Lezione 3: alogenuri alchilici

CH₃Cl . CH₃Br

ALOGENO ALCANI - ALOGENURI ALCHILICI

1. CH₃Cl

   • SAP QUINDI
   • CLORO METANO
   • CLORURO METILICO

   È UN GAS UTILIZZATO DA SPRUZZARE SOPRA LE FERITE CON FUNZIONE ANESTETICO

   IL DIPOLO È PERMANENTE! (APROTICO)

   EFFETTO INDUTTIVO

   -I

   NON SONO SOLUBILI IN H₂O, CONTENGONO UN LEGAME POLARIZZATO QUINDI LA MOLECOLA RISULTA LEGGERMENTE POLARE!

2. CH₃Cl

   • CL₂ / UCE
   • CH₂Cl₂
   • DICLORO METANO
   • CLORURO DI METILENE

   BUON SOLVENTE

   POLARE APROTICO

   PRESENTA 2 LEGAMI POLARIZZATI CHE NON SI ANNULLANO PERCHÈ NON SONO DIAMETRALMENTE OPPOSTI!

   NON FORMA LEG P H

- CH₃Cl - CH₃Br

ALOGENO ALCANI o ALOGENURI ALCILICI

1. CH₃Cl

   SAPORE DOLCIASTRO

   1. CLOROMETANO
   2. CLORURO METILICO

   È UN GAS UTILIZZATO DA SPRUZZARE SOPRA LE FERITE CON FUNZIONE ANESTETICA

   IL DIPOLO È PERMANENTE! (APROTICO)

   EFFETTO INDUTTIVO -I

   NON SONO SOLUBILI IN H₂O, CONTENGONO UN LEGAME POLARIZZATO QUINDI LA MOLECOLA È RECISAMENTE POLARE!

2. CH₃Cl

   (Cl₂ / HCE)

   CH₂Cl₂

   1. DICLOROMETANO
   2. CLORURO DI METILENE

   BUON SOLVENTE

   POLARE APROTICO

   PRESENTA 2 LEGAMI POLARIZZATI CHE NON SI ANNULLANO PERCHÈ NON SONO DIAMETRALMENTE OPPOSTI!

⇒ NON FORMA LEG. P H

3)

CH₂Cl₂

Cl₂/UVF

CHCl₃

Cloroformio

Ottimo solvente ma tossico.Usato fino a poco tempo fa.

Molecola polare

4)

CCl₄

Tetraclorometano

Tetracloruro di carbonio

Tutti i vettori sonouguali quindi μ = 0

Solvente apolare aprotico

- RE : Questi composti sono completamenteinsolubili in H₂O perché sono costituiti dadipoli permanenti

CH₃ - Br

Br - CH₃

4°C

CH₃ - CH₃

CH₃ - CH₃

-180°C

NB: A parità di V, per la presenza di dipolipermanenti questi composti bollono a T diverse

Br₂

luce

Br

a) CH₃CH₂CH₂°

RADICALE 1° ALCILICO

b) CH₃CH°CH₃

RADICALE 2° ALCILICO

NB:

DAL PUNTO DI VISTA STATISTICO, ESSENDOCI 6 LEGAMI C - H, SAREBBE PIÙ FACILE CHE SI ANDASSE

VERSO QUESTO TIPO DI REAZIONE.

MA LA REAZIONE PROCEDE VERSO IL RADICALE ALCILICO PIÙ STABILE, ANCHE SE CE N'È MENO.

LA REAZIONE VA VERSO IL RADICALE ALCILICO PIÙ STABILE

2° > 1° > CH₃°

Br

CH₃ CH CH₃

_{3   2  1}

2-BROMO-PROPANO (ALOGENO ALCANO)

SECONDO LA NOMENCLATURA ALOGENURO ALCILICO SOPRA:

BROMURO DI ISOPROPILE

o

ISOPROPIL BROMURO

RADICALE ISOPROPILE

IS-Pr

(a)

(b)

LUCE

(a)

(b)

LUCE

(a)

(b)

LUCE

3° > 2° > 1°

QUESTO COMPOSTO PRENDE IL NOME DI:

2-METIL-2-CLORO-PROPANO (ALCANO)

TERZIARIO

TERZIARIO

T-BUTIL

RADICALE TERZIARIO BUTILE

t-Bu

LUCE

LA REAZIONE È COMPLETAMENTE SELETTIVA!

LUCE

(COMPLETAMENTE)

LA REAZIONE VA VERSO UN REAGENTE

100% REGIOSELETTIVA

ALOGENO ALCANI e ALOGENURI ALCHILICI

SONO COMPOSTI SATURI DERIVATI DIRETTI DEGLI ALCANI.

