CHIMICA ORGANICA ESERCIZI SITO RISPOSTE 3

CHIMICA ORGANICA - CLASSE 3 - RISPOSTE
Prof: Anna Rosa MASTELLARI.
Specializzazione di CHIMICA
Testo: CHIMICA ORGANICA, BIORGANICA E LABORATORIO
•
ALCANI E CICLOALCANI (Capitolo 2)
1. Assegnare la nomenclatura IUPAC ai seguenti compopsti:
CH3
CH3


a) CH3 CHCH2 CCH2 CHCH2 CH2 CHCH2 CHCHCH3





CH2 - CH3 CH3
CH CH3
CH2- CH3 CH3

CH3
5-ETIL-8ISOPROPIL-2,3,10,10,12-PENTAMETILTETRADECANO
CH2 - CH2- CH3
CH3


b) CH3 CHCHCCH2 CHCH2 CH2 CHCH2 CCH2 CH3






CH3 CH3 CH3
CH2  CH3
CH- CH3
CH3

CH3
6-ETIL-8-ISOPROPIL-4-n-PROPIL-2,3,4,11,11-PENTAMETILTRIDECANO
2. Individuare il numero di carboni primari, secondari, terziari e quaternari nei composti a) e b)
dell’esercizio precedente.
a) Primari =10, Secondari = 7, Terziari = 6, Quaternari = 1
b) Primari =11, Secondari = 8, Terziari = 5, Quaternari = 2
3. Scrivere tutti i possibili isomeri di posizione di:
a) L’alcano di formula bruta C7 H16 .
b) Il cicloalcano di formula bruta C7 H14 con ciclo base il ciclobutano.
a) Isomeri = 9 , Isomeri = 8
4. Dato il seguente cicloalcano individuare le isomerie CIS e TRANS evidenziando i gruppi a
maggiore priorità.
CH2 CH3
TRANS
TRANS
OH
Cl
H
/
Cl
H
H
H
/
CH2 CH2 CH3
CH3
CIS
5. Spiegare in cosa consiste la differenza tra isomerie conformazionali e configurazionali.
Vedi testo a pag. 25 – 28
6. Illustrare quali sono le proprietà fisiche di alcani e cicloalcani.
Vedi testo a pag. 33 – 34
7. Bilanciare le seguenti reazioni di combustionecompleta:
25 O2
→
20 CO2
b) 2 C4 H10 + 13 O2
→
8 CO2
a) 4 C5 H5 +
c) 2 C5 H10 + 15 O2
→
10 CO2
+
10 H2O
+ 10 H2O
+ 10 H2 O
8. Indicare quali sono i prodotti di bromurazione radicalica del: 2,2,3-trimetilbutano.
CH3 CH3
|

CH3 C  CCH3 + HBr


CH3 Br
9. Scrivere la formula del seguente composto:
2,9-dimetil-5-etil-4-n-propil-7-secbutilundecano
CH2 - CH2- CH3
CH3


CH3 CHCH2 CHCHCH2 CHCH2 CHCH2 CH3



CH3
CH2 − CH3 CH−CH2 −CH3

CH3
10. Scrivere un alcano che contenga almeno 2 carboni quaternari, 3 carboni terziari, 5 carboni
secondari e 6 carboni primari.
Esercizio libero !
•
LE REAZIONI IN CHIMICA ORGANICA ( Capitoli 1 e 3)
1. Indicare quali tra le seguenti sono reazioni di Addizione, di Eliminazione o di Sostituzione:
a) CH3 −C≡N + 2 H2 → CH3 −CH2−NH2 Addizione
b) CH3 −C=O + NH3 →

