Schemi chimica organica

Nomenclatura degli acidi e sostituenti

Nomenclatura: acido + eventuali sostituenti + nome alcano della catena più lunga di atomi + oico. Può essere posto come C 1 oppure su entrambe le estremità della catena.

Acidi dicarbossilici

Si indica come: ac ...dioico.

Acidi aromatici

Si indica come: acido + numero e nome dei sostituenti + ...benzoico (IUPAC). Nella nomenclatura comune, i carboni possono essere numerati con le lettere greche a partire dal secondo. Nel caso di due sostituenti si può utilizzare la nomenclatura orto, meta, para per gli aromi.

Proprietà fisiche degli acidi carbossilici

Tendono ad associarsi in dimeri attraverso legami H, con punti di ebollizione più alti di alcoli e ammine. Solubili in H₂O, con notevoli effetti idrolitici. Gli acidi carbossilici presentano una coda idrofoba e una testa idrofilica.

Reattività e acidità

Effetto induttivo del sostituente X: NaHCO₃ lo utilizza. Incidono su acidità: elettronegatività di X; polisostituzione per separare l'acido benzoico da fenolo e fenilmetanolo lontano. Poi, esterificazione di Fischer con utilizzo di NaOH e H⁺.

Esterificazione di Fischer

R-COOH + R'-OH in soluzione da estere + H₂O. Effetti minori nei benzoati (acidi benzoici) per separare il fenolo dal fenilmetanolo. L'acido è solo un catalizzatore per l'equilibrio della reazione, non incide. Si sfrutta il principio di Le Chatelier e la reazione inversa si chiama idrolisi.

Meccanismo di esterificazione

• St 1: Protonazione O libero del R-COOH.
• St 2: Attacco del carbocatione formato da parte del O dell'alcol.
• St 3: Deprotonazione dell'alcol attaccato.

Riduzione degli acidi carbossilici

R-COOH è molto resistente alla riduzione, specialmente quella catalitica. Protonazione di un OH dell'intermedio appena formato si usa LAH. St 4: Deprotonazione del secondo alcol attaccato e uscita di H₂O.

Alogenuri alchilici e decarbossilazione

Per gli aldeidi e i chetoni si usa H₂/Pt oppure NaBH₄. Funzione biologica aromatizzante (olfatto).

Conversione in alogenuri alchilici

R-COX (cloruri alchilici i più comuni) si ottengono con SOCl₂.

Decarbossilazione

Di beta-chetoacidi in acetone, meccanismo: stadio ciclico → formazione di un enolo (tautomeria) e anidride carbonica. Ac malonici sostituiti: ac...dicarbonico. Stesso meccanismo dell'acido beta-chetoacido ma formazione di un ac monoacetico sostituito.

Basi azotate e nucleosidi

Basi azotate si dividono in:

• Pirimidine: U, C, T.
• Purine: A, G.

Nucleoside: base + zucchero (2-deossi-D-ribosio o D-ribosio).

Acidi nucleici

DNA e RNA. Nucleotide: nucleoside + fosfato.

RNA

• 1) U invece di T.
• 2) D-ribosio.
• 3) Più instabile del DNA, più corto e a filamento singolo.

DNA

(A - T, C - G): struttura primaria: sequenza di nucleotidini in ordine 5' ApGpTpCp ecc. 3'. Struttura secondaria: struttura a doppio filamento antiparallelo con andamento a α-elica per la costruzione del DNA si costruiscono legami fosfodiesterici attraverso l'apporto di ATP.

Nomenclatura IUPAC

Alcheni: en (come per i cicloalcheni), i dieni e i polieni possono essere CUMULATI, CONIUGATI o ISOLATI.

Alchini

La formazione di glicoli (ossidazione alcheni) dà semi-reazioni bilanciate che aiutano a capire se si ha ossidazione o riduzione di una. La reattività degli alche è abbastanza reazione (es. tetraossido di osmio che reagisce con reazioni possono avvenire in due modi alternativi: simile a quella degli alcheni, ma l'alchene o il cicloalchene, da una sola parte del polimerizzazione oppure questo caso l'alchino reagisce due reagente "SIN").

Reazioni degli alcheni e alchini

Il protone degli alchini alcheni e alchini: idrocarburi insaturi volte per rompere entrambi legami (p-le idrogenazioni possono essere sia in SIN che in ANTI. Addizione elettrofila (altamente regioselettiva): terminali è piuttosto acido: pKa = 25 greco). Idroclorurazione, idratazione e bromurazione, utile la regola di Markovnikov per la determinazione del meccanismo e reagiscono con basi forti e in seguito conoscerre il composto più stabile oppure danno basi abbastanza forti da far atre addizioni analoghe dai sono: ossidrilazione, reazioni competitive per determinare i prodotti più stabili e idrogenazione si considera la stabilità dei carbocationi: metile < 1° < 2° < 3° = benzilico = allilico.

