Appunti primo parziale di Chimica organica (eteri inclusi)

Nomenclatura IUPAC: prefisso - radice - suffisso

Classificazione atomi carbonio: 1° - legato solo a un altro carbonio, 2°, 3°, 4° - legato ad altri 4 carboni

Regole IUPAC:

1. Identificare la catena più lunga e darle un nome
2. Denominare tutti i sostituenti legati ad essa
3. Numerare i carboni della catena principale in modo da avere il numero più basso possibile al punto di ramificazione
4. I sostituenti vanno inseriti nel nome in ordine alfabetico. Se sono presenti sostituenti diversi in posizioni equivalenti rispetto alle estremità della catena principale, il numero più basso va attribuito al sostituente che viene prima in ordine alfabetico.
5. Fare lo stesso con le ramificazioni delle catene laterali; es: 6-(2-metilbutil)dodecano
6. Quando ci sono due o più catene principali di identica lunghezza, scegliere come catena radice quella con...

Il maggior numero di sostituenti. Nomenclatura comune: → isopropile1. (1-metil)etil è isobutile; secbutile;2. (2-metil)propano è (1-metil)propano è (1,1-dimetil)etil èterzbutil isopentile; neopentile3. (2-metil)butano è (2,2-dimetil)propano è4. prefissi «iso» (p.es. isopropile) e «neo» (p.es. neopentile) sono considerati nell’ordine alfabetico, mentre i prefissi n-, sec-, ter- non lo sono.5. n-(normal) vuol dire che non è ramificato; iso- vuol dire che la catena lineare da un lato termina con (CH3)CH2; neo- vuol dire che da un lato la catena termina con 2(CH3)2CH3

Proprietà fisiche: Gli alcani sono molecole apolari che esercitano deboli forze → intermolecolari di van der Waals. I primi 4 termini della serie sono gas a temperatura ambiente, tra C5 e C15 sono liquidi, da C20 in avanti sono solidi. Sono solubili in solventi lipofili

Reazioni: gli alcani sono molto stabili, reagiscono poco.

L'unica reazione che fanno è di sostituzione di un H con un Cl. Il meccanismo di reazione è di tipo radicalico, è un'alogenazione. La reazione avviene solo a condizioni drastiche: T>300°C. Conformazioni (disposizione tridimensionale degli atomi che deriva dalla libera rotazione intorno al legame semplice C-C): la rotazione di un atomo di C (e degli H o altri gruppi ad esso legati) rispetto all'atomo di C adiacente (legame sigma) rende possibile un numero infinito di disposizioni reciproche degli atomi della molecola dette conformazioni (quelle più stabili sono dette conformeri). La barriera energetica per la rotazione è bassa (poche Kcal/mole). A temperatura ambiente la molecola ha energia sufficiente per sormontare tale barriera energetica. Di conseguenza non è possibile isolare una molecola in una certa conformazione. Angolo diedro: formato da semipiano alfa (C1-C2 + C2-H) e beta (C1-C2 + C1-H) Etano: conformazione

eclissata (0°) ⇄ sfalsata (60°) – continuano a scambiarsi.

Stabilità diverse: a 0° è meno stabile -> maggior energia (H troppo vicini)

N-butano: metili a 0° (max energia) ⇄ 60/300° (meno en, gauche) ⇄ 180° (mino energia, anti)

Cicloalcani (C H ):n 2n

Regole IUPAC:

1. si premette al nome del corrispondente idrocarburo il prefisso CICLO

2. si indica l’eventuale sostituente

3. se sono presenti due sostituenti si numera l’anello partendo dal sostituente diordine alfabetico più basso

4. se sono presenti tre o più sostituenti si numera l’anello in modo da usarel’insieme di numeri più basso e poi si indicano i sostituenti in ordine alfabetico

Conformazioni: si parla di tensione sterica (atomi non direttamente legati sono costretti a stare troppo vicini) e tensione angolare (se angoli di legame ≠ 109.5°)

Ciclopropano: planare, angoli di 60°, H eclissatio

Ciclobutano: planare, tutti H

chirale: Un atomo tetraedrico legato a quattro gruppi differenti -> Stereocentro/centro stereogenico: Un atomo intorno al quale uno scambio tra due gruppi produce uno stereoisomero. I centri chirali sono un tipo di stereocentro.

