Alcani, Alcheni, Alchini, Idrocarburi Aromatici E Isomeria Flashcards
Quali sono le due teorie che spiegano la differenza di energia tra la configurazione sfalsata e quella eclissata?
Perchè nel suo complesso la reazione di addizione elettrofila di un alcheni è favorita?
Nella reazione di addizione si passa da un legame doppio (sigma+pi greco) a due legami sigma.
Poiché i legami σ sono in genere più forti dei legami π, la reazione è complessivamente favorita
Dimmi le reazioni che danno gli alcani
Combustione
Sostituzione radicalica a catena (es.bromurazione e clorurazione)
Quali sono le reazioni di preparazione di alcheni e alchini?
ELIMINAZIONE (in più c’è la reazione di idrogenazione degli alchini per ottenere un alchene, questa è una reazione di addizione)
Quali sono le reazioni tipiche di alcheni e alchini?
Addizione elettrofila
Quali sono le reazioni tipiche del benzene?
Sostituzione elettrofila (sostituisco un atomo di H del benzene con un elettrofilo, passando attraverso la formazione di carbocationi).
Questa è una reazione a due stadi che avviene in presenza di un catalizzatore
Quali sono i due effetti che permettono la stabilizzazione dei carbocationi?
Effetto induttivo (o elettron attrattore ) : più catene ci sono più il Carbo catione viene stabilizzato perché aumenta la densità elettronica del carbocatione grazie ai gruppi alchilici (infatti i gruppi alchilici sono donatori di densità elettronica e così viene ridotta in parte la carica positiva del carbocatione)
Effetto di iper coniugazione: più è sostituito l’atomo di carbonio adiacente al carbocatione più gli elettroni dei legami che sono vicini a quest’ultimo interagiscono con l’orbitale vuoto per stabilizzarlo
Cosa afferma la re3gola di markovinkov?
In una reazione di addizione elettrofila del doppio legame:
L’elettrofilo si lega all’atomo di carbonio che, tra i due che prima erano impegnati nel doppio legame, ha più atomi di idrogeno
Invece
Il nucleofilo si lega all’atomo di carbonio con meno idrogeni .
Così si forma il Carbo catione più stabile (ossia quello più sostituito)
Quali sono i dieni più stabili di tutti?
I dieni coniugati, grazie all’effetto di risonanza:
Dimmi un esempio di dieni coniugato
Isoprene (2 metil, 1-3 butan diene)
Dimmi la struttura del benzene secondo la teoria di kekulè
Dimmi la teoria di risonanza del benzene
Dimmi la struttura del benzene, secondo la teoria degli orbitali molecolari
Dimmi quali sono i quattro criteri affinché una molecola possa essere definita aromatica
Qual è la configurazione sfalsata più stabile di tutte?
Sfalsata anti
Perché la rotazione attorno al legame sigma non è sempre libera?
Se c’è alta differenza di energia tra le varie conformazioni di una molecola, non è possibile cambiare conformazione
Da quale atomo di carbonio in poi posso ottenere gli alcani ramificati?
Dal quarto
Qual è il ciclo alcano più semplice?
Il ciclo propano: infatti, dal propano in poi si può chiudere la catena con la perdita di due atomi di idrogeno
Dimmi qual è il ciclo alcano più stabile di tutti e quale è il meno stabile
Il più stabile è il ciclo esano, il meno stabile è il ciclo pentano
Perché il ciclo propano non è stabile?
Perché ha la struttura di un triangolo equilatero planare con tutti gli atomi di idrogeno e eclissati. Per questo presenta forti tensioni torsionali (dovute alla repulsione tra i legami C-H) e tensione angolare dovute agli angoli di 60°
Perché il ciclo esano è il più stabile di tutti i ciclo alcani?
Perché può assumere la configurazione a sedia: in cui tutti gli angoli di legame tra i carboni sono di 109,5° (così si annulla la tensione angolare perché si forma un tetraedro perfetto) e tutti i legami c-H sono sfalsati.
Descrivi la conformazione sedia del ciclo esano
Gli angoli di legame sono di 109,5 gradi (tetraedro perfetto)
Tutti gli H sono sfalsati tra loro
Ci sono sei atomi di idrogeno equatoriali e sei assiali
Come si passa dalla conformazione a sedia uno alla conformazione a sedia due del ciclo esano?
Attraverso un meccanismo a due stadi:
Come capisco qual è la configurazione più stabile di un isomero conformazionale?
