Chimica organica

SCHEMA REAZIONI CHIMICA ORGANICA- Sostituzione nucleofila- Dissociazione processo reversibile che vede la rottura di un legame.

- Addizione nucleofila molecola negativa che va a reagire con una neutralegandosi con quest’ultima.

- Addizione elettrofila molecola positiva che reagisce con una neutra alla quale silega.

ALCHENITutti quei composti che presentano un doppio legame tra due atomi di C.

NOMENCLATURA

1. Bisogna individuare la catena più lunga che contiene il doppio legame e le siattribuisce il suffisso -ene.
2. Individuare la posizione del doppio legame con il numero più basso possibile. Aseconda della posizione del doppio legame possiamo avere alcheni terminali (se ildoppio legame è all’inizio o alla fine) interni (se il doppio legame è all’interno dellacatena).
3. I sostituenti precedono il nome dell’alchene
4. In presenza di alcheni disostituiti si utilizza il prefisso cis se i sostituenti sono sullostesso piano se no si usa

Il prefisso tran si utilizza quando si trovano su piani differenti. In presenza di alcheni tri o tetra sostituiti, si considerano i due sostituenti con priorità maggiore. Se i sostituenti sono sullo stesso piano, si utilizza il prefisso Z; altrimenti, se sono su piani diversi, si utilizza il prefisso E.

DOPPIO LEGAME

Questo legame è composto da un legame σ (che si ottiene per sovrapposizione dei lobi 2ibridi sp ed è più forte) e da un legame π (che si ottiene dall'interazione dei lobi dei due orbitali p rimanenti ed è più debole). Nonostante sia debole, il legame π permette la formazione di isomeri con doppio legame trans (che sono quelli più stabili) e isomeri con doppi legami cis (che sono quelli meno stabili).

Inoltre, un doppio legame più sostituito diventa più stabile. Anche i doppi legami interni sono molto più stabili di quelli terminali.

IMPORTANTE: gli isomeri cis e trans non sono rotameri, cioè non si ottengono

l'unodall'altro per libera rotazione attorno al legame σ. Ma rompendo il legame π eruotando i sostituenti intorno a C e solo in seguito riformando il nuovo legame π.

REAZIONI D'ADDIZIONE- IDROGENAZIONE CATALITICA (addizione catalitica)

Si tratta di un processo molto lento e per questo serve un catalizzatore che vada arompere il legame H - H, tra i possibili catalizzatori abbiamo il Pd - C e il PtO .2

Avviene quindi un'addizione SIN al doppio legame e si tratta di un processo stereoselettivo con gli atomi di H che attaccano prevalentemente la parte stericamente meno impedita del doppio legame.

ADDIZIONE ELETTROFILA +

Si tratta di un processo regioselettivo suddiviso in due stadi, il primo in cui H si lega al C meno sostituito del doppio legame (seguendo la regola di Markovnikovovvero H si lega al C più sostituito mentre X a quello meno sostituito) e un secondo stadio in cui avviene l'attacco del nucleofilo.

Idroalogenazione addizione

elettrofila di H – X dove H effettua l’attacco elettrofilo e X l’attacco nucleofilo.

Idratazione addizione elettrofila di H – OH dove H effettua l’attacco elettrofilo e OH l’attacco nucleofilo.

Alogenazione addizione elettrofila di Br o di Cl , questa addizione avverrà  2 2in anti perché si formerà un intermedio ciclico che si aprirà in seguito ed inparticolare si romperà per primo il legame sul C piùsostituito.

Sintesi di aloalcoli vicinali si tratta di un’addizione elettrofila di X in  2presenza di H O.2

Sintesi di aloeteri vicinali si tratta di un’addizione elettrofila di X in  2presenza di ROH.

Sintesi dioli vicinali sin si tratta di un processo di diidrossilazione che può avvenire secondo uno dei due processiseguenti.

Sintesi dell’ossaciclopropano si tratta di un’adizione elettrofila che parte da un alchene e un perossido.

Sintesi dioli

vicinali anti avviene in seguito alla reazione precedente e consiste in una apertura dell’ossaciclopropano in ambiente acido.

Ozonolisi e riduzione si tratta di un’addizione elettrofila di 0 e successiva  3riduzione per mezzo di (CH ) S che porta alla formazione di composti3 2carbonilici.

Reazioni di Diels-Alder reazione che partendo da un diene e da un dienofilo fornendo calore o luce portano alla formazione di ciclodieni.

POLIMERIZZAZIONE RADICALICA A CATENA

1. Innesco viene generato un qualsiasi radicale chein seguito va ad attaccare un alchene rompendo il doppio legame legandosi ad esso e creando un nuovo radicale.
2. Propagazione il radicale va adattaccare e rompere altri doppi legami ed in seguito si lega alle molecole rotte allungando la catena radicalica.
3. Terminazione quando vi è l’incontro tra due radicali si forma un legame σche porta a compimento la formazione della catena e del polimero.

ALCOLI

Si tratta di tutti quei

composti che presentano il gruppo funzionale ossidrile (–OH), sono abbondanti in natura e presenti in una grande varietà di strutture diverse.