Proiezioni di Fischer: I legami orizzontali vengono verso di me, quelli verticali vanno lontano da me. La rotazione di 180° è ok (se faccio quindi due scambi -> genero l'omomero). La rotazione di 90° genera l'enantiomero (se faccio quindi uno scambio solo). Ribaltando la formula rispetto al piano del disegno (rotazione di 180° sull'asse) l'enantiomero verticale o orizzontale si ottiene (se si fa quindi uno scambio o inverticale o in orizzontale).

Per generare l'enantiomero: 1 scambio + rotazione 180°. Il numero di stereoisomeri è 2 (n= stereocentri) a meno che non ci siano mesoforme: quando ci sono 2 centri stereogenici ma hanno lo stesso set di sostituenti, hanno un piano di simmetria ->

forme mesoSistema R/S (configurazione assoluta) -> si dà la priorità agli sostituenti di uno stereocentro con regole CIP:

1. Numero atomico: BraCcialettO di NiCHel (Br>Cl>O>N>C>H)
2. Numero di massa a parità di Z
3. Se gli atomi direttamente connessi allo stereocentro sono identici si procede fino al primo punto di differenza lungo la catena.
4. Se due sostituenti sono isomeri geometrici o ottici : Z > E, R > S.
5. Gli atomi con doppi o tripli legami vengono considerati come atomi legati a un numero equivalente di legami semplici.

Risoluzione (separazione di una coppia di enantiomeri R-S): faccio reagire entrambi con un reagente chirale (prendo per es. il suo enantiomero R) -> ottengo coppie R-R e S-R che, tra di loro, sono diasteroisomeri (fossero enantiomeri sarebbero R-R, S-S). Butto via R e li ho separati

Attività ottica (unica proprietà per cui gli enantiomeri si diversificano): Se un raggio di luce piano-polarizzato

Attraversa un tubo contenente una soluzione di un enantiomero di un composto chirale, il piano della luce viene ruotato (l'enantiomero ha quindi attività ottica). I due enantiomeri ruotano il piano dello stesso angolo, ma da parti opposte (se destrorotatoria, uso "+", se levrorotatoria uso "-", ≠ da R,S). Miscela racemica (±): miscela contenente entrambi gli enantiomeri in rapporto 1:1 -> non ha attività ottica.

Alcheni (C H ): n 2n

Dieni (2 =), polieni (tanti =). Possono essere anche coniugati (alternanza - =), cumulati (= =), isolati (= - - - =).

Nomenclatura: contiene

Prendo la catena carboniosa più lunga che il doppio legame e aggiungoo -ene.

Al doppio legame va dato il numero più basso possibile -> a parità di distanza, o guardo le ramificazioni.

Geometria: trigonale planare, 120°, ibridazione sp. Il = è planare -> tutta la molecola è sul piano, i cunei indicano la prospettiva.

(verso di me o lontano da me), stando sulpiano.

Sistema E/Z (per l'isomeria cis-trans):

Le priorità si assegnano secondo regole CIP, considerando separatamente i dueo C coinvolti nel =Assegno le priorità dei gruppi legati al C coinvolto in un =; se quelli a priorità piùo alta sono dallo stesso lato, è Z. Se sono da parti opposte, E. Z ed E sonodiasteroisomeri

Proprietà: simili agli alcani (apolari, solubili in solventi apolari), ma più elettronegativi (c'è più carattere s, il carbonio viene meno destabilizzato da una carica negativa) -> c'è un effetto induttivo (che viene verso il =). Punto di ebollizione: Z > E (perché c'è un momento dipolare di circa 0,35-0,40, mentre in E è 0, si annulla)

Stabilità: E è più stabile di Z (non c'è repulsione di sfere). Più il = è sostituito (ha R e non H), più è

stabileReattività: reazioni di addizione elettrofila-> c'è un guadagno se rompo il = e formo due semplici (è una reazione favorita). Il legame π è un doppietto elettronico che si comporta quindi da base di Lewis, attira quindi elettrofili (molecola che può accettare un doppietto, come: H+, R C+, X+, NO+). L'addizione di H non è elettrofila, ma di riduzione. Nell'addizione con H2O (o altri acidi deboli come alcoli e acidi carbossilici), serve H3O+/H2SO4/qualsiasi acido di Lewis forte inorganico come catalizzatore (si consuma ma si riforma a fine reazione) -> NO uso alogeni perché andrebbero a competere (in quanto nucleofili) Tanto più è sostituito un doppio legame, tanto più è reattivo -> i gruppi alchilici