Proprietà fisiche degli alcheni e alchini

Alcheni: C_nH_2n. I sostituenti possono avere effetti induttivi: elettrondonatori ed elettron-accettori. I C sono ibridati sp. Proprietà fisiche apolari: effetti di risonanza (che prevalgono meno polari in trans che in cis). Importanza isomeria cis-trans: isomeria geometrica: se e solo se (a diverso da b e c diverso da d) se tutti i sostituenti sono diversi si utilizza il sistema E-Z.

Nomenclatura e ossidazione degli alcoli

Suffisso 'olo' con la precedenza su alcheni alchini e alogeni. L'ossidante usato più comunemente è l'acido cromatico, che dà un iniziale aldeide (COH), poi un ac. carbossilico (COOH). La numerazione dei C inizia dal gruppo OH-, per gli alcoli 1° mentre per quelli secondari si ottiene un chetone (C=O).

Conversione in R-X

Presenza di C 1°, 2° e 3° fattori sterici ed elettronici intervengono nella conversione: se si vuole interrompere la reazione alla forma di aldeide si HCl reagisce a seguito di protonazione del gruppo R-OH 3° con SN1. Più alcoli: dioli, trioli (glicoli se su carboni adiacenti) utilizza come l'ossidante il primidinio clorocromato (PCC).

Alcoli insaturi

HBr e HI invece reagiscono a seguito di protonazione di R-OH 3° (solo gruppo OH più basso; per questi gruppi), 2° o 1° SN2 in suffisso -en- per trasformare gli alcoli 1° e 2° in cloruri si utilizza SOCl₂ (cloruro di tionile) in questo modo si ha comunque SN2.

Proprietà fisiche degli alcoli

Acidi molto deboli simili ad H₂O: pKa= 16. Si ha infine completa inversione di Walden. Legami a H si comportano anche da basi. Punti di fusione più alti degli alcani. Solubilità in acqua danno reazioni con i metalli attivi: Li, Na, K, Mg sono meno acidi di H₂O (eccetto MeOH e EtOH) a causa dell'effetto induttivo elettrodonatore dei gruppi R le basi forti che si formano possono formare un alcolato.

Disidratazione con catalisi

C⁺: ordine di facilità di disidratazione dei 3° > 2° >> 1°. La direzione di disidratazione segue la regola di Zaitsev. Meccanismo E1: alcoli 3° e 2°. Meccanismo E2: alcoli 1°. La disidratazione di alcoli è esattamente l'opposto dell'idratazione degli alcheni acido catalizzata. Le reazioni sono reversibili e in competizione. Per controllare la direzione della reazione si utilizza il principio di Le Chatelier.

Alcoli, eteri e tioli

Proprietà fisiche: molecole polari.

Tioli

R-SH. Nomenclatura p.eb e p.m analoghi ad alcani eteri: R-O-R'. Solubilità in H₂O. Come gli alcoli ma con il suffisso che finisce in -tiolo. Reazioni in certi casi gli S possono trovarsi tra due catene R reazioni (SN) come gli eteri, allora il suffisso diventa solfuro, es: dimetilsolfuro si preparano tramite SN alifatiche tra R-O- + R'-X → R-O-R' (sintesi di Williamson).

Epossidi

Si formano per epossidazione di un alchene. Sono in particolare sensibili all'ossidazione da O₂.

Proprietà fisiche degli epossidi

Nomenclatura: l'apertura degli epossidi avviene tramite catalisi acida. Il CoA è un buon nucleofilo e un buon gruppo uscente. Minore polarità rispetto agli OH-R. Catena più lunga come alcano + sost alcossilico C⁺. Forte volatilità. In trans (stereo specifica in sin, e con regioselettività per più sostituito nel caso di catalisi acida meno sostituito per le eteri ciclici più importanti: ossido di etilene catalisi basiche) attraverso l'apporto di acido peracetico (COHOO).

Furano, tetraidropirano, diossano

In cis attraverso l'apporto di tetrossido di osmio (OsO₄).

Proprietà acido-base degli amminoacidi

Solubili in H₂O. Acidi poliprotici deboli NH₃⁺. Pka = 2,19 grazie all'effetto induttivo di presentano sempre un gruppo ammino per l'Eq. di Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + Log₁₀ [A^-]/[HA].

Amminoacidi

Ad eccezione della glicina (serie S) con R = H, tutti gli aa sono della serie L. Ad eccezione della prolina, tutti gli aa hanno ammine 1°. Il PI è il pH in cui l'aa presenta carica 0 (come zwitterione). La forma più presente è quella ionizzata. Sono di 20 tipi.

Amminoacidi e peptidi

Struttura primaria: sequenza completa degli aa lungo la catena peptidica. La geometria trans è permessa grazie alla risonanza ammidica.

Peptidi

Si formano per legame peptidico (o ammidico) tra un gruppo ammino e un gruppo carbossilato. Struttura secondaria: sono dovute a diversi legami H (NH----O=C).