Composti Carbonilici Flashcards
Quali sono i composti carbonilici?
-aldeidi e chetoni: hanno solo atomi di C e H legati al carbonile
-acidi carbossilici e loro derivati: hanno un atomo elettronegativo legato al carbonile
Quali sono i 4 derivati degli acidi carbossilici?
Alogenuri acilici: hanno un atomo di alogeno legato al gruppo RCO
Anidridi: derivano dalla condensazione di due acidi carbossilici con perdita di una molecola di
acqua.
Esteri: derivano dalla condensazione di un acido carbossilico con un alcol e perdita di una molecola di H2O
Ammidi: Derivano dalla condensazione di una acido con un’ammina (o ammoniaca) con perdita di una
molecola di acqua.
In base a cosa si suddividono i composti carbonilici?
Reattività:
-aldeidi e chetoni hanno gruppi poco polari legati al carbonile, per questo i loro carbonili sono poco reattivi. Quindi i gruppi -R’ e -H in questi composti non possono fungere da gruppi uscenti nelle reazioni di sostituzione
-acidi carbossilici e loro derivati hanno gruppi molto polari legati al carbonile, per questo i loro carbonili sono molto reattivi. Quindi i gruppi I gruppi -OH, —OR’, -Cl,
—Nh, e —OCOR’ in questi composti possono fungere da gruppi uscenti in reazioni di sostituzione.
Dimmi 3 cose sul gruppo carbonilico
1)È formato da:
- un legame sigma formatosi dalla sovrapposizione di orbitali sp2
- un legame pi-greco formatosi dalla sovrapposizione di 2 orbitali p
2)l’ossigeno è molto elettronegativo e conferisce polarità al legame -C=O. Il risultato è che il carbonio del gruppo carbonilico sia povero di elettroni (quindi ha una parziale carica positiva).
Per questa polarità, i composti carbonilici sono esposti all’attacco dei nucleofili sul C del
carbonile
3)Il gruppo carbonilico può essere rappresentato da due strutture di risonanza-
Qual è il gruppo funzionale delle aldeidi?
Gruppo aldeidico: -CHO
Qual è la formula generale delle aldeidi?
Da cosa sono costituite le aldeidi aromatiche?
Gruppo aldeidico legato all’anello benzenico
Qual è l’aldeide aromatica più semplice?
Benzaldeide:
Dimmi 3 proprietà fisiche delle aldeidi
• Il gruppo carbonilico C=O è polarizzato e questo rende le aldeidi polari, condizione
che determina punti di ebollizione più elevati di quelli dei composti non polari,
aventi un pari peso molecolare
•sono solubili in acqua (possono formare legame a H)
• La solubilità diminuisce all’aumentare della massa molecolare per la prevalenza
del gruppo alchilico idrofobico
Qual è il gruppo funzionale dei chetoni?
gruppo carbonilico C=O, legato a
due radicali alchilici R e R’
Qual è la formula generale dei chetoni?
Cosa sono i chetoni aromatici?
Gruppo carbonilico legato a 1 o 2 anelli benzenici
Dimmi 3 proprietà fisiche dei chetoni
-I chetoni sono solubili in acqua per la polarità del gruppo carbonilico, che
interagisce con le molecole d’acqua
• Il 2-butanone (metil-etilchetone) è un liquido incolore, come il 2-pentanone (metil-
propilchetone), che ha un odore molto simile a quello dell’acetone
• La solubilità diminuisce all’aumentare della massa molecolare per la prevalenza
del gruppo alchilico idrofobico
Le aldeidi e i chetoni possono avere isomeria di posizione?
Aldeidi: no, perchè il gruppo funzionale è all’estremità della catena (quindi gli eteri atomi non possono disporsi in modi diversi attorno ad esso)
Chetoni: si perchè il gruppo funzionale è all’interno della catena
Dimmi i punti di ebollizione e di fusione (in ordine crescente) di: idrocarburi, aldeidi e chetoni, eteri, acidi carbossilici, amidi e alcoli
Quali sono i 3 tipi di reazioni che danno aldeidi e chetoni?
