C - Macroarea di Scienze

CHIMICA ORGANICA I con Elementi di Laboratorio
Corso di Laurea in CHIMICA (L.T.)
Esercitazione n. 1 - Struttura delle molecole e modo di scrivere le formule
TERMINI ED ARGOMENTI DA CONOSCERE PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DI QUESTO
FOGLIO: Struttura elettronica. Forma tridimensionale delle molecole. Carbonio tetraedrico. Angoli di legame e
lunghezza di legame. Legame ionico e covalente. Orbitali atomici e molecolari. Orbitali atomici ibridati: sp3, sp2, sp.
Legami σ e π. Elettronegatività. Polarità dei legami covalenti non simmetrici. Momento dipolare di molecole.
Legame idrogeno. Attrazioni intermolecolari e legami di Van der Waals. Struttura e proprietà fisiche. Modi di
scrivere le formule: formule di Lewis, di Kekulé (o a legame di valenza), formule condensate, formule a linea di
legame; legami a cuneo e tratteggiati. Formula empirica e formula molecolare. Ione molecolare. Carica formale.
Risonanza. Radiazione elettromagnetica. Spettri uv-vis. Spettri IR.
1. Dare una definizione a parole (e con disegni, se necessario) dei seguenti termini: orbitale
atomico s, legame covalente, orbitale ibrido sp3, orbitale molecolare, legame σ, lunghezza di
legame, carbonio tetraedrico, legame covalente polare, orbitale ibrido sp2, orbitale ibrido sp,
legame π, legame idrogeno, legame delocalizzato, risonanza.
2. a) Individuare gli otto elettroni leganti associati all'atomo di carbonio in ciascuna delle seguenti
strutture:
..
..
:O::C::O:
H:C:::N:
:O:
::
H:C:H
b) Nelle strutture precedenti assegnare gli elettroni associati a ciascun atomo di H e gli otto
elettroni associati a ciascun atomo di ossigeno e di azoto.
3. Scrivere le strutture dei seguenti composti, usando un trattino per ogni coppia di elettroni
costituenti un legame e due puntini per ogni coppia di elettroni non impegnata in legame: HBr;
HF; acido solfidrico (H2S); acqua; ammoniaca; fosfina (PH3); cloroformio (CHCl3).
4. Scrivere le strutture di Lewis dei seguenti composti, tenendo conto che tutti gli atomi diversi da
H hanno l'ottetto completo:
CH3NH2, CH3SH, CH3F, CHCH, CBr4, SO4=, NH2-, OH-, H3O+, CH3OH, CH3ONO2- (disposizione degli atomi ONO), NO2+ (disposizione degli atomi ONO).
5. Ciascuna delle seguenti strutture contiene un doppio o un triplo legame. Scrivere le formule di
Lewis e di Kekulé (a legame di valenza) corrispondenti:
HCN, Cl2CO, C2Cl4, C2H2, C2H4, CH2O
6. Calcolare la carica formale su ciascun atomo (tranne l'atomo di idrogeno) nelle seguenti
strutture, indicando la carica effettiva di ogni specie:
..
H
H
:
:
.. ..
.. .. ..
..
.. O ..
:
C
H
N O
:
;
C
C
N
H
H-O-N=O:
:
H
C
N
N ; H O
;
.. H
..
.. N O ;
H
H H
H
..
H
H
H
H
H
: O:
H
H
H
.
..
..
C ; H C
C ; H C
;H C
;H C
:
C
H C O
H
.. S O
..
H
H
H
H
H
:O:
H
H
H
..
H
; H C
..
:O:
H
..
C O: ; H C
..
O
.. :
H H
H :O
.. :
HH C H
..
.. ..
S Cl
C N O
.. : ; H C
.. :
:O :
H
H
..
H C H
H
7. Scrivere le formule a legame di valenza (di Kekulé) per ciascuna delle seguenti formule di
Lewis:
.. .. ..
H-O-N=O:
;
..
H
H C
H
..
O
..
..
H
H
:O:
.. ..
..
..
..
:
H
N O
C
H C N N : ; H O N O: ; H C C N ;
.. H
..
H
H H
H
..
H
H
H
H
H
: O:
H
H
..
C. ; H C
; H C
C
H
C
;
;
C:
S O
.. H H C
H
H
H
H
H
:O:
H
H
..
H
; H C
..
:O:
H
..
C O: ; H C
H H
H :O
.. :
H C H
..
.. ..
S Cl
C N O
.. : ; H C
.. :
:O :
H
H
..
H C H
H
H
8. Scrivere le coppie di elettroni di valenza non condivise (se ce n'è) in ciascuna delle seguenti
formule:
CH3NH2, (CH3)3N, (CH3)3NH+, CH3OH, (CH3)3COH, CH2=CH2, H2C=O, CH3Cl,
CH3CO2H, CH3NHCH3
9. Scrivere le formule di Lewis per ciascuna delle seguenti strutture di Kekulé e condensate:
H
H H H H
H C C C C H ;
H H H H
H H C HH
H C
C
C H ;
H2C
CH2 ;
..
O
.. :
CH3CHClCH(CH3)2
HH C H H
H
10. Scrivere le formule di Lewis e le corrispondenti formule di Kekulé (a legame di valenza) dei
seguenti composti organici, scritti con le formule condensate:
CH3CH2-, CH3CH2+, CH3CH2., CH3CH=CH2, CH3OCH2CH3, CH3OCH3, CH3OH,
CH3O-, CH3OH2+, CH2=CHBr, CH3NH2, CH3NHCH3, (CH3)3N, (CH3)4N+
11. Scrivere la formula strutturale completa, usando un trattino per ogni legame, per ciascuna delle
seguenti formule condensate, facendo attenzione, perché i legami multipli non sono indicati:
(CH3)2CHCHBrCH3, (CH3)3CCONHCH(CH3)CHCH2, (CH3)2CC(CH3)CCCH3
12. Scrivere la formula strutturale completa per ciascuno dei seguenti composti, facendo
attenzione, perché ogni struttura contiene almeno un doppio od un triplo legame che non è
mostrato (usare le regole di valenza per trovarli):
H2C=CHCH=CHCN, CH3COCH3, CH3CO2H, CH3CCCH2CH3, OHCCH2CHO
13. Dire se le seguenti strutture rappresentano lo stesso composto o composti diversi (spiegare):
Br
Br
H
H C Br
H C H
Br C Br
H
Br
H
14. Indicare l'ibridazione di ciascun atomo di carbonio nelle seguenti strutture:
(CH3)3CH, CH2CHCH3, CH3CHCCH2, H2CO, CH3OCH3, CH3CHCHCN
15. Per ciascuna delle seguenti strutture dire se le coppie di atomi di carbonio indicate giacciono o
no sullo stesso piano:
CH3
H3C
C
;
C
H
H3C
CH2 CH3
H3C
C
C
;
HC
CH2 CH3
C
HC
;
C
H
H3C
CH2 CH3
16. Dire il valore degli angoli di legame indicati nelle seguenti strutture:
H
H
H C
C
H
H
H
H
;
C
H3C
H
CH
C
H
H2C
;
C
C
H
C
H
H
17. Dire, in ciascuna delle seguenti coppie, se è più corto il legame (1) o (2):
2
1
Cl CH2CH3
Cl CH
1
CH2 ;
H3C
2
O
CH3
O
1
2
CH3
C
CH3
;
H
C
CH C
C H
H
18. L'angolo di legame O-C-O nella anidride carbonica (CO2) è 180°. Scrivere la struttura di
Lewis e dire quale è l'ibridazione dell'atomo di carbonio.