Quella in cui sostituenti sono il più lontano possibili tra loro (sedia)
Dimmi tutte le conformazioni del ciclo esano dalla meno stabile a quella più stabile
Dimmi gli stati di aggregazione degli alcani
C1 a C4: gassosi, C5 a C15: liquidi, dal C16 in poi : soli8di
Dimmi quali sono i tre Stati del meccanismo della reazione di sostituzione radicali a catena
- Inizio della catena: la luce provoca la rottura del legame covalente dell’alogeno, così si formano due radicali liberi
2) Propagazione della catena: in tutti i passaggi si genera un radicale libero che provoca il passaggio successivo e la sequenza si ripete più volte
3. Terminazione della catena: si incontrano tra loro, così si consumano e si interrompe la reazione radicalica.
Quanti sono i meccanismi attraverso i quali può avvenire la reazione di eliminazione per la preparazione degli alcheni?
1)E1: 2 stadi che passano attraverso la formazione di carbocvationi
2) E2: 1 SOLO STADIO
In cosa consiste il processo di migrazione del Carbo catione??
Serve per stabilizzare il Carbo catione,
Avviene in presenza di doppi legami coniugati
Che tipo di stereoisomeri sono gli isomeri geometrici?
Sono diasteroisomeri
Sono isomeri Configurazionali (isomeri non Inter convertibili)
Qual è la differenza tra l’isomero cis e quello trans?
Qual è la condizione affinché ci sia isomeria geometrica?
Ad uno stesso atomo di carbonio devono essere legati due sostituenti diversi
È più stabile l’isomero cis o trans
Trans
Qual è la corrispondenza tra cis-trans e Z-E?
CIS = Z
Trans=E
Tra gli acidi grassi Cis e trans, quali sono quelli buoni?
In cosa consiste l’idrogena azione degli acidi grassi? Quale può essere un effetto collaterale?
L’idrogenazione trasforma gli acidi grassi insaturi (meno rigidi, perchè ci sono meno interazioni di WAN der Walter) in saturi.
Es. L’industria alimentare trasforma gli oli (insaturi) in acidi grassi saturi (es.margarina) tramite idrogenazione catalitica. Se l’idrogenazione é parziale si ha la trasformazione del legame cis in trans (così si ottengono acidi grassi, cattivi)
Che tipo di stereoisomeri sono gli enantiomeri?
Sono stereoisomeri configurazionale (quindi non Inter convertibili)
Sono stereoisomeri ottici
Cos’è la chiralità?
È la proprietà di un oggetto di essere non sovrapponibile alla sua immagine speculare
(Es. mano)
Quando due molecole sono dette enantiomeri?
Quando le due molecole sono speculari, ma non sovrapponibili
Qual è la differenza tra asimmetria e dissimmetria
Asimmetria: la molecola perde tutti gli elementi di simmetria
Dissimetria: la molecola perde solo alcuni elementi di simmetria (ossia i piani di simmetria e i centri di inversione)
Quali sono i tre elementi di simmetria?
Centri di inversione
Piani: tagli un oggetto a metà e la metà di sinistra e speculare alla metà di destra
Asse di simmetria: alzi attorno al quale faccio ruotare l’oggetto
Per essere chirale una molecola deve essere necessariamente asimmetrica?
No, basta che sia dissimetrica
Tutte le molecole chirali sono asimmetriche?
No, esistono molecole chirali che sono dissimetriche.
Però tutte le molecole asimmetriche sono chirali
Le molecole chirali e asimmetriche sono sempre disimmetriche?
Si
Dimmi le proprietà degli enantiomeri
- stesse proprietà fisiche (punto di fusione, punto di ebollizione, indice di rifrazione e densità)
- stesse propietà chimiche (tranne il verso di rotazione della luce polarizzata, perchè l’angolo di rotazione è lo stesso)
- diverse proprietà biologiche (per questo un enantiomeri di un farmaco può essere efficace contro una malattia, mentre la sua immagine speculare può essere inefficace o tossica. Es. talidomide)
Dimmi le porprietà dei diasteroisomeri
Diverse proprietà fisiche, chimiche e biologiche
Le proprietà fisiche e chimiche degli isomeri costituzionali sono le stesse?
No
Spiega il caso della talidomide
100
La talidomide è un farmaco che fu venduto negli anni
cinquanta e sessanta (anche durante la guerra come
calmante per i soldati) come sedativo, anti-nausea e
ipnotico, rivolto in particolar modo alle donne in
gravidanza. Si trattava di un farmaco che aveva un
bilancio rischi/benefici estremamente favorevole
rispetto agli altri medicinali disponibili all’epoca per lo
stesso scopo.
Prodotto in forma di racemo, venne ritirato dal commercio alla fine del 1961, dopo
essere stato diffuso in cinquanta paesi sotto quaranta nomi commerciali diversi, fra
cui il Contergan.