Addizione nucleofila
Riduzione (è una reazione di addizione nucleofila)
Ossidazione (è una reazione di addizione nulceofila)
Sono più reattive le aldeidi o i chetoni?
Sono più reattive le aldeidi dei chetoni perchè:
-le aldeidi hanno un ingombro sterico minore (hanno una sola R, mentre i chetoni ne hanno 2), per questo è più facile accedere al C del carbonile
- le aldeidi hanno un solo R che va a stabilizzare la parziale carica positiva del C del carbonile, mentre i chetoni hanno 2 R che stabilizzano la carica positiva
Sono più reattive le aldeidi o i chetoni?
Sono più reattive le aldeidi dei chetoni perchè:
-le aldeidi hanno un ingombro sterico minore (hanno una sola R, mentre i chetoni ne hanno 2), per questo è più facile accedere al C del carbonile
- le aldeidi hanno un solo R che va a stabilizzare la parziale carica positiva del C del carbonile, mentre i chetoni hanno 2 R che stabilizzano la carica positiva
Come avviene l’addizione nucleofila nei composti carbonilici?
1) attacco del nucleofilo sul C del carbonile, così si rompe il doppio legame
2)aggiunta di un protone H+ sull’O del carbonile
In particolare l carbonio carbonilico, che è trigonale e ibridato sp2 nell’aldeide o nel chetone di
partenza, diventa tetraedrico e ibridato sp3 nel prodotto di reazione
Come si può catalizzare l’addizione dei nucleofili deboli ai composti carbonilici?
Attraverso gli acidi, infatti gli acidi protonano l’O del carbonile , così il C del carbonile acquisisce la parziale carica positiva che poi viene stabilizzata attraverso l’aggiunta del nucleofilo
Qual è l’aldeide più semplice di tutte?
Formaldeide o acido formico (CH2O). Aldeide in cui la catena R coincide con un atomo di H
Cosa succede se addiziono H2O su aldeidi o chetoni in cui aumenta il numero di alchili sul carbonio carbonilico?
Aumentando il numero di alchili (elettron repulsori) sul carbonio carbonilico aumenta la stabilità del carbocatione, così
diminuisce la quantità di forma idrata (ossia l’equilibrio della reazione si sposta verso i reagenti)
Che tipo di reazione è l’idratazione delle aldeidi e dei chetoni e che prodotti danno?
-sono reazioni di addizione nucleofila
- si ottiene un alcol (più precisamente un 1,1diolo/ forma idrata di aldeide o chetone/ gem-diolo o diolo germinale)
Cosa catalizza lo’addizione di acqua delle aldeidi e dei chetoni?
Sia un acido che una base
Cosa catalizza lo’addizione di acqua delle aldeidi e dei chetoni?
Sia un acido che una base
Cosa ottengo dalla riduzione di aldeidi e chetoni?
Aldeide: alcol I
Chetone: alcol II
Che tipo di reazione è la riduzione di aldeidi e chetoni?
Addizione nucleofila di ione idruro.
infatti il nucleofilo ione idruro (H-) viene attaccato irreversibilmente sul C del carbonile e in seguito si ha l’attacco di un H (proveniente dall’H2O) sull’O del carbonile
Cosa catalizza la riduzione di aldeidi e chetoni?
Idruri metallici, i più usati sono NaBH4 (sodio borioduro) e LiAlH4 (litio alluminio ioduro)
Sì ossidano più facilmente le aldeidi o i chetoni?
Le aldeidi.
I chetoni si ossidano solo in condizioni particolari
Dove si attacca il nucleofilo durante le reazioni di addizione nucleofila dei composti carbonilici?
Sul C del carbonile
Cosa ottengo dall’ossidazione di aldeidi e chetoni?