19. Quanto è l'angolo di legame H-C-H del metano [CH4]? Quanto vi aspettate sia l'angolo di
legame H-O-H e H-N-H rispettivamente dell'acqua e dell'ammoniaca, confrontati con l'angolo HC-H del metano? Quanto vi aspettate sia l'angolo di legame Cl-C-Cl nel tetracloruro di carbonio
[CCl4]? E l'angolo di legame H-N-H nello ione NH4+?
20. Quali sono gli orbitali atomici che contengono gli elettroni leganti del carbonio? Disegnare un
atomo di carbonio con due orbitali p non ibridi: quali orbitali ibridi sono presenti su questo atomo
di carbonio?
21. Quale elemento è il più elettronegativo in ciascuna delle seguenti serie?
a) C, H, O; b) C, H, N; c) C, H, Mg; d) C, Cl, O; e) C, H, F.
22. Tra i seguenti composti, quali hanno un legame ionico e quali solo legami covalenti?
CH3CO2Na, CH3I, LiOH, CH3ONa, CH3OH, H2S, Mg(OH)Br, CHCl3
Che cosa potete dire sul punto di fusione dei composti con un legame ionico rispetto a quelli con
solo legami covalenti?
23. Indicare l'elemento più elettronegativo in ciascuna delle seguenti strutture e mostrare la
direzione di polarizzazione dei suoi legami:
CH3OH, CH3COCH3, FCH2C(O)CH3, (CH3)2NCH2CH2OH
Quali segnali di stretching (stiramento) vi aspettate nello spettro IR per ciascuno di questi
composti?
24. Indicare le estremità positive e negative del dipolo dei seguenti legami: C-Mg; C-Br; C-O; CCl; C-H; C-B.
25. Sistemare i seguenti composti in ordine di polarità crescente:
CH3CH2CH2NH2, CH3CH3CH3, CH3CH2CH2OH, CH3CH2CH2Br, CH3CH2CH2I, CH3CH2CH2Cl
Quali segnali di stretching (stiramento) vi aspettate nello spettro IR per ciascuno di questi
composti?
26. Sistemare i seguenti composti in ordine di carattere ionico crescente: CH4, HBr, LiCl.
27. Quale è il composto più polare in ciascuna delle seguenti coppie? Spiegare.
a) CH3CH2OH e CH3OCH3; b) CH3CH3 e CH3CH2Cl; c) CH3NH2 e (CH3)3N
28. a) Predire la direzione del dipolo (se c'è) nelle seguenti molecole: HF, Cl2, ICl, N2; b) Chi tra i
seguenti composti ha momento dipolare e perché?: CBr4, CH2CH2, CH3Cl, NH4+, BF4-.
29. a) Indicare la polarità dei legami in ciascuna delle seguenti strutture:
H
(a) Cl C
H
H
H
Cl ; (b) H
C
O H ; (c) H
H
C
H
O
H
C
H
H
Vi aspettate che i composti (a) e (c) abbiano momento dipolare? Spiegare.
b) Quali assorbimenti nell’infrarosso vi aspettate ?
30. Quale dei seguenti composti può formare legami idrogeno con altre molecole della stessa
specie?:
(CH3)2NH; CH3CH2OCH2CH2OH; CH3CO2H; CH3OCH2CH2OCH3
31. Scrivere le strutture di legame idrogeno (se c'è) che vi aspettate per i seguenti composti:
CH3CH2OH; CH3CH2OCH3; CH3CH2F; (CH3)3N
32. Quale dei seguenti composti può formare legame idrogeno con se stesso? e con l'acqua?:
CH3CH2CH2OH; CH3COCH3; (CH3)3CH
33. a) Mostrare tutti i tipi di legame idrogeno in una soluzione acquosa di (CH3)2NH. Quale è il
più forte? b) Indicare il legame idrogeno tra due molecole di metanolo (CH3OH) e quello tra una
molecola di metanolo ed una di acqua.
34. Se si prova a sciogliere in acqua: cloroformio [CHCl3], metanolo [CH3OH] e tetracloruro di
carbonio [CCl4], quale pensate si sciolga meglio? Perché? E' possibile sciogliere acqua in
tetracloruro di carbonio? Perché?
35. Disporre i seguenti composti secondo l'ordine di solubilità crescente in acqua, dal meno
solubile al più solubile. Spiegare.
CH3CO2H, CH3CH3, CH3CH2OCH2CH3
36. L'etere dietilico, CH3CH2OCH2CH3, e l'1-butanolo, CH3CH2CH2CH2OH, sono ugualmente
solubili in acqua, ma il punto di ebollizione dell'1-butanolo è di 83°C più alto di quello dell'etere
dietilico. Che spiegazione si può dare a questa osservazione sperimentale?
37. Indicare, per ciascuna delle seguenti coppie di strutture, quale coppia NON costituisce strutture
di risonanza:
a)
H 3C
e
O
O
H3C
d ) CH3CH=CHCH3
e
CH3
OH
O
O
; b)
H3C
CH3CH2CH=CH2
CH2
e
H 3C
O
CH2=CH-CH
; c)
; e) CH3-N=C=O
+
O
e
CH3O-C
+
e
CH2CH=CH
O
N
38. Calcolare l’energia associata alle seguenti frequenze, lunghezze d’onda o numeri d’onda: a) ν
= 2 x 108 Hz; b) λ = 254 nm (2.54 x 10-9 m); c) λ = 1.0 cm; d) ν = 2600 cm-1; e) ν = 4.1 x 1014 Hz;
f) ν = 2 x 108 m-1.
39. Una molecola è costituita da atomi di C, H e N. L’analisi elementare ha dato: %C = 40, %H =
13,3. a) Determinare la formula empirica. b) Sapendo che lo spettro di massa presenta un valore
m/z = 60, determinare la formula molecolare.
CHIMICA ORGANICA I con Elementi di Laboratorio
Corso di laurea in CHIMICA (L.T.)
