Caratteristiche e reattività dei principali composti organici

Proprietà degli alcoli e conversione in alogenoalcani

Nel caso delle ramificazioni sul carbonio alfa o sui carboni beta, è più facile prevedere le ramificazioni sul carbonio alfa in una reazione E2, mentre in una reazione S2 è più facile prevedere le ramificazioni sui carboni beta.

La forza nucleofila del reagente che porta l'attacco è maggiore in una reazione S2 rispetto a una reazione E2.

La basicità del reagente che porta l'attacco è maggiore in una reazione E2 rispetto a una reazione S2.

Per quanto riguarda gli alcoli, composti contenenti due o più gruppi ossidrili su carboni glicolici adiacenti sono chiamati 1,2-etandiolo (glicole etilenico) o 1,2,3-propantriolo (glicerolo).

L'acidità degli alcoli è prossima a quella dell'acqua, molto leggera. Diminuisce all'aumentare della catena carboniosa e sono troppo deboli per reagire con basi deboli.

La basicità degli alcoli è simile a quella dell'acqua. In presenza di un acido forte, gli alcoli accettano un protone formando alcoxidi.

Con metalli attivi, gli alcoli liberano idrogeno e formano composti metallici.

Per la conversione in alogenoalcani, si tratta dell'inverso di una sostituzione nucleofila. Si sostituisce il gruppo -OH con un atomo di alogeno.

Gli alcoli terziari reagiscono velocemente con HCl o HBr per formare alogenuri alchilici.

reazione S₁Nalcol secondario: se solubile in H₂O è inerte, reagisce lentamente in altre condizioni

alcol primario: se solubile in H₂O è inerte, reagisce lentamente in altre condizioni catalisi acida

DISIDRATAZIONE AD ALCHENI: ottenuta con eliminando il gruppo ossidrile ed un H di due carboni adiacenti, eliminando molecola di acqua. facilità di disidratazione: alcol primario < alcol secondario d< alcol terziario segue la regola di Zaitsev

OSSIDAZIONE: perdita di atomi di H e/o acquisizione di atomi di O. alcol primario aldeide acido carbossilico alcol secondario chetone alcol terziario ≠ (il carbonio non lega idrogeni)

FENOLI: gruppo ossidrilico legato ad anello benzenico. Solubilità parziale in H₂O acidità: molto più acidi dei corrispettivi alcoli, 10 volte maggiore.

La maggiore acidità è dovuta alla carica negativa dell'O delocalizzata sullo ione fenossido,

REAZIONI ACIDO-BASE: i

fenoli reagiscono con basi forti pero formare sali solubili in H O, non reagiscono con basi deboli.

2AUTOSSIDAZIONE: molto comune in composti (acidi grassi) cheo contengono doppi legami C=C. Viene convertito un gruppo R–H inun idroperossido R–O–O–H, rimuovendo un idrogeno da un carbonioallilico (adiacente ad un doppio legame C=C).

1: rimozione di un atomo di H dà origine ad un radicale allilico

2a: reazione del radicale allilico con l’ossigeno, formazione di un radicale idroperossido R–O–O -2b: radicale idroperossido rimuove un H da una catena idrocarburica di un altro acido grasso, completa formazione diun idroperossido e genera un nuovo radicale allilico

FENOLI sono antiossidanti che impediscono la formazione deidannosi idroperossidi. Vitamina E (che ha natura fenolica), siinserisce nello stadio 2a e 3b donando l’H del gruppo –OH,limitando numero di perossidi prodotti.

- ETERI: atomo di ossigeno legato a due atomi di carbonio.

Per la nomenclatura si identificano i radicali legati all'ossigeno, il più lungo (es. etano-O-metano) mantiene il suo nome, il più corto diventa ione -ossimetossietano o etilmetiletere) furano, eteri ciclici: molto conosciuti con i loro nomi comuni: tetraidrofurano, tetraidropirano. Proprietà fisiche: l'ossigeno presenta una parziale carica negativa, ma le forze attrattive sono comunque deboli, i loro punti di ebollizione sono vicini a quelli degli idrocarburi simili. Sono solubili in H2O perché possono accettare legami idrogeno da essa. Inerzia chimica, sono simili agli idrocarburi per la loro sono utilizzati come solventi in cui effettuare reazioni organiche. CONDENSAZIONE: vengono prodotti dalla condensazione di due o alcoli, che liberano una molecola di H2O. IDROLISI: in ambiente acquoso possono scindersi per formare di nuovo due alcoli, con la rottura di una molecola di H2O. 4 - TIOLI: gruppo –SH (solfidrico). Il legame S–H è

Praticamente non polari e per questo le interazioni tra essi sono deboli, sono scarsamente solubili in H2O. Tra di loro formano deboli legami ad idrogeno.

Acidità: simile a quella dei fenoli.

OSSIDAZIONE A DISOLFURI: passaggio da S-S a S-H, facilmente.

RIDUZIONE DEI DISOLFURI A TIOLI: interconversione molto importante nella chimica delle proteine.

AMMINE: derivati dell'ammoniaca in cui uno o più atomi di H sono sostituiti da gruppi alchilici o arilici (primarie, secondarie, terziarie).

Ammine alifatiche: azoto legato a gruppi alifatici.

Ammine aromatiche: azoto legato a gruppi aromatici.

Ammine eterocicliche: azoto parte di un anello.

Ammine alifatiche eterocicliche: se l'anello è saturo (pirrolidina, piperidina, ...).

Ammine aromatiche eterocicliche: se l'azoto è parte di un anello aromatico (piridina, pirimidina, imidazolo, purina, pirrolo, ...).