Si classificano in:

• alcoli primari (C legato al -OH è legato a un solo C)
• alcoli secondari (C legato al -OH è legato a due C)
• alcoli terziari (C legato al -OH è legato a tre C)

NOMENCLATURA

Il nome dell’alcol deriva da quello della catena più lunga contenente l’alcol (non perforza deve essere la catena più lunga della molecola). La numerazione viene fatta in modo tale da attribuire il numero più basso al carbonio legato al gruppo ossidrilico. Se il gruppo ossidrilico è legato a due catene di uguale lunghezza si sceglie quella con il numero di sostituenti più elevato.

Per quanto riguarda invece gli alcoli ciclici si attribuisce la posizione numero 1 al C legato al gruppo ossidrilico.

Nel caso in cui il gruppo ossidrilico svolgesse il ruolo di sostituente si utilizza il

prefissoidrossi.PROPRITÁ FISICHE

Una molecola di alcol può essere suddivisa in due parti diverse:

• Gruppo -OH ha proprietà idrofiliche ed è quindi in grado di formare ponti ad idrogeno
• Parte alchilica ha proprietà idrofobiche

Più la catena alchilica è lunga più idrofobica diventa a molecola e quindi è menosolubile in acqua. Gli alcoli sono quindi delle sostanze anfotere ovvero che possono avere sia un comportamento acido che uno basico.

Comportamento acido: in presenza di una base formano ioni alcossidi RO, questo comportamento viene favorito in presenza di sostituenti elettron-attrattori mentre è sfavorito dalle elevate ramificazioni. Inoltre, in presenza di basi forti, avviene la deprotonazione dell’alcol.

Comportamento basico: in presenza di acidi forti avviene la protonazione con formazione di ione alchilossonio che poi può essere soggetto ad attacco nucleofilo, poiché OH funge da buon

gruppo uscente.

2REAZIONI DEGLI ALCOLI

1. PROTONAZIONE

   La protonazione degli alcoli (primari) porta alla formazione dello ione ossonio che a sua volta potrebbe fungere da gruppo uscente, infatti gli alcoli primari in seguito alla protonazione possono essere soggetti a S2.

2. OSSIDAZIONE

   Da alcol primario ad aldeide

   Da alcol secondario a chetone

3. SINTESI ALOGENOALCANI DA ALCOLI

   Bromoalcano

   Cloroalcano

SINTESI DEGLI ALCOLI

1. IDROLISI DI ALOGENOALCANI

   Gli alogenoalcani primari formano alcoli in seguito a SN2, sostituzione nucleofila che è stereospecifica e avviene con ritenzione di configurazione.

   Gli alogenoalcani terziari formano alcoli in seguito a SN1 e producono una miscela racemica.

2. IDROGENAZIONE CATALITICA DI ALDEIDI E CHETONI

   L'idrogenazione di aldeidi e chetoni ad alcoli richiede l'intervento di catalizzatori attivi sia sul substrato stesso sia sul legame H-H.

3. RIDUZIONE CON IDRURI DEL C CARBONILICO DI ALDEIDI E CHETONI

   L'atomo di C di un gruppo

carbonilico è elettrofilo, quindi soggetto ad attacco nucleofilo. Da aldeide alcol primario   Da chetone alcol secondario   4. RIDUZIONE DEGLI ETERI CICLICI CON IDRURI - La reazione inizia con un attacco nucleofilo dell'idruro H e procede con l'ossigeno che funge da gruppo uscente, si tratta però di una SN2 atipica in quanto il gruppo uscente in realtà rimane legato alla molecola. Se l'etere ciclico non è simmetrico l'attacco avviene sul C meno sostituito e l'apertura avviene dalla parte opposta rispetto alla direzione di attacco del nucleofilo. ETERI Sono composti derivati dall'acqua dove tutti gli atomi di H sono stati sostituiti da gruppi alchilici, sono quindi quelle molecole con gruppo funzionale R – O – R. Possono avere una struttura lineare (visibile nei solventi di reazione) oppure ciclica (visibile nei metalli alcalini). Quest'ultimi sono soggetti a tensione ad anello, ad esempio gli ossaciclopropani.

Sono insolitamente reattivi e soggetti ad attacco nucleofilo con l'apertura dell'anello.

NOMENCLATURA

Vengono trattati come alcani che hanno un sostituente alcossi, la catena principale è quella più lunga con il sostituente mentre il sostituente a minor numero di atomi di C fa parte del gruppo alcossi.

REATTIVITÀ OSSACICLOPROPANI

Tramite SN e attraverso idruri avviene l'apertura dell'anello in particolare se il nucleofilo è anionico la reazione sarà stereospecifica con formazione solo del composto con l'attacco al C meno sostituito, se il nucleofilo è neutro la reazione sarà parzialmente stereoselettiva. Se invece al posto degli idruri la reazione viene catalizzata attraverso gli acidi allora l'attacco avverrà sul C più sostituito.

SINTESI ETERI DI WILLIAMSON

1. SINTESI INTERMOLECOLARE porta ad avere eteri lineari partendo da alogenoalcani primari ed attraverso un processo di sostituzione nucleofila