Esercitazione n. 2 - Nomenclatura (I)
TERMINI ED ARGOMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DI QUESTO FOGLIO: Idrocarburi.
Alcani. Nomenclatura sistematica IUPAC. Isomeri strutturali. Gruppi alchilici. Carbonio primario, secondario,
terziario. Cicloalcani. Spettri 1H NMR e 13C NMR. Alcheni ed alchini; vinile, allile. Alcadieni. Cicloalcheni e
cicloalcadieni. Idrocarburi aromatici e derivati; fenile, fenilene, benzile. Idrocarburi biciclici. Idrocarburi spiro.
Nomenclatura sistematica IUPAC: Alogenuri alchilici ed arilici. Nitroderivati. Alcooli e fenoli. Dioli e polioli.
Tioli. Eteri e solfuri. Ammine (primarie, secondarie, terziarie); ammine aromatiche. Sali di ammonio, ossonio,
solfonio. Sali di diazonio. Solfossidi, solfoni, acidi solfonici.
1. Dire quale coppia tra le seguenti rappresenta due idrocarburi isomeri:
a) C2H6O e C2H5OH; b) C5H12 e C5H10; c) C4H10 e C3H7CH3
2. Quando si scrive una formula strutturale come quella sotto, gli atomi sono tutti sullo stesso
piano? Spiegare.
H H
H C C
H H
H H
C C H
H H
3. Indicare quale (o quali) delle seguenti coppie di formule strutturali rappresenta la stessa
molecola:
H H H
H H
H H
H H H
H H H
H Cl H
a) H C C C H e H C C C H ; b)H C C H e H C C Cl ; c) H C C C H e H C C C H
H H
H H H
H H Cl
H Cl
H H Cl
Cl H H
4. Quali tra i seguenti scheletri di atomi di carbonio non rappresentano un idrocarburo lineare?
a) C C C C ; b) C C C C ; c) C C C
C
C
C
C C ; d) C C C ; e) C C C
C
C C
C
C C
C
f) C C C C C ; g) C C C C ; h) C C C C
C
C
C C C C
C
C
5. Indicare se ciascuna delle seguenti coppie di scheletri di atomi di carbonio rappresenta o no lo
stesso composto:
Cl
Cl
C
a) C C C C e C C C ; b) Cl C C C e C C C Cl ; c) C C C C e C C C C
Cl
C
C
C
Cl
C
C
C
d) C C C C e C C C
Cl
f)
C C C
C
C;
e) C C C
C
Cl
C C
e
C C C C C ; g)
C
C C
e C C C
C
C
e
C C C C
C
C C C
C
C
C C
6. Dare la formula molecolare di: etano, propano, butano e pentano. Scrivere la formula
strutturale per ciascuna di queste molecole, mostrando tutti i legami C-C e C-H e scrivere le
formule condensate corrispondenti.
7. Dare la formula molecolare di: esano, ottano e decano. Scrivere per ciascuno di questi
composti le strutture condensate e quelle a linea di legame.
8. Scrivere le strutture dei cinque isomeri di formula molecolare C6H14. Quanti gruppi metile ha
ciascun isomero? Quali sono i nomi corrispondenti, secondo la nomenclatura IUPAC? Quanti
segnali vi aspettate nello spettro 13C NMR?
9. Quali delle seguenti formule rappresenta correttamente il gruppo isobutile? Perché le altre non
vanno bene?
H3C CH CH3
H3C CH CH2
CH3
CH3
H3C C
CH3
CH3
10. E' corretto chiamare metilbutano il composto di formula condensata CH3CH(CH3)CH2CH3?
E chianare metilpentano il composto di formula CH3CH(CH3)CH2CH2CH3?
11. Scrivere per ciascuno dei seguenti nomi la formula (semicondensata e a linea di legame)
corrispondente:
2,2-Dimetilpentano; 4-etil-2-metilesano; 2,4-dimetilesano; 3-etil-4-metileptano; 3-etil-4-propilottano; 2,3-dimetil-4-propilottano; 4-isopropileptano; 3,3-dimetilpentano, 4-etil-2,2-dimetildecano;
2,4,7-trimetildecano; 4-isopropil-2,3-dimetilottano; 2,2,6,6-tetrametil-4-terzbutilnonano; 2-metiltridecano; eicosano; 3-metil-4-(1-metilpropil)ottano; 3-metil-5-(2metilpropil)nonano; 3-etil-5-sec-butilnonano; 5-isobutil3-metilnonano.
Metilcicloesano; etilciclopentano; 1-isopropil-1-metilciclobutano; 1-metil-2-propilciclopentano;
1,1-dimetilcicloesano.
12. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, secondo la nomenclatura IUPAC:
CH3CH(C2H5)CH(CH3)CH2CH3;
(CH3)2CHCH2CH(CH3)2;
CH3CH(CH3)CH2CH3;
CH3CH2CH(C2H5)CH3;
(CH3CH2)4C;
CH3CH2CH(CH3)CH2C(CH3)2CH2CH(C2H5)CH2CH3 ;
(CH3CH2)3CC(CH3)2CH2CH3;
(CH3CH2)2C(CH3)CH2CH2CH3;
CH3CH(CH3)CH(CH2CH2CH3)CH(C2H5)CH2CH3 ;
CH3 CHCH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH CH2CH(CH3)2
;
CH3 CH2CH2 CH CH2 CH3
CH2CH(CH3)2
; CH CH
3
2
CH3
( CH3 CH2C CH2 CH2 CH2 )2CHCH3
;
CH3
CH2CH3;
CH2CH3;
CH3 CH2CH CH3
CH2
CH3
CH3
CH3 ;
CH CH2 CH3
;
13. Per il composto di formula CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)2, quale tra i
seguenti è il nome corretto? In che cosa sono sbagliati gli altri? (a) 5,6-dietil-4-metilottano; (b)
3,4-etil-5-metilottano; (c) 3,4-dietil-5-metilottano; (d) 5-metil-3,4-dietilottano.
14. Secondo la nomenclatura IUPAC, i seguenti nomi sono sbagliati. Stabilire quale regola (o
quali regole) è stata violata e dare il nome IUPAC corretto. a) 1,1-dimetilbutano [per
(CH3)2CHCH2CH2CH3]; b) isopentano [per (CH3)4C]; c) dimetilesano [per
(CH3)3CCH2CH2CH2CH3; d) metilpentano; e) 2-isobutil-4-metilesano; f) 2-etileptano.