Aldeide: acido carbossilico
Chetone: un cazzo
Che tipo di reazione è l’ossidazione delle aldeidi?
Addizione nucleofila
Qual è la formula della forma idrata di aldeidi e chetoni
Forma idrata aldeide: R-CH(OH)2
Forma idrata chetone: R2-C(OH)2
Cosa si ottiene dall’addizione di alcoli ad aldeidi e chetoni?
Il primo prodotto che di forma è un emiacetale (da aldeidi) o emichetale (da
chetoni)
• La reazione procede ulteriormente, e si ha uscita di una molecola d’acqua ed
entrata di seconda molecola di alcol con formazione di un acetale (da aldeidi) o un chetale (da chetoni)
Chi catalizza l’addizione nucleofila di alcoli ad aldeidi e chetoni?
Un acido
Cosa sono gli emi acetali e gli emichetali e quali sono le loro formule?
Sono composti intermedi che si generano dall’addizione nucleofila di alcoli ad aldeidi e chetoni
Cosa sono gli emi acetali e gli emichetali e quali sono le loro formule?
Sono composti intermedi che si generano dall’addizione nucleofila di alcoli ad aldeidi e chetoni
Cosa sono i chetali e gli acetali e qual è la loro formula generale?
Sono i prodotti finali che si ottengono dall’addizione nucleofila di alcoli ad aldeidi e chetoni
Come si formano gli emiacetali ciclici?
Per per addizione
nucleofila intramolecolare di un’aldeide con un gruppo OH (l’addizione tra aldeide e alcol avviene all’interno della molecola stessa perchè in questo caso si ha il gruppo ossidrilico e il gruppo aldeidico in posizione 1-4 o 1-5, quindi a distanza di 4 o 5 atomi di C, perchè gli anelli a 5 e 6 atomi di c sono privi di tensioni).
Che tipo di legame è il legame glicosidico?
È un legame acetalico tra un’aldeide o un chetone, che precedentemente avevano reagito con un alcol dando un emiacetali o un emichetale, e un alcol
Che cos’è la forma ciclica del glucosio?
Un emiacetale ciclico
Come si forma la forma ciclica del glucosio?
Dove si forma la forma ciclica di uno zucchero?
In ambiente acquoso
Cos’è la forma ciclica del fruttosio?
Un emichetale ciclico
Qual è il Gruppo funzionale degli acidi carbossilici?
Il gruppo carbossile COOH (gruppo carbonile+ gruppo ossidrile)
Quali sono i 3 modi per scrivere la formula generale degli acidi carbossilici?
Che ibridazione presenta il C del gruppo carbossile?
• Il gruppo carbossilico è planare, con il carbonio
ibridato sp2 ed angoli di legame prossimi a 120°
Che ibridazione presenta il C del carbonile?
Sp2
Come sono legati tra loro il gruppo carbossilico, carbonilico e ossidrilico?
Da reazioni di ossidoriduzione
-se ossido OH—->ottengo carbonile
-se ossido carbonile—-> ottengo carbossile
- se riduco il carbossile—-> ottengo carbonile
-se riduco carbonile—-> ottengo OH
In che stato di aggregazione sono gli acidi carbossilici?
Fino al quarto termine sono liquidi
Dal 5 in poi sono solidi
Dimmi 3 caratteristiche fisiche degli acidi carbossilici
-formano legami ad idrogeno tra di loro e con l’acqua, per questo hanno punti di ebollizione più alti di quelli degli idrocarburi e degli alcoli con massa molecolare corrispondente
-i primi quattro termini della serie sono solubili in acqua (infatti sono liquidi)
-La solubilità diminuisce
all’aumentare della massa molecolare per il prevalere del gruppo idrofobico R (come negli alcoli)
Come si comportano gli acidi carbossilici in acqua?
Da acidi di Brønsted-Lowry: cedono un protone e formano un anione carbossilato e uno ione idronio
Cosa è dovuta l’acidità degli acidi carbossilici?