• LEGAME C-C
• LEGAME C-H
• LEGAME C–Alogeno

LEGAMI σ

• CH₃Br

In BROMO UTILIZZA ORBITALI IBRIDI _sp³.ANCHE GLI ALOGENI SI IBRIDIZZANO PER FORMARE LEGAMI.

• CH₃CH₂Br = OMOLOGO DEL PRECEDENTE RIMANDODAVANTI NELLA STESSA CLASSE DICOMPOSTI AGGIUNGENDO UN C.

BROMO_ETANOBROMURO DI ETILE . ETIL BROMURO

• CH₃CH₂ ┊ ETILE
• ³CH₂²CH₂¹CH₂Br DERIVATO DEL PROPANO (3C)¹CH₃CH₂CH₂

γ-BROMO PROPANO³CH₃²CH₁CH₃³CH₂CH₂CH₂CH₃

σ-BROMO PROPANOBr

SONO ISOMERI COSTITUZIONALI(STESSA FORMULA MOLECOLARE) C₃H₇Br

REGIOISOMERI

SOTTOGRUPPO DEGLI ISOMERI COSTITUZIONALIPERCHÉ È DIVERSA LA POSIZIONE DEL SOSTITUENTEN.B: PER SPOSTARE LA Br DEVO ROMPERE IL LEGAME C–BrE FORMARE I LEGAMI C–C Br CSI RICERCANO GLI ISOMERI IN TUTTI I COMPOSTI ORGANICI.

E3:

C₄H₉Cl

1. C - C - C - C

             |

             Cl

   1 - Cloro - Butano

   Primario

2. C - C - C - C

        |

        Cl

   2 - Clorobutano

   Secondario

NB:

CH₃Cl è un cloro

metilico & ce n'è uno solo!

1°, 2° ce ne sono molti!

2. C - C - C

     |

     C

     |

     Cl

   1 - Cloro - 2 - Metil - Propano

   Primario

3.    C

      |

   H₃C - C - C - CH₃

           |

           Cl

   Cioè

          C  

          | 

          C - C - C

            |

            Cl

   2 - Metil - 2 - Cloro - Propano

   Cloruro di Terziar Butile

ESERCIZIO:

C₅H₁₁Br

Trova isomeri costituzionali

INTORNO AI LEGAMI C-C E' LIBERTA' DI ROTAZIONE

QUESTA MOLECOLA HA UN CONTINUO MOVIMENTO ROTAZIONALE INTORNO AL LEGAME C-C

IN ALCUNI CASI QUESTE ROTAZIONI PORTANO A COMPOSTI DIVERSI

ES: BUTANO

ESAMINIAMO QUESTO LEGAME C-C

SE C₁ METTO SUL PIANO DELLA PAGINA, VEDO IL C₂ COME UNA SFERA CHE (PER SPOSTARMI)

VERSO L'ALTO HA 1 CH₃

A DESTRA 1 H

A SINISTRA 1 H

IL C₃ NON LO VEDO PERCHE' MOMENTANEAMENTE NASCOSTO DAL C₂ MA POSSO VEDERE I SUOI LEGAMI

IL C₃ E' ECLISSATO DAL C₂

STRUTTURE di NEWMAN

STUDIO CONFORMAZIONALE:

Studio utilizzato per trovare tutte le strutture lungo il legame sigma (σ) - in questo caso del butano

CH₃ CH₂ CH₂ CH₃

Per convenzione: tengo fisso il C anteriore e ruoto quello posteriore.

Ecclissato

Tutti i legami sono ecclissati

Sfalsato (anti)

2° conformero (gauche)

Sfalsato (gauche)

TUTTE LE STRUTTURE SONO IN EQUILIBRIO

TUTTE SONO DALLA ROTAZIONE INTORNO AI LEGAMI OC-C ROTAZIONI CHE NON COSTA NULLA PROVOCO ALIVELLO ENERGETICO

3 STRUTTURE ECLISSATESOFFRONO DI TENSIONI OMEGLIO DISTURBI CHEFANNO AUMENTARE ILCONTENUTO ENERGETICO

ECLISSATI SONO LEGAMI, CIOE LE NUBIELETTRONICHE

TENSIONE TORSIONALE = ECLISSAMENTO DELLENUBI ELETTRONICHE LEGATE AL LEGAME o

NB: IL DISTURBO STERICO E DOVUTO ALLA DIMENSIONEDEI GRUPPI SOSTITUENTI, QUINDI DEL FUNZIONAMENTODELLA NUBE ELETTRONI RES ASSOCIATA AD UN SOSTITUENTE

TENSIONE STERICA

LE FORZE ECLISSATE SOFFRONO DI ENTROPATI, DISTURBIE SI TROVANO IN UN MASSIMO DI ENERGIA MENTRE LESFALDATE SI TROVANO IN UN MINIMO PERCHE NON SOFFRONONE DI TENSIONE STERICA NE DI TENSIONE TORSIONALE.