15. a) Quanti diversi tipi di carbonio e di idrogeno ci sono in ciascuno dei seguenti composti (ad
esempio: nel propano ci sono due tipi di carbonio, i due primari ed il secondario, e due tipi di
idrogeni, i 6 H tutti equivalenti tra loro, legati ai C primari ed i 2 H, equivalenti tra loro, legati al
C secondario): metilbutano; 2-metilpentano; 3-metilpentano; esano; 2,3-dimetilbutano; 2,2dimetilbutano. b) Quanti segnali vi aspettate nello spettro 13C di ogni composto del punto a e
quanti nello spettro 1H NMR? c) Quanti diversi isomeri strutturali si possono formare per
sostituzione di un atomo di idrogeno con un metile in ciascuno dei composti precedenti? (Ci
saranno tanti isomeri strutturali quanti sono i tipi di H non equivalenti. Per esempio dal propano
si possono formare due soli isomeri strutturali, perché ci sono due tipi di H). Dare ad ogni
composto il nome IUPAC.
16. Scrivere le strutture per i cinque isomeri strutturali di formula molecolare C6H14. In quali
strutture sono presenti atomi di carbonio secondario? In quali sono presenti atomi di carbonio
terziario? Come vi aspettate sia lo spettro 13C NMR?
17. Scrivere la struttura e dare il nome IUPAC di un alcano o cicloalcano che abbia la seguente
formula; a) C5H12 con atomi di idrogeno primari e secondari; b) C5H12 con solo atomi di
idrogeno primari; c) C5H12 con un atomo di idrogeno terziario; d) C5H10 con solo atomi di
idrogeno secondari.
18. Quanti dimetilciclobutani isomeri strutturali ci sono? Quanti dimetilciclopropani? Come vi
aspettate sia lo spettro 13C NMR di ciascun isomero strutturale?
19. Scrivere la struttura dei nove possibili eptani ed assegnarne i nomi, secondo la nomenclatura
sistematica (IUPAC).
20. Scrivere per ciascuno dei seguenti nomi la formula (semicondensata e a linea di legame)
corrispondente:
Propene; isobutene; metilpropene; 2,3-dimetil-2-pentene; 3-eptene; 3-ottino, 1-ottino; 2-metil-3ottino; 2,2-dimetil-3-esino; 2-undecene; 4-tridecene; 3-decino; 3-ciclopentil-1-butino; 3-terzbutil-2-esene; 1,4-pentadiene; 1,3-pentadiene; butadiene; butenino; 1-metilciclobutene; 3-metilciclopentene;
cicloottene;
cicloesene;
3,3-dimetilcicloesene;
metilideneciclopentano;
metileneciclopentano; 2-propenilcicloesano; allilcicloesano; 1-propenilcicloesano; propilidencicloesano; ciclopentadiene; 1,3-cicloesadiene; 1,4-cicloesadiene; ciclopropilcicloesano; 3metilcicloesene; 2-etil-3-metilcicloesene.
Benzene; toluene (=metilbenzene); m-xilene (=m-dimetilbenzene); 1,3,5-trimetilbenzene;
bifenile; trifenilmetano; difenilmetano; naftalene; fenantrene; 1-etil-3-metilbenzene; 1metilnaftalene; α-metilnaftalene; β-etilnaftalene; 2-etilnaftalene; 1,8-dimetilnaftalene; 2,2'dimetilbifenile.
Biciclo[2.2.1]eptano; biciclo[2.2.2]ottano; 2-metilbiciclo[5.2.0]nonano; biciclo[3.2.2]-2-nonene;
3-metilbiciclo[4.4.0]decano; spiro-[3.4]-ottano; spiro[4.5]1,6-decadiene.
21. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, secondo la nomenclatura IUPAC:
(CH3)2C=CHCH3;
CH3CH2CH2CH=CHCH2CH2CH3;
(CH3)2C=C(CH3)CH2CH3;
CH2=CHC(CH3)=CHCH3;
CH3CH2CH2C(CH3)=CHCH3;
CH3CH2CH2C(CH3)=CHCH2CH=C(CH3)2
CH3CH=CHCH=CHCH=CHCH3;
CH3CH2C
CH3CH2CH=CHCH2CH3;
(CH3)3C C
CH3CH=CHCH=CHCH3;
CCH2CH3 ; CH3CH2C
CCH2CH3 ; CH C C(CH3)2 C CH ; (CH ) CH C
3 2
CH3
CH
C (CH2)4CH3
CH
3
;
;
;
;
;
;
;
;
22. Ciascuno dei seguenti composti è stato chiamato in modo improprio, secondo la nomenclatura
IUPAC. Indicare l'errore e dare il nome corretto. a) 2-etil-2-pentene; c) 2-etil-2-ottene; d) 2,2dimetil-4-pentene; e) 1-etil-6-metilbenzene; f) 2-metil-4-propilbenzene; g) 1-metil-3-metilbenzene; h) 4-metil-4-etil-1-butene; i) fenilmetano.
23. a) Quanti isomeri strutturali esistono di formula C5H10 con un doppio legame carboniocarbonio? b) Quanti isomeri strutturali con un triplo legame carbonio-carbonio hanno formula
molecolare C5H8? c) Quanti alcadieni (attenzione: niente alleni!) hanno formula molecolare
C5H8? Dare a tutti gli isomeri il nome, secondo la nomenclatura IUPAC.
24. Quanti trimetilbenzeni ci sono? Scrivere le formule e dare i nomi IUPAC. Quale di questi dà
un solo monoetilderivato? Quale ne dà due? Quale tre?
25. Quale è il nome sistematico (IUPAC) corretto per il composto di formula
CH2=CHCH(CH2CH3)2: vinilpentano, 3-vinilpentano, 3-etil-1-pentene?
26.Scrivere per ciascuno dei seguenti nomi la formula (semicondensata e a linea di legame)
corrispondente:
Cloruro di isobutile; bromociclopentano; 1,3-dibromocicloesano; 2-iodoeptano; 1,1,1tricloroetano; 1,1,2-tricloroetano; cloroformio; tetracloruro di carbonio; iodoformio; cloruro di
metilene; diclorometano; 3,3,3-tricloropropene; 4-cloro-1-pentino; bromuro di vinile; 1,2dibromoetene; ioduro di allile; bromuro di vinile; cloruro di benzile; 2-bromonaftalene; pclorometilbenzene, p-diclorobenzene; bromuro di benzile.
Nitroetano; 2-nitrobutano; 1-nitrobutano; nitrobenzene; o-metilnitrobenzene; 9-nitroantracene.
Metanolo; etanolo; 2-pentanolo; alcool sec-butilico; alcool terz-butilico; cicloesanolo; 1metilcicloesanolo; 2-metilcicloesanolo; 3-cloro-5-etilcicloesanolo; 2-propanolo; alcool
isopropilico; alcool 2-feniletilico; alcool benzilico; benzenolo; fenolo; p-metilbenzenolo; pmetilfenolo; 4-metilbenzenolo; 3-bromobenzenolo; m-bromofenolo.
Etantiolo; 1-butantiolo; 2-butantiolo; benzentiolo; tiofenolo.