L’acidità del gruppo carbossilico è dovuta all’effetto elettron attrattore (o induttivo) esercitato dal
gruppo carbonilico sul gruppo ossidrilico.
Infatti nel gruppo carbossilico, l’effetto elettron attrattore riduce la densità elettronica sul carbonio del gruppo carbonilico (C=O), rendendo il protone (H⁺) del gruppo -OH più facilmente dissociabile: in altre parole, il gruppo carbossilico diventa più incline a perdere un protone, aumentando la sua acidità.
Che valori ha la ka degli acidi carbossilici?
Molto bassi, infatti gli acidi carbossilici sono acidi molto deboli
Gli acidi carbossilici sono più acidi degli alcoli?
Sì, infatti l’acido carbossilico tende a cedere H+ per formare l’anione carbossilato (che è un composto stabile perchè viene stabilizzato per risonanza, a differenza dell’anione alcossido che ha la carica negativa localizzata sull’O)
Da che gruppo funzionale sono caratterizzati i derivati degli acidi carbossilici?
Dal gruppo acilico -RCO
Come converto i derivati degli a acidi carbossilici in acidi carbossilici?
Tutti i derivati degli acidi carbossilici possono essere
riconvertiti nell’acido carbossilico per idrolisi in presenza di una molecola di acqua
Come converto i derivati degli a acidi carbossilici in acidi carbossilici?
Tutti i derivati degli acidi carbossilici possono essere
riconvertiti nell’acido carbossilico per idrolisi
Cosa sono i lattoni e i lattani?
Lattoni: esteri ciclici
Lattani: amidi cicliche
Qual è l’ordine di reattività dei derivati degli acidi carbossilici dal più reattivo al meno reattivo?
Qual è l’ordine di reattività dei derivati degli acidi carbossilici dal più reattivo al meno reattivo?
Come si ottengono le anidridi?
Dalla condensazione di due acidi carbossilici con perdita di una molecola di acqua
Come si ottengono le ammidi?
Dallla condensazione di un acido carbossilico con un’ammina o ammoniaca e perdita di 1 H2O
Quali sono i due tipi di reazioni che danno gli acidi carbossilici?
-rottura del legame O-H
- sostituzione nucleofila acilica
Che prodotti da la reazione di rottura del legame O-H dell’acido carbossilico e in che condizioni avviene?
Avviene in acqua e in presenza di una base forte
In cosa consiste la sostituzione nucleofila acilica?
La sostituzione nucleofila acilica consiste nella sostituzione del gruppo
−OH dell’acido con un agente nucleofilo, come il gruppo alcossido −OR
degli alcoli o il gruppo amminico −NH2 dell’ammoniaca.
I prodotti sono derivati degli acidi carbossilici, tra i quali i più diffusi sono gli
esteri e le ammidi
Qual è il gruppo funzionale degli esteri?
• Il gruppo funzionale estereo è costituito da un atomo di carbonio a cui sono legati
due atomi di ossigeno
Cosa sono gli esteri?
Gli esteri sono derivati degli acidi carbossilici nei quali il gruppo ossidrile −OH è
stato sostituito con il gruppo alcossido −OR degli alcoli
Quali è la formula generale degli esteri?
R—COO—R’
Cos’è la reazione di esterificazione?
È una reazione di sostituzione nucleofila tra un acido carbossilico e un alcol, con catalizzatore acido H+
Si tratta anche di una reazione di condensazione (si perde una molecola di H20)
Dimmi un esempio di reazione di esterificazione
Esterificazione tra glicerolo e 3 molecole di acidi grassi per ottenere i trigliceridi (con perdita di 3 molecole di H2O)
Quali sono i due fattori che determinano la reattività relativa dei composti carbonilici?
Fattori storici ed elettronici
Qual è la differenza tra un’ammide
-primaria
-secondaria
-terziaria?
