Chimica organica 1

3) fase macromolecolare del carbonio:

• diamante (sp³)
• grafite (sp²)
• grafene (notabile)
• fullerene (notabile) e composti di carbonio (semiconduttori)

Il carbonio può formare catene, anelli, ramificazioni. Le reazioni organiche si possono anticipare osservando la compensazione degli spaiamenti della rottura dei legami che si rompono e la formazione delle nuove interazioni.

API = active pharmaceutical ingredient

Composti organici sono composti che contengono carbonio e testo peculiare

ALCANI: C_nH_2n+2

• es. C_H4 metano
• es. C_2H6 etano
• es. C_3H8 propano
• es. butano

Gli alcani sono poco reattivi, a volte sono usati come solventi apolari. I primi contengono gli atomi di carbonio (con più atomi di carbonio), quelli ad alto peso molecolare sono solidi. Dei cloro alcani vengono usati come standardi cromatografici.

GRUPPI ALCHILICI:

• C_H4 CH₃-C⭢ metile
• C_2H6 CH₃-C_Hn- etile
• C_3H8 CH₃-C_Hn- ⭢ ⭢ m-propile
• C_3H8 ⭢ CH₂-CH₂⭢ H₃-C- iso-propile
• C_4H10 H₃C-CH₂CH₂-CH₃ m-butile
• C_4H10 H₃C-CH2-CH₂CH₃ sec-butile
• ⭢ CH₂-CH₂-CH₃ iso-butile

H₃C-CH-CH⭢ (lineare) (strutture ramificate) (isomeri costituzionali)

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ m-butano

CH₃          CH

        |            iso-butano

CH₃-C-CH₃

    |

  CH₃

ATONI DI CARBONIO PRIMARI, SECONDARI, TERZIARI

H₃C- C-CH₂-I

      |

     I

CH₃-C-I |

         C₃H₇

atomi di idrogeno primari, legati ad un atomo di carbonio primario

–C-H₂

   |

-CI₂₂ isopropene

GRUPPI FUNZIONALI

• –C–O-H
• –OH
• –S–H
• –C-O
• -C-O-NH₂
• -C≡N
• -^OH^O
• –C-H
• O
•    |
• -C-
• -OH
• -C-C= R
• -C-OH
• -S=C-H
• -<line>
• -<line>R
• -<line>O
• -<line>-
•   -C-H₃
• ^HNH₂
• -N²
• -<line>
• <line>-P=C-
• <line>-<line>

carbossile

solforico

estere

acido >cloruro acilico

ammidiac ammidico

nitriile

aldeleico alcolico solforico

cheiloroicoanidirica

alcool

tiolo

ammonocomoco

nito

alcheno

etilino

etereo

crescente polarità

5-etile-2,5-dimetileptano

8) I cicli contano nell'ordine alfabetico dei nominativi indicati

3,3,6-trimetile-4-vinildecano

9) Quando entrambe le direzioni portano allo stesso numero per il sostituente più basso, si sceglie di numerare con la direzione che assegna il più basso dell'altro sostituente

2,4,4-trimetilpentano

10) Il gruppo citato per primo ha il numero più basso soltanto se si ottengono gli stessi numeri in entrambe le direzioni

3-etile-5-metileptano

11) Se ci sono altre catene idrocarburiche con lo stesso numero di C, va scelta quella con più sostituenti

3-etile-2-metilectano

12) È preferibile usare nomi sistematici per i sostituenti (anche se le lettere uguali accettati)

5-isobutile decano

B-terz-butile-metilpropile decano

2-metile-propile

4-isopropileptano

4-(1-metiletil)-eptano

ANALISI CONFORMAZIONALE

[legame singolo] = libera rotazione[legame doppio] = NO libera rotazione

proiezione di Newman

eclissata minima energia

ecclissata massima energia

CONFORMAZIONE:

arrangiamento spaziale di una molecola attorno ad un legame σ

La molecola popola tutte le conformazioni però sta di più nelle conformazioni più stabili.

conformazione eclissata 12,0 Kj/mol in più rispetto a sfalsate (4 Kj/mol ¹/3)

3 tipi di tensione:

• sterica: interferenze tra gruppi vicini
• angolare: dovuta alle distorsione di angoli del legame (Si traduce in energia alla combinazione)
• torsionale: nella conformazione eclissata dovuta alla repulsione delle coppie di elettroni dei legami

- 60° anziché 109,5°

diagramma dell'energia potenziale: PROPANO

energia sinusoidaleconformazioni eclissateconformazioni sfalsate

Anti: due gruppi stanno in posizione opposta (più bassa energia)Sin: due gruppi stanno vicino al distortogauche: due gruppi stanno vicini al distorto

Concetti Generali

La presenza di un centro asimmetrico fa sì che una molecola sia chirale legato a sostituenti diversi.

Un composto con un centro asimmetrico può esistere come due diversi stereoisomeri.

Enantiomeri: molecole che sono una l’immagine speculare dell’altra e non sono sovrapponibili.

ex

STEREOCENTRO

atomo per il quale lo scambio di due gruppi produce uno stereoisomero.

Gli stereocentri includono i centri asimmetrici (per i quali lo scambio di due gruppi produce un enantiomero).

gli atomi sp² (o quelli (sp²) di un composto ciclico dove lo scambio di due gruppi produce l’isomero m-s-calom (c) ed viceversa).

2 enantiomeri

Per trasformare il 2 enantiomeri in molecole identiche, si rompono i legami.

• rotazione di 180° -> stessa molecola
• rotazione spaziale -> enantiomero

Tutte le molecole planari sono achirali.

Il carbonio asimmetrico non è un centro di simmetria; anche i carboni degli anelli biciclici sp² non sono centri di simmetria.

eccesso enantiomerico ee:

ee = rot. specifica osservata / rot. specifica enantiomero puro * 100

es:

(S)(+)–2-bromobutano

[α]_D²⁰ = +23,1 (puro)

[α]_D²⁰ = +23,1 (osservata)

ee = +23,1 / 23,1 * 100 = 40%

60% S 40% R

70% S 30% R

CH₂OH

|

CHO —— (R) —— D-(+)-gliceraldeide

|

CH₂OH

epossidi:

Ar — CH— CH₂O_|O Epoxide

(trans-epoxido)

• Per passare da un enantiomero all'altro si invertono entrambi i centri chirali

• Per passare da un diastereoisomero all'altro si inverte uno solo dei centri chirali simmetrici

Separazione degli enantiomeri. Risoluzioni

Si ottengono due prodotti diasteroisomerici usando un agente chirale enantiomericamente puro

+ H₂C – C – OMe _{Agente Risol. (–)}|PP_H2 →H₂OAcido acetico

Miscela racemica3) Reagente C=O

(R)-alcol + (S)-alcol