2,3-Butandiolo; 1,2-propandiolo; 1,3-ciclopentandiolo; 1,4-butanditiolo.
Dietil etere; isopropil metil etere; etil propil solfuro; anisolo (= fenil metil etere); metossibenzene;
propilossibenzene; benzil etil etere; 3-isopropilossiottano; 4-metiltiononano; ossaciclopropano; 2metilossaciclobutano.
Etanammina; 1-butanammina; 2-butanammina; cicloesanammina; metilpropilammina; 3ammino-2-butanolo; ciclopentilisopropilammina; isopropildipropilammina; benzenammina;
anilina; 1-amminonaftalene; 4-nitrobenzenammina; p-nitroanilina; 1,4-diamminobutano; 1,2diamminoetano; etilendiammina; N,N-dimetilanilina; difenil ammina; 1,4-diamminobenzene; pfenilendiammina; 9-amminofenantrene; 4-amminobifenile; azacicloesano; 1,4-diazacicloesano;
azaciclopentano.
Cloruro di tetrabutilammonio; idrossido di etilmetildipropilammonio; bromuro di trietilossonio;
cloruro di cicloesiltrimetilammonio; cloruro di etildimetilsolfonio; bromuro di alliltrimetilammonio; cloruro di trietilvinilammonio; ioduro di dibenzilfenilsolfonio. Cloruro di benzendiazonio;
cloruro di p-clorobenzendiazonio.
Dimetil solfossido; etil metil solfossido; dietil solfone; benzil propil solfone; acido
metansolfonico; acido benzensolfonico; acido 1-butansolfonico; acido 2-butansolfonico; acido 1metilpropan-solfonico; acido p-toluensolfonico; acido p-metilbenzensolfonico.
27. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, secondo la nomenclatura IUPAC:
(CH3)2C=CHBr ;
ClCH=CHCH2CH3 ;
CH3CHClCH3 ;
CH3CH2CH(CH3)Br ;
(CH3)3CF ;
CH3CH2CHICH3 ; CBr4 ; CHCl3 ; CH3 CH2 CH C CH ; CH CH CHBrCH(CH )CH=CH ;
3 2
3
2
Cl
CH3CH2OH ; CH3CH2CH2CH2OH ;
(CH3)2CHOH ; CH3CH(CH3)CH2CH(OH)CH2CH3 ;
CH3CH2CH2SH ;
CH3CH2CH2OC(CH3)3 ; CH CH CH OCH CH CH ;
3 2 2
2 2 3
CH3CH2CH(CH3)CH(NH2)CH2CH3 ; (CH3)3N ; CH NH ; CH CH CH(CH )NH
3 2
3 2
3
2
+
(CH3CH2)2 N CH3
+ (CH3)4N+ -OH ;
CH3O(CH2CH3)2 Br- ;
(CH3)3S+ I- ;
Cl
+
(CH3CH2)2N(CH3)2 Br- ; CH3SO2CH(CH3)2
; (CH3CH2CH2)2SO ;
OH
HO
;
CH3
Cl
CH3
;
;
Cl
;
;
Br
CH3
CH3
;
H2N
CH3
O
;
;
;
O
N
H
;
N
H
SO3H
SO3H
SO3H
O
O
;
;
CH3
;
;
Br
28. Ciascuno dei seguenti composti è stato chiamato in modo improprio, secondo la nomenclatura
IUPAC. Indicare l'errore e dare il nome corretto. a) 1-cloro-2-propene; b) 1-cloro-3-etil-2-metil5-esene; c) 4-bromo-4,5-dicloro-6-etileptene.
29. Scrivere tutti gli alcooli contenenti tre e quattro atomi di carbonio, specificando quali sono
primari, quali secondari e quali terziari e dando a tutti il nome IUPAC.
30. Scrivere le strutture dei seguenti alcooli, specificando per ognuno se è primario, secondario o
terziario: etanolo; alcool isopropilico; ciclopentanolo; alcool isobutilico; dimetilpropanolo; 1metilcicloesanolo.
31. a) Scrivere le strutture di tre eteri isomeri di formula molecolare C4H10O e dare i nomi,
secondo la nomenclatura IUPAC.
b) Qui di seguito sono riportati gli spettri 13C NMR di due di questi eteri. Quali sono ? Perché?
Come vi aspettate sia lo spettro 13C del’etere mancante?
32. Usando cinque atomi di carbonio ed il numero necessario di atomi di idrogeno e di altri
elementi, scrivere le strutture dei seguenti composti: a) un alcool primario a catena aperta; b) un
alcool secondario a catena aperta; c) un alcool terziario a catena aperta; d) un alcool terziario
ciclico; e) un alcool secondario ciclico; f) un composto ciclico che sia anche un alcool primario.
33. (a) Scrivere la struttura dell'etere isomero strutturale dei due propanoli. (b) Scrivere gli otto
alcooli ed i sei eteri di formula molecolare C5H12O.
34. Ci sono quattro diclorocicloesani isomeri strutturali, di formula C6H10Cl2. Scriverne la
struttura ed assegnarne il nome, secondo la nomenclatura IUPAC.
35. Scrivere le formule e dare i nomi agli isomeri strutturali dei seguenti composti: a)
triclorobenzeni; b) dibromonitrobenzeni; c) diclorotolueni (= diclorometilbenzeni); d)
monocloronaftaleni; e) clorodinitrobenzeni; f) metilbenzenoli; g) dinitronaftaleni.
36. Quanti trimetilbenzeni ci sono? Quale di questi dà un solo mononitroderivato? Quale ne dà
due? Quale tre?
37. Quale è il nome sistematico corretto per il composto di struttura CH2=C(CH3)CH2Cl: 1cloro-2-metil-2-propene, clorometilpropene, 3-cloro-2-metilpropene?
38. I derivati fluorurati degli idrocarburi sono largamente usati nei sistemi frigoriferi e nelle
bombolette spray aerosol. Sono correntemente conosciuti con nomi che sono marchi di fabbrica,
come ad esempio Freon. Nelle bombolette aerosol si usa il diclorodifluorometano (scrivere la
formula), che va sotto il nome di Halocarbon-12. L'Halocarbon-114 è il liquido frigorifero più
usato nei frigoriferi domestici ed ha formula CF2ClCF2Cl: che nome sistematico (IUPAC) gli
dareste?
39. Scrivere la formula del 2,2,2-trifluoroetil vinil etere, un anestetico per inalazione, noto come
Fluoromar, che addormenta un paziente in 30-60 secondi e rende possibili risvegli accompagnati
da una sensazione di nausea minore che con altri anestetici.
40. Il tritolo è tuttora il più importante degli esplosivi di uso militare. Fonde a 81°C, ma non
esplode fino a 280°. E' perciò possibile fonderlo e versarlo ancora liquido nei contenitori.
Scriverne la struttura, sapendo che il suo nome è 2,4,6-trinitrotoluene.
