Schemi delle reazioni e riassunti di chimica organica

Reattività degli Alcani

1. Combustione: Processo ossidativo con formazione di H₂O e CO₂

   CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

2. Alogenazione: Sostituzione di un H con un alogeno (X: F, Cl, Br, I) in un alcano (reagenti: Cl₂ e CH₄)
   1. Iniziazzione:

      Cl — Cl → 2Cl·

      Formazione dei radicali

   2. Propagazione:
      • H — C_H3 + Cl· → H — C_H2 + HCl
      • CH₄ + Cl· → ·CH₃ + HCl
      • H — C_H2 + Cl₂ → H — C_H2Cl + Cl·
      • CH₃ + Cl₂ → Cl — CH₃ + Cl·
   3. Terminazione: I radicali rimasti si scambiano
      • Cl· + Cl· → Cl₂ Cloro molecolare
      • ·CH₃ + Cl· → Cl — CH₃ Alogenuro alchilico: metilcloruro (clorometano)
      • CH₃ + ·CH₃ → C₂H₆ Etano

Reattività degli Alcani

1. Combustione: processo ossidativo con formazione di H₂O e CO₂ CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
2. Alogenazione: sostituzione di un H con un alogeno (X: F, Cl, Br, I) in un alcano (Reagenti: Cl₂ e CH₄) 3 stadi
   1. Iniziazzione: Cl₂ → 2Cl· Formazione dei radicali
   2. Propagazione: H−C−H + Cl· → H−C· + HCl  [CH₄ + U· → · CH₃ + HCl] H−C· + Cl₂ → H−C· + Cl₂  [·CH₃ + Cl₂ → U· CH₃ + Cl·]
   3. Terminazione: i radicali rimasti si scambiano Cl· + Cl· → Cl₂ Cloro Molecolare  • CH₃ + Cl· → Cl−CH₃  Alogenuro Alchilico: Metilcloruro (clorometano) • CH₃ + CH₃ → C₂H₆ Etano

CHIMICA ORGANICA - 9

REATIVITA' degli ALCHENI

1. AGGIUNTA ELETTROFILA: rottura di un legame π in favore di due legami σ → da alcheni ad alcani

   • a) AGGIUNTA di HCl all'ETILENE (ALCHENE SIMMETRICO)

     C₂H₄ + HCl → CH₃ - CH₂Cl (CLORETANO)

   • b) AGGIUNTA di HCl al PROPENE (ALCHENE NON SIMMETRICO)

     COMPOSTO PRIMARIO: CH₃ - CH₂ - CH₂Cl (1-CLOROPROPANO)

     COMPOSTO SECONDARIO: CH₃ - CHCl - CH₃ (2-CLOROPROPANO)

   * REGOLA di MARKOVNIKOV: Perché il composto sia stabile, l'idrogeno di HCl si lega al carbonio del doppio legame che presenta un maggior numero di H già legati ad esso. In questo modo, è possibile che si formi solo il carbocatione secondario in quanto, tra i due, è il più stabile.

2. c) AGGIUNTA di H₂O all'ETENE: IDRATAZIONE CATALIZZATA da ACIDI

   CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH (ETANOLO)

d) Addizione di bromo o cloro su etene

1,2-dibromoetano

Il prodotto sarà sempre in trans - ha con miscela racemica di due conformazioni

e) Addizione di H₂ su alcene: idrogenazione catalitica

da alchene a alcano

Senza un metallo per catalizzare perché l'alchene non è un nucleofilo abbastanza forte da rompere il legame H-H

Etano

Esempio: Riduzione del 1,2-dimetilcicloesene in 1,2-dimetilcicloesano

cis / trans

Il prodotto cis è quello che si forma in maggior quantità.

REATTIVITÀ degli ALOGENURI ALCHILICI

1. SOSTITUZIONE NUCLEOFILA: UN ALOGENURO ALCHILICO VIENE SOSTITUITO DA UN NUCLEOFILO (CARBONIO IN sp³)

1. S_N2: SOSTITUZIONE NUCLEOFILA BIMOLECOLARE - MECCANISMO CONCERTATOVELOCITÀ DI REAZIONE = k · [ALOGENURO] [NUCLEOFILO]

• Nu^- + ⟶ Nu ⟶ + Br^-

1. S_N1: SOSTITUZIONE NUCLEOFILA MONOMOLECOLARE - MECCANISMO 2 STADIVELOCITÀ DI REAZIONE = k · [ALOGENURO]

• Nu^- + ⟶ + Br^-Nu + ⟶ + Br^-

COMPETIZIONE TRA I 2 MECCANISMI: COME SI PUÒ PREVEDERE QUALE MECCANISMO TERRÀ? INTRAPRESO DA UNA REAZIONE? DIPENDE DA VARI FATTORI:

1. NUCLEOFILOMAGGIORE È LA NUCLEOFILICITÀ E MAGGIORE È LA POSSIBILITÀ CHE LA REAZIONE PROCEDA CON S_N2

1. ALOGENURO ALCHILICOSE L'ALOGENURO ALCHILICO È PRIMARIO O SECONDARIO AVVIENE SOLO S_N2