Nomenclatura: da alcano aggiungere la desinenza -ammina.

eo specificare la posizione dell'attacco (anilina, come fenolo) proprietà fisiche: legami N-H possibilità di formare legamio idrogeno: più elevati punti di ebollizione e fusione degli idrocarburi corrispondenti, solubilità in H2O BASICITÀ dovuta a doppietto elettronico non condiviso sull'N, che può formare un legame covalente dativo con un H sottraendolo+ all'acqua idrolisi basicaammine alifatiche: più o meno stessa forza basica,  leggermente più alta dell'ammoniaca ammine aromatiche: considerevolmente meno basiche, per  via della risonanza del doppietto di elettroni con il sistema π dell'anello aromatico. dato il pH del sangue, si può predire se in esso è presente la + ¿RNH3 RNH2 forma basica, o quella di acido coniugato + OH-  ¿ = ¿OH Kb¿ REAZIONE CON ACIDI: le ammine reagiscono con acidi forti per o formare sali insolubili in

Reazione delle ammine aromatiche primarie con sale di acido nitroso: es. anilina con acido nitroso produce diazonio.

Aldeidi: gruppo carbonilico (C=O) legato ad un atomo di idrogeno. Rank delle nomenclature: 1-gruppo carbonile (C=O), 2-gruppo alcolico (-idrossi) e gruppo NH (-ammino).

Proprietà fisiche: legame C=O polare, O parziale carica negativa, non formano legami idrogeno tra di loro ma possono formarne con l'acqua, O è accettore di legami a idrogeno.

5 addizione nucleofila al carbonile: addizione di un nucleofilo e di un protone al legame π del carbonio, con passaggio da ibridazione sp a sp2.

Addizione di alcoli: formazione di emiacetali: reazione catalizzata da acidi o basi. Considerare un alcol H-OCH2CH3 e un carbonio carbonilico: lega l'alcol (senza più H, in un legame etere) e l'ossigeno carbonilico: lega l'idrogeno. Emiacetale: molecola contenente un -OH e un -OR o un -OAr legati allo stesso.

carbonio.altamente instabili. Quando in una molecola ci sono sia un gruppo ossidrilico che un gruppo carbossilico, se può formarsi un anello a 5 o 6 termini, il composto esiste quasi completamente nella forma emiacetalica ciclica.

2° ADDIZIONE DI ALCOLI: FORMAZIONE DI ACETALI: reazione o catalizzata da acidi. Aggiunta di un alcol ad un emiacetale conformazione di un acetale ed eliminazione di una molecola d'acqua. Tutti gli stati sono reversibili.

ossigeno carbonilico: rilascia l'idrogeno e va a legare l'alcol (senza più H, in un legame etere)

acetale: molecola contenente due -OR legati allo stesso carbonio.

ADDIZIONE DI AMMONIACA E AMMINE: FORMAZIONE DI IMMINE (basi di Schiff): ammoniaca ed ammine possono reagire con gruppo carbonilico di aldeidi e chetoni per formare un composto caratterizzato dal doppio legame C=N. (--C=N-R)

aldeide + ammina aldimmina (RH-C=N-R)

aldeide + chetone chetimmina (R-C=N-R)

2stadio 1: attacco dell'ammina al gruppo carbonilico con rottura del doppio legame C=O, carica positiva su N persa cedendo un protone all'O del C-O.

stadio 2: protonazione del nuovo gruppo alcolico su C e distacco dell'acqua, captazione di H legato a N da parte di una molecola di H2O e formazione di H3O+, formazione del doppio legame -C=N-.

TAUTOMERIA CHETO-ENOLICA:

o carbonio alfa carbonio legato al carbonio del gruppo carbonilico.

idrogeno alfa idrogeno legato a carbonio alfa.

ogni composto che presenta un idrogeno alfa è in equilibrio con un isomero strutturale enolochiamato (alchene + alcol).

tautomeri (isomeri strutturali in equilibrio tra di loro che differiscono per la posizione di un H e per la presenza di un doppio legame)

6 anione enolato: quando enolo perde il protone del gruppo alcolico, che potrà rilegarsi o nella stessa posizione, o per andare a formare un chetone)

CONDENSAZIONE

ALDOLICA: consente la formazione di nuovi beta-idrossialdeidi e beta-idrossichetoni. I legami C-C si originano quando si aggiungono due aldeidi o due chetoni identici. La rimozione di un idrogeno in alfa genera un anione enolato stabilizzato per risonanza. Successivamente si forma un intermedio tetraedrico di addizione al carbonile (ione alcossido). L'ione alcossido strappa un protone all'acqua, formando l'aldolo e rigenerando l'ione ossidrile consumato nella fase 1.

OSSIDAZIONE: le aldeidi danno facilmente reazioni di ossidazione, formando acidi carbossilici. Un saggio importante per determinare se una sostanza è costituita da aldeidi o chetoni è il saggio di Tollens, che reagisce anche con l'ossigeno dell'aria.

RIDUZIONE: i chetoni sono ridotti ad alcoli primari. I chetoni hanno un gruppo carbonilico (C=O) legato a due atomi di carbonio. Hanno le stesse reazioni di addizione nucleofila delle aldeidi, ma con alcune differenze.

OSSIDAZIONE: i chetoni generalmente non si ossidano, al massimo possono scindersi in

più catene con più gruppi carbonilici poi.

RIDUZIONE: i chetoni sono ridotti ad alcoli secondari.

ACIDI CARBOSSILICI: il gruppo carbossilico ha la precedenza su tutti gli altri. R–COOH.

proprietà fisiche: forte polarità del legame C=O, C&n