Esercitazione n. 3 - Nomenclatura (II)
TERMINI ED ARGOMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DI QUESTO FOGLIO:
Nomenclatura sistematica IUPAC. Aldeidi e chetoni; gruppo carbonile. Acidi carbossilici; gruppo acile. Derivati
degli acidi carbossilici: alogenuri acilici, ammidi, esteri, anidridi, nitrili. Composti polifunzionali.
1. Ciascuna delle seguenti strutture è monofunzionale. Indicare in ciascun caso il gruppo
funzionale (aggiungendo 1°, 2° o 3° quando appropriato), specificandone la desinenza
caratteristica (se c'è). Se quello indicato non fosse il gruppo funzionale principale, indicare il
prefisso con cui si indica.
c)
b)
a)
d)
N
O
e)
H
C
Br
g)
f) (CH3)3N
k)
O
h)
O
O
O
+
m) (CH3)4N
l)
n)
NO2
p)
o)
S
+
C N N
q)
S
O
j) CH3CHO
i)
Cl
O
2. Ciascuna delle seguenti strutture è polifunzionale. Indicare in ciascun caso il gruppo funzionale
principale, specificandone la desinenza caratteristica. Indicare il prefisso con cui si indica in
questo caso l'altro gruppo funzionale.
a)
O
NH2
OH
c)
b) HO
O
NO2
NH2
e)
NH2
OH
NH2
f)
O
d)
CHO
3. Scrivere per ciascuno dei seguenti nomi la formula (semicondensata e a linea di legame)
corrispondente:
Pentanale; aldeide 3-metilbutanoica; 3-butenale; ciclopentancarbaldeide; benzencarbaldeide,
aldeide benzoica; benzaldeide; o-idrossibenzaldeide; 2-idrossibenzencarbaldeide; acetone;
propanone; dimetil chetone; butanone; isopropil sec-butil chetone; 2,4-dimetil-3-esanone;
acetofenone; fenil metil chetone; feniletanone; benzofenone (= difenil chetone); difeniletanone;
2,4-pentandione; cicloesanone; 1,3-cicloesandione; ciclopropenone.
2-Idrossipentanale; m-amminobenzaldeide; 3-amminoesanale; 4-allil-2-metossifenolo.
4. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, secondo la nomenclatura IUPAC:
CH3CH2CH=CHCHO; CH3CH(CH3)CH2CHO;
CH2=CHCOCH2CH3;
CH3
O
O
CH3
CHO
O
O
C
O
H2 N
H
O
C
CH3
5. Secondo la nomenclatura IUPAC, i seguenti nomi sono sbagliati. Stabilire quale regola (o quali
regole) è stata violata e dare il nome IUPAC corretto. a) butanolo; (b) idrossietano; (c) 2mercaptopropano; (d) 2-idrossietilammina.
6. Dare i nomi IUPAC ai sette composti carbonilici (aldeidi e chetoni) di formula C5H10O.
7. Due aldeidi che si trovano in natura sono il tetradecanale, usato dal batterio luminescente
Achrobacter fisceri nel processo di produzione della luce, ed il citronellale (nome sistematico:
3,7-dimetil-6-ottenale), che fa parte del sistema chimico di allarme delle formiche. Scrivere le
formule di queste aldeidi.
8. a) Scrivere la struttura della vaniglina, il costituente odoroso principale dei baccelli di vaniglia,
sapendo che il nome IUPAC è 4-idrossi-3-metossibenzaldeide.
9. Ciascuna delle seguenti strutture è monofunzionale. Indicare in ciascun caso il gruppo
funzionale specificandone la desinenza caratteristica. Scrivere per ogni gruppo funzionale il
prefisso da usare quando serve chuiamarlo come sostituente.
O
a)
HCO2H
O
b) H3CCOCl
O
e)
f)
c)
d)
CN
O
H3C C OC(CH3)3
N
O
O
O
g)
10. Ciascuna delle seguenti strutture è polifunzionale. Indicare in ciascun caso il gruppo
funzionale principale, specificandone la desinenza caratteristica. Indicare il prefisso con cui si
indica in questo caso l'altro gruppo funzionale.
NH2
OH
a)
CN
O
O
O
f)
d)
O
O
H2N
O
HO
e)
OH
O
O
NH2
g)
O
Br
HO
NH
c)
b)
O
O
11.
Scrivere per ciascuno dei seguenti nomi la formula (semicondensata e a linea di legame)
corrispondente:
Acido acetico; acido etanoico; acido α-metilbutanoico; acido 3-metilpentanoico; acido
benzencarbossilico; acido benzoico; acido ciclopentancarbossilico; acido malonico (= ac.
propandioico); acido ossalico (= ac. etandioico); acido p-toluico (= ac. p-metilbenzoico); acido 3cloroeptanoico; acido 2-butenoico; acido esanoico; acido 3-esenoico; cloruro di butanoile;
bromuro di etanoile; cloruro di benzoile; bromuro di 3-cloropentanoile; acetato di fenile;
ciclobutancarbossilato di metile; benzoato di etile; etanoato di benzile; propenoato di isopropile;
ossalato (v. sopra ac. ossalico) dietilico; malonato ( v. sopra ac. malonico) dietilico; malonato
acido di etile (più corretto: acido etossicarboniletanoico); p-nitrobenzoato di metile, pentanoato di
isobutile; 1,3-diacetossicicloesano, 1,3-diacetilcicloesano, acido 3-acetil-2-bromopentan-dioico;
anidride acetica; anidride etanoica; anidride metanoica; anidride benzencarbossilica; anidride
benzoica, anidride pentanoica; anidride fenilacetica; anidride butandioica; anidride 2-butenoica,
anidride butendioica; anidride 1,2-benzendicarbossilica; anidride 1,2-naftalendicar-bossilica;
esanammide; benzenammide; benzammide; m-bromobenzenammide; N-etilpentanam-mide; 2pentenammide; acetonitrile; etanonitrile; benzenenitrile; benzonitrile; esanonitrile, p-nitrobenzonitrile.
Acido 3-formilpentanoico; acido acetoacetico (= ac. 3-ossobutanoico); acido 3-idrossibu-tanoico;
acido o-metossibenzoico; acido 2-amminopropanoico; acido 2-ammino-3-(p-idrossifenil)propanoico; acido 3-bromoformilpropanoico; acido 3-bromocarbonilpropanoico; acido 3-bromo-3formilpropanoico; acido 3-propilossicarbonilcicloesancarbossilico; acido 4-butanoilossicarbonilcicloesancarbossilico; acido 4-cianobenzencarbossilico.
Acido 3-cloroformilpropanoico; acido 3-formilbutanoico; acido carbammoiletanoico, acido 3etossicarbonilbenzoico.
12. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, secondo la nomenclatura IUPAC:
CH3CON(CH3)2;
CH3CN;
Br3CCH2CH2CH2CH(CH3)CO2H;
OH
C
Br
CH3CH2COCl
CH3CH(OCH3)CH2CH2CO2H;
CH3CH=CHCH2CH2CONH2;
O
CO2H
CONH2
CO2H
Cl
C N
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH3
H2N
O
O
O
CH3
CH3
O
O
HN
C
O
C
CH3
CH2CH3
CH3
CO2H
Cl
13. Scrivere gli esteri isomeri di formula molecolare C5H10O2.
14. Scrivere le ammidi isomere di formula molecolare C5H11NO.
15. a) Dare il nome IUPAC all'acido malico, HO2CCH2CH(OH)CO2H, contenuto nelle mele.
CHIMICA ORGANICA I
Corso di laurea in CHIMICA (L.T.)
Esercitazione n. 4 - Esercitazione sulle conformazioni di alcani e cicloesani.
TERMINI ED ARGOMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DI QUESTO FOGLIO: Rotazione
attorno ai legami C-C. Conformazioni, rotameri. Formule proiettive di Newman; formule a cavalletto.
Conformazioni alternate, eclissate, oblique. Energia torsionale. Tensione angolare e cicloalcani. Conformazioni
del cicloesano (a sedia, a barca, piegata). Legami assiali ed equatoriali. Cicloeptano e cicloottano.
1. Disegnare la molecola completa del butano, nella conformazione più favorevole per tutti i
legami C-C (usare i legami a cuneo e tratteggiati).
2. Mediante le formule di Newman e quelle a cavalletto, rappresentare le conformazioni
dell'1,2-dicloroetano corrispondenti ai minimi ed ai massimi di energia (conformazioni limite).
3. Scrivere i rotameri alternati ed eclissati dei seguenti composti (formule proiettive di Newman
e formule a cavalletto): a) metilbutano, rispetto al legame C2-C3; b) tetrametilbutano, rispetto
al legame C2-C3; c) 1,2-dibromoetano; d) 1,2-dicloro-1-fluoroetano: e) esano, rispetto al
legame C3-C4; f) 1-esene, rispetto al legame C3-C4; g) 2-cloro-3-metilpentano, rispetto al
legame C2-C3; h) 2-metilpentano, rispetto al legame C1-C2; i) 2-metilpentano, rispetto al
legame C2-C3; l) 2-metilpentano, rispetto al legame C3-C4. Costruire in ogni caso il
diagramma di energia potenziale.
4. Scrivere le conformazioni alternate del 2,3-dimetilbutano, usando le notazioni di Newman e
quelle a cavalletto. Notare che due di queste conformazioni sono equivalenti. Quale conformazione ha energia più bassa?
5. Scrivere le proiezioni di Newman della conformazione anti e delle due conformazioni
eclissate dell'1,2-diiodoetano. Quale delle due conformazioni eclissate ha energia maggiore?
6. Disegnare le proiezioni di Newman per i rotameri alternati di a) 1-bromo-1-cloroetano; b)
acido 3-idrossipropanoico.
7. Scrivere le proiezioni di Newman del rotamero anti (se c'è) per il seguente composto,
secondo il legame indicato ogni volta:
HO2C CH CH2 CH2 CO2H
HO2C CH CH2 CH2 CO2H
CH3
HO2C CH CH2 CH2 CO2H
CH3
CH3
8. Dire se le posizioni indicate sono assiali o equatoriali.
9. Quale delle conformazioni scritte qui sotto è la più stabile? Quale è la meno stabile?
a)
H
CH3 H3C
b)
H
CH3
H
H
CH3
c)
CH3
H
H
d)
CH3
H
CH3
H3C
H
10. Scrivere gli equilibri conformazionali (conformazioni a sedia) di: a) metilcicloesano; b)
clorocicloesano; c) terz-butilcicloesano. Specificare in ogni caso quale è il conformero più
stabile e perché.
11. Scrivere i possibili conformeri (a sedia) del cicloesilcicloesano.
12. Scrivere la conformazione più stabile di: a) cicloesanolo; b) 1-etil-1-metilcicloesano; c) 1,1dietilcicloesano.
13. Mediante le formule di Newman e quelle a cavalletto, rappresentare le conformazioni-limite
di: a) metossietano (secondo il legame O-C1); b) N-metiletanammina (secondo il legame NC1). Indicare in ogni caso la conformazione più stabile e quella meno stabile.
14. Scrivere gli equilibri conformazionali dell'1,3-diazacicloesano (conformazioni a sedia).
CHIMICA ORGANICA I
Corso di laurea in CHIMICA
Esercitazione n. 5 - Esercitazione sulla stereoisomeria geometrica.
TERMINI ED ARGOMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DI QUESTO FOGLIO: Isomeria
geometrica degli alcheni. Notazione cis, trans. Notazione E,Z e criteri di priorità. Stereoisomeria dei dieni.
Conformazioni s-cis e s-trans dei dieni coniugati. Stereoisomeria dei cicloalcani disostituiti e polisostituiti.
Configurazioni e conformazioni del cicloesano disostituito.
1. In quali dei seguenti composti troviamo isomeria geometrica? a) (CH3)2C=CH2; b)
CH3CH2CH=CHCH3; c) (CH3)2C=CHCH3; d) CH3CH=CCl2; e) CH3CCl=CHCl; f) 1,2difeniletene; g) 1-buten-3-ino; h) 2-penten-4-ino; i) 2,3-dimetil-2-pentene; l) 2-butenoato di
etile.
2. Per ciascuna delle seguenti coppie, dire se si tratta di isomeri strutturali, isomeri posizionali o
isomeri geometrici: a) cis-2-esene e trans-2-esene; b) 3-esene e 2-esene; c) 2-metil-2-butene e
1-pentene; d) cis-3-ottene e trans-4-ottene; e) 2-metil-2-pentene e 3-metil-2-pentene; f) 2-metil2-pentene e 4-metil-2-pentene.
3. Dire per quali dei seguenti composti esiste isomeria geometrica e scrivere gli stereoisomeri
corrispondenti: a) 1-butene; b) metilpropene; c) 1-eptene; d) 2-metil-2-eptene; e) 1-cloro-1butene; f) 1,1-dicloro-1-butene; g) 1,1-dicloro-2-butene.