Cl
CH3−C=O + HCl Sostituzione

NH2
c)
CH3 −CHOH + KMnO 4 →

CH3
d)
CH3 −C=O

NH2
CH3 −C=O

CH3
→ CH3 −C≡N + H2O
e) CH3 −CH2 −Cl +
NaOH
→
Eliminazione
Eliminazione
CH3 −CH2 −OH + NaCl Sostituzione
2. Illustrare la teoria acido-base secondo Lewis.
Vedi testo pag. 46
3. Spiegare quali sono le caratteristiche ed i limiti della teoria acido-base secondo Brønsted e
Lowry.
Vedi appunti e testo pag. 44 – 46
4. Indicare tra i seguenti composti quali sono i nucleofili e quali gli elettrofili,
a) AlCl3 ; b) K+; c) H+; d) NH2 ¯; e) H2 O; f) H3O+; g) CH3 -CH2-CH3 ; h) HSO4 ¯;
i) CH4 ; l) Br¯.
a) E, b) E, c) E, d) Nu, e) Nu, f) E, g) /, h) Nu, i) /, l) Nu
5. Spiegare quale è la differenza tra legami di natura elettrostatica e legami di natura covalente.
Vedi appunti
6.
a)
b)
c)
d)
e)
Mettere in ordine di forza crescente i seguenti legami:
Legame omopolare 5°
Legame di Van der Waals 1°
Legame ionico 3°
Legame eteropolare 4°
Legame dipolo – dipolo 2°
7. Scrivi tutto quello che sai sull’ibridazione sp2 del BORO.
Vedi appunti e testo a pag. 14 – 16
8. Indica l’ibridazione di tutti gli atomi presenti nei reagenti dell’esercizio 1 basandoti sui legami
(ove è possibile).
a) CH3 = sp3 , C = sp, N= sp.
b) CH3 e Cl = sp3 , C = sp2 , O = sp2
c) Tutti sp3
d) CH3 e NH2 = sp3 , C = sp2 , O = sp2
e) Tutti sp3
9. Ordinare secondo la stabilità crescente i seguenti carbanioni motivando la scelta fatta:
a) CH3 -CH2 ¯; b) CH3 -CCl2 ¯; c) CH3 ¯; d) (CH3 )2 CH¯; e) (CH3 )3 C¯.
1°
1° >eff –I
Me
2°
3°
e) < d) < a) < b) < c)
10. Ordinare secondo la stabilità crescente i seguenti carbocationi motivando la scelta fatta:
a) CH3 +; b) Cl3 C+; c) (CH3 )3 C+; d) CH3 -CH2 +; e) CH3 -CH2 (CH3 )2 C+.
Me
Me >eff –I
3°
1°
3° >eff +I
b) < a) < d) < c) < e)
•
ALCHENI E ALCHINI (Capitolo 4)
1. Assegnare la nomenclatura IUPAC ai seguenti composti:
a) CH3 − CH − CH2 − CH − CH2 − CH − CH = C − CH2 − CH3




CH=CH2 CH2 −CH3 CH3
CH3
5-ETIL-3,7,9-TRIMETIL-1,8-UNDECADIENE
b) CH3 − CH − CH2 − C ≡ C− CH2 − CH − CH2 − CH− CH2 − C ≡ CH



CH3 −CH−CH3
C(CH3 )3
CH2 − CH3
11,12-DIMETIL-4-ETIL-6-TERBUTIL-1,8-TRIDECADIINO
c) CH ≡ C − CH− CH2 − CH = C − CH2 − CH − CH− CH = CH − CH3




CH3 −CH2 −CH2
CH3 −CH−CH3 CH3 CH3
4,5-DIMETIL-7-ISOPROPIL-10-n-PROPIL-2,7-DODECADIEN-11-INO
2. Scrivere tutti i possibili isomeri di posizione del seguente Idrocarburo: C6 H10 .
Isomeri di posizione =
3. Scrivere le regole di Chan – Ingold – Prelog.
Vedi testo a pag. 58
4. Dati i seguenti composti, stabilire le isomerie E / Z evidenziando i gruppi a maggiore priorità.
a)
b)
CH3

O=C
\
C=
/
HO
CH2− Cl
C
/
\
CH2 − CH2 − Cl
HC≡ C
NH − CH3
\
/
C=C
/
\
CH3 − CH2
N = N − CH3
E
E
5. Illustrare il meccanismo di idratazione sul 2- metil-2-esene.
CH3 → C = CH − CH2 − CH2 − CH3
↑
CH3
⇒
⊕
+ H ⇒ CH3 → C − CH2 − CH2 − CH2 − CH3 + H2 O
↑
CH3
+
H2 O ⊕

CH3 → C − CH2 − CH2− CH2 − CH3 − H+ ⇒
↑
CH3
HO

CH3  C − CH2 − CH2 − CH2− CH3

CH3
6. Scrivere le proprietà chimiche e fisiche di alcheni e alchini.
Vedi testo pag. 64 e 65.
7. Illustrare il meccanismo di preparazione del 3- metil-1-butino a partire da carbon coke e calce
viva.
3 C + CaO →
CO + CaC2
CaC2 + 2 H2O → H− C ≡ C −H + Ca(OH)2
H− C ≡ C −H + NaNH2 → H− C ≡ C− Na+ + NH3 ↑
H− C ≡ C− Na+ + CH3− CH − CH3

Cl
→
H− C ≡ C − CH − CH3 + NaCl

CH3
8. Illustrare il meccanismo di disidratazione del seguente composto:
HO
CH3


CH3  CH − CH− CH2 − CH− CH3 + H+ ⇒

CH2 −CH3
H2 O ⊕
CH3


CH3  CH − CH− CH2 − CH− CH3 − H2 O ⇒

CH2 −CH3
CH3
⊕

CH3 → CH − CH− CH2 − CH− CH3 − H+
↑
CH2 −CH3
⇒
CH3

CH3  C = CH− CH2− CH2 − CH3

CH2 −CH3
9.
Illustrare il meccanismo di doppia deidroalogenazione sul seguente composto:
Cl

CH3  CH −CH− CH2 −CH3

Cl
+ NaNH2 → CH3 − CH = C − CH2 − CH3 + NH3 + NaCl

Cl
CH3 − CH = C − CH2 − CH3 + NaNH2 → CH3 − C ≡ C − CH2− CH3 + NH3 + NaCl

Cl
Condizioni di reazione: -33° C e NH3 liquida come solvente!
10. Completare e bilanciare le seguenti reazioni:
a) CH3 − C ≡ C − CH2 − CH3 + H2/ Cat. Di Lindlar → CH3 − CH = CH − CH2 − CH3
b) (CH3 )3 C − CH − Cl

