da un lato del piano di
ibridazione
oppure dall’altro lato
Cl
Per ossidazione di un alcole primario
si ottiene ...
a
Un alcole secondario
b
Un’aldeide
c
Un chetone
d
Un etere dialchilico
OH
H C H
H C H
Cr2O7--
(H+)
Cr+++
O
C
H
H C H
H
H
etanolo
etanale
Per ossidazione di un alcole secondario
si ottiene ...
a
Un alcole terziario
b
Un’aldeide
c
Un chetone
d
Un etere dialchilico
CH3
H C OH
CH3
2-propanolo
MnO4-
(H+)
Mn++
H3C
C O
H3C
propanone
Per reazione di un alcol con un acido
carbossilico si ottiene ...
a
Un chetone
b
Un etere
c
Un’anidride mista
d
Un estere
CH3COOH
CH3OH
H+
CH3COOCH3
Io lo
sapevo
H2O