Il ritiro fu dovuto alla scoperta della teratogenicità di uno dei suoi enantiomeri:
le donne trattate con talidomide davano alla luce neonati con gravi alterazioni
congenite dello sviluppo degli arti, ovvero amelia (assenza degli arti) o vari gradi di
focomelia (riduzione delle ossa lunghe degli arti), generalmente più a carico degli arti
superiori che quelli inferiori, più spesso bilateralmente, pur con gradi differenti.
Perchè l’ enantiomeri R dell’adrenalina ha affinità maggiore rispetto al suo enantiomero S?
Dimmi un enantiomero di uso comune
Aspartame: L’aspartame è un dolcificante molto potente. Il suo
enantiomero è amaro!
Come sono legate l’azione enzimatica e gli enantiomeri?
Gli enzimi possono riconoscere un substrato dal suo enantiomero. Così l’enzima si lega al substrato e fa avvenire la reazione.
Inoltre.tre gli enzimi fanno avvenire le reazioni in maniera stereoselettiva (di tutti gli enantiomeri fanno formare quello più stabile)
Come stabilisco se una molecola è chirale?
Cosa sono i composti meso?
Sono molecole achirali ma che hanno centri stereo genici
Quanti enantiomeri può avere una molecola chirale?
Solo 1
Quanti stereoisomeri esistono per una molecola?
2^n (n= numero di centri sterogenici)
Di questi steroisomeri 1 è un enantiomero e il resto sono diasteroisomeri
Cosa sono i diasteroisomeri?
Steroisomeri senza immagine speculare
Con quali inversioni ottengo un enantiomero e con quali ottengo i diasteroisomeri di questa molecola chirale?
Cos’è una soluzione racemica o racemo?
È una soluzione con due enantiomeri nelle stesse concentrazioni.
Il ramo è otticamente inattivo (infatti gli enantiomeri fanno ruotare la luce dello stesso grado ma in senso opposto, quindi la rotazione si bilancia)
Cos’è la purezza ottica?
Coincide con l’eccesso enantiomerico.
Si ha quando abbiamo, in una miscela, un enantiomero in concentrazione maggiore rispetto all’altro.
Come si chiamano anche gli idrocarburi aromatici?
Areni
Cos’è la rotazione specifica?
La rotazione specifica è una costante fisica di un composto chirale e indica la rotazione
del piano della luce polarizzata.
Qual è la differenza tra R e S, D e L?
Com’è la configurazione dell’atomo di C sterogenico di due enantiomeri?
Invertita (se un enantiomero è R, l’altro è necessariamente S)
Come posso separare due enantiomeri?
Cos’è la prochiralitá?
Cosa fanno gli enzimi con le molecole prochirali?
Gli enzimi sono molto spesso in grado di riconoscere le molecole pro-chirali e permettere
la sintesi di uno solo dei possibili stereoisomeri
Dimmi 4 cose sulle proprietà fisiche degli alcani
-I composti appartenenti alla stessa serie omologa presentano proprietà fisiche
differenti dipendenti dal peso molecolare e dalla forma della molecola
- la temperatura di ebollizione—->aumenta all’aumentare della massa molecolare, quindi del numero di atomi di carbonio nella catena (a parità di atomi di carbonio la temperatura di ebollizione è più alta negli alcani lineari che in quelli ramificati)
-la temperatura di fusione—> è molto bassa ma aumenta all’aumentare della lunghezza della catena
-il punto di fusione—-> aumenta in maniera non regolare perchè le forze molecolari di un solido non dipendono solo dalla dimensione delle molecole ma anche dalla loro disposizione nel reticolo cristallino
Che tipo di legami intermolecolari possono dare gli alcani?
Solo forze di London
Dimmi le proprietà fisiche degli alcheni
Hanno proprietà fisiche simili a quelli degli alcani con lo stesso numero di C ma hanno densità più alta e punto di ebollizione più basso perchè le forze di WAN der Waals (da cui dipende il punto di ebollizione) sono più basse negli alcheni rispetto agli alcani
Definisci l’isomeria di posizione
È un tipo di isomeria costituzionale in cui abbiamo la stessa catena di atomi di carbonio, ma una diversa disposizione di sostituenti o gruppi funzionali (ci sono eteroaatomi)
Cos’è l’isomeria costituzionale?
È un tipo di isomeria in cui abbiamo una diversa formula di struttura tra le molecole (per questo è anche definita isomeria di struttura);
Può essere di tre tipi :
Di catena
Di posizione
di funzione
Quali sono i vari tipi di stereo isomeria?