E E E (3-5 kcal/mol)S S S

PER QUESTO MOTIVO LE STRUTTURE (E) NON VENGONO PRESEIN CONSIDERAZIONE: NON SONO ALTRO CHE STATI DI TRANSIZIONE

LE SFALDATE NON SONO ALTRO CHE CONFORMERI, SONO LECONFORMAZIONI PIU STABILI E SONO SEMPRE 3!

TRA LE STRUTTURE SFALSATE:

LE CONFORMAZIONI CON I METILI (-CH3) A 60° FRA LORO E' DEFINITA STRUTTURA GAUCHE

LA CONFORMAZIONE CON I METILI A 180° FRA LORO (QUELLA ALLA MAX DISTANZA FRA LORO) E' DETTA ANTI

SEMPRE: 1 ANTI; 2 GAUCHE

LE STRUTTURE SFALSATE SONO IN EQUILIBRIO TERMODINAMICO SPOSTATO SEMPRE VERSO LA CONFORMAZIONE PIU' STABILE.

LA STRUTTURA PIU' STABILE NELL'EQUILIBRIO E' LA CONFORMAZIONE ANTI INFATTI NELLE GAUCHE LE NUBI ELETTRONICHE ASSOCIATE AI METILI (DELLE GAUCHE) SUBISCONO DI TENSIONE STERICA DOVUTA PROBABIL. ALLA VICINANZA (A 60°) TRA I METILI.

NB:: IL BUTANO IN BOMBOLA E' ANTI DEL 60%

• ANTI 80%
• GAUCHE 10%
• GAUCHE 10%

SONO DISTINGUIBILI ED EQUIVALENTI

CHE HANNO LO STESSO CONTENUTO ENERGETICO

SONO EQUIVALENTI PERCHE' SONO SPECULARI CIOE' L'UNO L'IMMAGINE DELL'ALTRO

LE 2 GAUCHE SONO SPECULARMENTE CORRISPONDENTI PRESENTI NELLA STESSA Q.TA' ALL'EQUILIBRIO

I CONFORMERI SONO UNITI DA LEGAMI 3-5 KCAL/MOL QUINDI NON SONO MAI SEPARABILI PERCHE' LE BARRIERE CHE LI SEPARANO SONO TROPPO DEBOLI E SI ROMPONO ANCHE A BASSA TEMPERATURA.

SI OTTERRO' SEMPRE UNA MISCELA.

TUTTE QUESTE FORME CORRISPONDONO A C₄H₁₀ QUINDI TUTTE LE FORME SONO TRA LORO ISOMERI

• NON SONO COSTITUZIONALI
• DIFFERISCONO PER LA DISPOSIZIONE DEI GRUPPI SOSTITUENTI NELLO SPAZIO SONO QUINDI STEREOISOMERI PRECISAMENTE

STEREOISOMERI CONFORMAZIONALI

NB: (?) COSA SONO GLI S.C.? RISPOSTA. SONO ISOMERI CHE DIFFERISCONO PER LA DIVERSA DISPOSIZIONE DEI GRUPPI NELLO SPAZIO MA CON LA STESSA SEQUENZA DI LEGAMI. ALTRIMENTI SAREBBERO COSTITUZIONALI

STUDIO CONFORMAZIONALE

COMPOSTO + LEGAME (INTORNO AL QUALE VIENE EFFETTUATO LO STUDIO)

1. 1-BROMO PROPANO
2. STUDIO DEL LEGAME TRA (C₁-C₂)

NON C'È TENSIONE TORSIONALE NÉ STERICA! L'EQUILIBRIO TERMODINAMICO È SPOSTATO VERSO LE SECON

PIÙ STABILE

IL Br HA EFFETTO INDUTTIVO ELETTRON ATTRATTORE -I

MENTRE I GRUPPI ALCILICI HANNO UN EFFETTO

INDUTTIVO ELETTRON DONATORE +I

IN QUESTA MOLECOLA INFATTI LE CARICHE PARZIALI δ+ E δ-

TENDONO AD ATTIRARSI, UNENDI A DIFFERENZA DEL BUTANO,

CE N'È SIA DI PIÙ NELLA FORMA GAUCHE

CONFORMERO ANTI (BUTANO) = STRUTTURA MAGGIORMENTE

PRESENTE IN EQUILIBRIO

LA STRUTTURA A ZIG ZAG

CORRISPONDE ALLA

STRUTTURA ESAPOLATA DEL

BUTANO