Riassunto esame Chimica, prof. Galliano, libro consigliato Chimica organica, Hart, Hadad, Craine, Hart (prima parte)

CHIMICA ORGANICA 1

GRUPPI FUNZIONALI E SOSTITUENTI

ALCANI, ALCHENI, ALCHINI

COMBUSTIONE E REAZIONE DI ALCANI, ALCHENI E ALCHINI

SIMMETRICITA' E ASIMMETRICITA'

REAGENTI ELETTROFILI E NUCLEOFILI

ADDIZIONE ELETTROFILA

REGOLA DI MARKOVNIKOV

CARBOCATIONI E LORO STABILITA'

COMPOSTI AROMATICI

STRUTTURA DI KEKULE'

NOMI TRADIZIONALI DEI COMPOSTI AROMATICI

SOSTITUENTI ORTO/PARA E META ORIENTANTI

SOSTITUZIONE ELETTROFILA

SOSTITUENTI ATTIVANTI E DISATTIVANTI

STEREOISOMERIA OTTICA, CONVENZIONE R-S, CONVENZIONE E-Z

LUCE POLARIZZATA

PROIEZIONI DI FISCHER

MISCELA RACEMICA

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA (MECCANISMO SN₂ E SN₁)

ALCOLI, FENOLI, TIOLI E TIOFENOLI

ACIDITA' E BASICITA'

ACIDITA' DI ALCOLI E FENOLI (IONE ALCOSSIDO)

REAZIONI E OSSIDAZIONE DI ALCOLI

ETERI

ALDEIDI E CHETONI (PRIMA PARTE)

GRUPPI FUNZIONALI

ALCOLICO:

-C-_|-OH

ETERE:

-C-_|-O-_|-C-

ALDOSO:

-C-_|=^O_|-H

CHETOSO:

-C-_|-C-_|=^O

Gli alcani senza ramificazioni si chiamano “alcani normali”, e si scrivono, in formula generale:

_n-alcani

dove n=normali

SOSTITUENTI

METILE

H  | H—C—  |  H

ETILE

H     H  |       | H—C—C—  |       |  H     H

PROPILE

C₃H₇

BUTILE

C₄H₉

IDRATAZIONE DEGLI ALCHENI

È necessario un catalizzatore acido perché la molecola neutra dell'acqua non è sufficientemente acida da fornire i protoni che danno inizio al processo.

L'idratazione viene impiegata per produrre alcoli a partire dagli alcheni:

Il carbocatione

Il carbocatione essendo molto reattivo, si combina con specie chimiche in grado di fornirgli elettroni, ossia i nucleofili.

_H C ^+Nu_- → _H C _- C   ^N_u

Esempi di addizione elettrofila

Esempi di addizione elettrofila sono le reazioni tra alchene e HCl, HOSO₃H e H₂O.

Anche se la reazione è in realtà la somma di due reazioni (l'attacco di H⁺ elettrofilo e l'unione del carbocatione con un nucleofilo) si dice che si tratta di una reazione di addizione elettrofila perché il carbocatione è talmente reattivo che si trasforma subito nel prodotto finale, mentre l'attacco elettrofilo è molto lento e dà quindi il nome all'intero processo.

Struttura di Kekulé

Il chimico Kekulé ipotizzò che il benzene fosse una struttura a esagono regolare, per cui ogni vertice corrispondeva a un atomo di carbonio a cui è legato un atomo di idrogeno. In questo modo però ogni carbonio formerebbe solamente tre dei quattro legami possibili.

Egli ammise allora che vi è un'alternanza di legami semplici e doppi lungo l'anello: questa struttura sarebbe però altamente instabile e provocherebbe le tipiche reazioni degli alcheni. Kekulé ipotizzò che i legami semplici e doppi si scambiassero di posizione in maniera tanto veloce da impedire le caratteristiche reazioni degli alcheni.

RIEPILOGO SOSTITUZIONE ELETTROFILA

CLORURAZIONE

+ Cl₂ FeCl₃ + HCl

BROMURAZIONE

+ Br₂ FeBr₃ + HBr

NITRAZIONE

+ HNO₃ H₂SO₄ + H₂O

"Il benzene si unisce allo ione nitronio NO₂"

O=N⁺=O

SOSTITUENTE

NOME SOSTITUENTE

-COOH - carboss -CO-NH₂ - carbossammido -SO₃H - acido solfonico -C≡N - ciano -NO₂ - nitro

DISATTIVANTI, META ORIENTANTI alta - ridotta reattività - bassa

Convenzione R-S

Gli enantiomeri sono isomeri con configurazioni opposte. Per poterne indicare la configurazione si usa la convenzione R-S. La convenzione opera in tale modo:

1. Si dispongono i quattro gruppi legati al carbonio stereogeno in ordine di priorità (le regole di priorità sono descritte in seguito) a, b, c, e d.
2. Si osserva il gruppo a priorità più bassa d in maniera frontale rispetto al carbonio stereogeno.
   • d
   • .
   • c
3. Restano quindi tre gruppi a, b, e c. Se per andare da a a c (da priorità maggiore a minore), passando per b, si procede in senso orario, la configurazione è R (rectus); se si procede in senso antiorario, la configurazione è S (sinister).

PROPRIETÀ ENANTIOMERI

Due enantiomeri differiscono tra loro solo per la chiralità: di conseguenza sono diversi solo per le proprietà chirali. La chiralità di un soggetto assume rilevanza quando l'oggetto interagisce con un altro soggetto chirale

PROIEZIONI DI FISCHER

Le proiezioni di Fischer sono un insieme di convenzioni che permettono di mettere in evidenza la disposizione tridimensionale dei gruppi nelle molecole chirali, utilizzando una rappresentazione bidimensionale.

Un tipico schema di una proiezione di Fischer è il seguente: R

R" R'

R"' R¹

• Ci sono alcune regole:
• ➀ non scrivere il simbolo C del carbonio stereogeno, che viene invece rappresentato dall'intersezione tra il segmento orizzontale e quello verticale
• ➁ nel segmento orizzontale si mettono i gruppi (in questo caso, H e OH) che nella realtà si trovano davanti al piano della carta,