Isomeria conformazionale (isomeri rotameri, Inter convertibili, conformeri)
Isomeria configurazionale (isomeri non Inter convertibili)—-> questo tipo di isomeri si dividono in:
-diasteroisomeri (isomeria geometrica)
-enantiomeri (isomeria ottica)
Descrivi la dealogenazione degli alogenuri alchilici vicinali
È una reazione di eliminazione che serve per ottenere gli alcheni
Descrivi la deidroalogenazione degli alogenuri alchilici
È una reazione di eliminazione che serve per ottenere gli alcheni
Descrivi l’idrogenazione degli alchini
È una reazione di addizione semplice che serve per ottenere gli alcheni
Descrivi la reazione di disidratazione degli alcoli
È una reazione di eliminazione che serve per ottenere gli alcheni,
Avviene in ambiente acido (H2SO4/ H3PO4 a 200 gradi/ Al2O3 a 350-400 gradi) e in presenza di calore
È la reazione di preparazione degli alcheni più importante assieme alla deidrogenazione degli alogenuri alchilici
Che tipo di reazione è la clorurazione degli alcani e quali prodotti da
É una reazione di sostituzione radicali a a catena
Cosa sono gli isomeri?
Molecole con uguale formula bruta (molecolare) ma diversa formula di struttura o disposizione spaziale
Se ho una coppia di stereoisomeri, essi possono essere composti meso?
No perché i composti meso sono achirali (quindi non si possono presentare in coppia)
Dimmi un sinonimo di molecola otticamente attiva
Chirale
Come capisco se un composto chirale é D o L?
Guardo il sostituente con priorità maggiore:
-Se si trova a destra—-> D
-Se si trova a sinistra—-> L
Qual é la formula del benzene?
C6H6
Dimmi 4 cose sull’epossidazione degli alcheni
Dall’epossidazione si genera un diolo epoxidato (diolo vicinale).
Avviene quando un alcheni reagisce con l’acido perossiacetico
Il processo può essere riassunto in pochissimi passaggi: in primis si forma una struttura ciclica chiamata epossido che presenta un O
a ponte, successivamente l’epossido viene aperto tramite l’introduzione di una molecola di H2O e infine si
forma il diolo epoxidato.
Tramite reazione di epossidazione si ha inoltre un’idrossilazione in anti, perché l’epossido blocca una delle due facce dell’alchene.
Dimmi 3 cose sull’idrossilazione sin degli alcheni con Mn04-
In soluzione diluita e basica, il permanganato ossida gli alcheni formando i dioli.
La reazione è una addizione elettrofila sin-coplanare, cioè i due ossidrili si legano sullo stesso lato del piano dell’alchene.
Se la reazione venisse condotta a pH acido, il permanganato ossiderebbe ulteriormente i dioli e la reazione proseguirebbe con la rottura del legame carbonio-carbonio e la formazione di acidi carbossilici, come nella ozonolisi.
Dimmi 3 cose sull’idrossilazione sin degli alcheni con Mn04-
In soluzione diluita e basica, il permanganato ossida gli alcheni formando i dioli.
La reazione è una addizione elettrofila sin-coplanare, cioè i due ossidrili si legano sullo stesso lato del piano dell’alchene.
Se la reazione venisse condotta a pH acido, il permanganato ossiderebbe ulteriormente i dioli e la reazione proseguirebbe con la rottura del legame carbonio-carbonio e la formazione di acidi carbossilici, come nella ozonolisi.
Dimmi 4 cose sull’ozonolisi degli alcheni
L’ozonolisi spezza le molecole degli alcheni in corrispondenza del doppio legame.
E’ una reazione di addizione elettrofila molto veloce a causa della particolare struttura di O3 che può legarsi al doppio legame senza formare un carbocatione.
La reazione forma inizialmente un ozonuro che non può essere isolato perchè è esplosivo. L’ozonuro viene fatto subito reagire idrolizzandolo in ambiente acido acquoso.
Se l’idrolisi dell’ozonuro avviene in condizioni ossidanti (H2O2), si ottengono acidi carbossilici e chetoni.
Se l’idrolisi avviene in condizioni riducenti (Zn), si ottengono aldeidi e chetoni.
Dimmi i derivati degli idrocarburi
Che tipo di reazioni sono l’epossidazione e l’ozonolisi degli alcheni?
Reazioni di ossidazione
In cosa consiste l’effetto induttivo o elettron attrattore?
L’effetto elettron attrattore (o effetto -I, da “induttivo”) è un fenomeno che si verifica quando un gruppo legato a una molecola tende ad attirare densità elettronica verso di sé, riducendo la densità elettronica attorno ad altri atomi o gruppi legati.
A cosa è dovuta la differenza di energia tra le varie conformazioni di una molecola?
All’ingombro sterico dei sostituenti e alla repulsione tra gli elettroni di legame
(Più l’ingombro sterico e la repulsione elettronica sono bassi, più la molecola stabile)
È più stabile una molecola in cui l’ingombro isterico e la repulsione tra gli elettroni di legame sono alti o una in cui sono bassi?
Bassi