Cl
+
NaNH2 / -33°C, NH3 (l) → Impossibile, mancano H vicinali
c) 3 CH3 − CH2 − CH = CH2 + BH3 → H2 O2/NaOH → 3 CH3−CH2 −CH2 −CH2−OH + Na3 BO3
d) CH3 − CH = CH − CH− CH3 + HCl/ hν, perossidi → CH3 −CH −CH2 −CH− CH3



CH3
Cl
CH3
CH3

d)
Cl − C − Cl + Zn → Impossibile, alogeni geminali!

CH3
e)
CH3 − CH2 − C ≡ CH + 2 Br2 → CH3 − CH2 − CBr2 − CHBr2
f)
CH3 − C ≡ C− Na+ + CH3−CH2 −Cl → CH3 − C ≡ C − CH2− CH3 + NaCl
g)
HC ≡ CH + H2 O / H+ → CH3 − CH = O
11. Illustrare il meccanismo di idratazione dell’ 1-butino.
CH3 − CH2 → C ≡ CH
H
⊕
→ CH3 − CH2 − C = CH2
→
CH3

CH3 − CH2 − C = O
+
+
HO

→ CH3 − CH2 − C = CH2
H2 O ⊕

+ H2O → CH3− CH2 − C = CH2 − H+
12. Illustrare il meccanismo di idroalogenazione su:
CH3 − C = CH − CH− CH3 +


CH3
CH3
+
−
H Br
⊕
→ CH3 − C − CH2 − CH− CH3 +


CH3
CH3
Br− →
Br

CH3 − C − CH2 − CH− CH3


CH3
CH3
13. Spiega quali sono i metodi con cui possono essere identificati i legami multipli (doppi e tripli).
Vedi testo pag. 69 ed appunti..
14. Spiega per quale motivo l’idratazione degli alchini dà un prodotto instabile, l’enolo, che evolve
in chetone e non torna indietro.
Vedi testo pag. 68 ed appunti.
15. Assegnare il numero di ossidazione organico agli atomi scritti in grassetto nei seguenti
composti:
a)
c)
HO
+1
CH3 − CH2 − C = CH2 − 2
Br
+1
−1
CH3 − C − CH2 − CH− CH3
 −2 
CH3
CH3
b)
CH3 − 3
+ 2
CH3 − CH2 − C = O
•
IDROCARBURI AROMATICI (Capitolo 5)
1. a) 6-benzil-2,9-dimetil-4- fenil-3,5- undecadiene
e) 4,8-dibenzil-2,4-difenil-5-undecen-10-ino
c) Para-xilene oppure: 1,4-dimetilbenzene
2.
a) CH2 =CHOCH2 OH
b) CH2 =CHC = O

OH
c) CH2 =CHJ ↔
3.
a)
b)
c)
d)
CH2 CH = O −CH2OH
+
↔
+
+M - Attivante
↔ CH2 CH = C −O
-M - Disattivante

OH
+
CH2 CH = J
+M - Disattivante
NO! Non rispetta la regola di Hückel
NO! Non è planare e non rispetta la regola di Hückel
NO! Non è planare, non è delocalizzato e non rispetta la regola di Hückel
SI!
4. La Alchilazione di Friedel – Crafts non può essere effettuata se sul benzene sono già presenti
gruppi disattivanti, non possono essere inseriti sul benzene gruppi alchilici lineari superiori a tre
atomi di carbonio, si ottengono sempre notevoli miscele di sottoprodotti di reazione che
inquinano il prodotto.
5. Vedi libro di testo da pagina 88 a pagina 90.
6. Preparazione dell’elettrofilo:
+
HNO3 + H2 SO4 → H2 O + NO 2
-
+ HSO4
NO2
H + NO2
+
→
+ ecc… →
H
⊕
NO2 +
+
+ H
7. Vedi libro di testo a pag. 91 ed appunti personali.
8. Il meccanismo è analogo a quello dell’esercizio n° 6, l’attacco avviene in posizione “para”
rispetto al gruppo sostituente o in posizione “orto”, si ha comunque una forma mesomera in più:
H
Br
⊕
- OH
9.
a)
CN
COOH
b) HO
NH2
c)
CH3 O
Cl
10.
a)
∅CH2CH2CH3
b) ∅C≡N +
+ KMnO 4 →
∅COOH
CH3 CH2 Cl + AlCl3 →
X
c) ∅SO3 H + NaOH →
∅SO3- Na+
d) ∅C = O + LiAlH4 →

CH3
∅CH2CH3
e) ∅Cl + Br2 + AlBr3
→ Br∅Cl + HBr + Prodotti orto- e orto-para sostituiti
•
ALOGENURI ALCHILICI ( Capitolo 6)