4. Indicare, per ogni serie di composti, se si tratta di isomeri strutturali, isomeri geometrici, o
dello stesso composto:
a)
CH3 CH C
CH3
CH3 CH CH CH2
CH2
CH CH3
CH3
CH2
CH2
CH3
OH
b)
(CH3)2C
CH2
CH CH2
CH3 CH CH2
OH
c)
c)
O CH3
CH CH
CH3
Cl
CH3
CH3 CH CH2
CH3
CH3
Cl
CH3
Cl
Cl
CH CH2
d)
OH
Cl
Cl
Cl
OH
OH
HO
Cl
CH3
H
Cl
e)
CH2Cl
H
CH2Cl
H
CH2
CH2CH3
H
H
CH
CH3
H
H
f)
H
Cl
g)
CH2
H
H
CH
CH3
CH2
H3C
H
H
CH2CH2CH3
5. Dare le formule strutturali per ciascuno dei seguenti composti, scrivendo entrambi gli
isomeri geometrici (se ci sono); indicare ogni struttura con cis, trans, o nessun isomero
geometrico: a) 1-esene; b) 2-esene; c) 2-metil-1-butene; d) 2-metil-2-butene; e) 1-bromo-1butene.
6. Scrivere le formule strutturali degli alcheni di formula molecolare C6H12 che presentano
isomeria geometrica. Mostrare le due configurazioni.
7. Perché lo smacchiatore tricloroetene non ha isomeri geometrici?
8. Elencare i seguenti gruppi in ordine di priorità crescente: a) -NH2, -H, -CH3, -Cl; b) -CO2H,
-CO2CH3, -CH2OH, -OH, -H; c) - CH2CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)2.
9. Scrivere per ogni formula il nome corrispondente, tenendo conto dell'isomeria geometrica:
CH2CH3
Cl
C C
H
H
a)
b)
H3C
C C
H
CH3 CH2 H
C C
CH2CH3
H
d)
CH2CH2CH2CH3
H3C
c)
H
CH3
H H
C C
C C
CH3
CH2
CH2
CH2
CH3 CH2 H
CH3
C C
CH2CH2CH(CH3)2
H
CH3 CH2 CH(CH3)2
C C
H
H
10. Scrivere per ogni nome la formula corrispondente: a) trans-2-esene; b) cis-3-eptene; c)
trans-1,3-pentadiene; d) E-1-bromo-1-butene; e) trans-cicloottene; f) Z-3-terz-butil-2- esene; g)
E-1-metil-2-bromociclopentanolo; h) E,E-2-cloro-2,4-esadiene.
11. Scrivere le strutture dei seguenti composti ed indicare se si tratta di configurazione E o Z: a)
trans-3-metil-2-ottene; b) cis-3,4-dimetil-3-eptene; c) cis-2,3-dicloro-2-butene; d) trans-3metil-2-esene; e) cis-3-esene; f) cis-3-fluoro-4-metil-3-esene; g) cis-1-cloro-1,2-difeniletene.
12. Dare il nome ai seguenti composti, identificando con la notazione E,Z lo stereoisomero
rappresentato:
Cl
CH3
a)
H
CH2Br
Cl
CH2CH3
H
CH2Br
b)
c)
Cl
CH2CH2CH3
H
CH2Br
d)
Cl
CH2CH2CH2I
H
CH2Br
f)
e)
Br
CH2CH2Cl
Cl
CH3
g)
CH3
Cl
CO2H
H
CH2CH3
H
CH2CH2OH
H3C
CH3
CH2
CH3
CH2
CH
H
j)
CH3
C
H
CH CH2
CH
CD3
CH2Cl
Cl
i)
CH3
D
h)
H
H
k)
13. Scrivere i due isomeri geometrici per ciascuno dei seguenti composti. Designare ciascun
isomero secondo la notazione E,Z e, quando possibile, cis,trans: a) 2-butene; b) 1,2difluoroetene; c) 1-bromo-1-cloropropene; d) 3-metil-2-pentene.
14. Dare il nome ai seguenti composti, identificando lo stereoisomero con la notazione E,Z:
Cl
Cl
a)
C C
CH CH2
b)
C C
c)
I
I
CH2CH3
F
C C
e)
H
m)
CH3
H
j)
C
CH(CH3)2
C
C
C C
CH3
C
CO2H
H3C
C
CH2OH
CH3
C
CHO
H
H
Cl
CH3
Br
C
C C
Cl
CO2H
C
CH3
l)
CH3
H3C
o)
h) H C
3
CH2CH3
C C
H
CH(CH3)2
H
g)
Cl
CH2CH2CH3
F
r)
H
H C
CH2CH2Br
H
k)
C C
CO2H
C
C H
H
D
CH2CH2CH3
CH3
n)
H3C
CH2OH
H
CH2CH3
C
C C
C(CH3)3
Cl
q)
f)
H
CH3
H
CO2H
H
CH2CH3
C C
i)
d)
C C
H
C C
H
Cl
CH3 CH2
H3C
H
D
CH3
NO2
Cl
p)
CH3
C
Br
C
H
O H3C
C O
H3C C
s)
C C
Cl
Cl H2C
15. a) Scrivere gli isomeri geometrici del 2,4-esadiene e dare loro i nomi, secondo le notazioni
E,Z e cis,trans; b) Scrivere le due conformazioni del butadiene e spiegare perché non si
possono chiamare semplicemente cis e trans.
16. Scrivere le strutture dei seguenti composti, mettendone in evidenza la stereochimica: a) (E)2-cloro-2-butene; b) (2Z,4Z)-2,4-nonadiene; c) (E)-2-bromo-1-nitro-2-butene.
17. Scrivere gli isomeri geometrici dei seguenti composti, assegnando a ciascuna
configurazione la notazione E,Z, e, quando possibile, cis,trans: a) 1,3-esadiene; b) 2,4esadiene; c) 2,4-eptadiene; d) 2,4,6-ottatriene; e) 3-metil-2,4-esadiene; f) 2,4-dicloro- 2,4eptadiene.
18. Individuare gli isomeri geometrici (se ce ne sono) dei seguenti composti e scriverne le
formule:
CH3
CH3
H3C
CH2OH
O
CH3
CH2CH3
H3C
OH
OH
Br
CH2OH
Br
Br
Br
19. Dire se i seguenti composti sono cis, trans, o nessuno dei due.
H
HO
H
H
O
H
H
H
H
Cl
OH
O
CH3
Cl
Cl
CH3
H
H
CO2H
CO2H
Cl
20. Dire, per ciascuno dei seguenti cicloesani disostituiti, se si tratta di cis o trans, indicando
anche la conformazione ("a,a", "e,e" o "a,e", a seconda dei casi):
Cl
Cl
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
CH3
CH3
Br
OH
Br
H3C
Cl
NH2
CH3
21. Per ciascuno dei seguenti cicloesani disostituiti, dire se si tratta dell'isomero cis o trans e se
è nella conformazione più stabile. Nel caso non lo fosse, scriverla:
CH3
CH3
I
OCH3
NH2
C
O
H3C
OH
HO
CH3
C(CH3)3
OCH3
H2N
Cl
CH(CH3)2
I
I
NH2
CO2H
CH3
CH3
F
CH2
Br
F
Br
F
Br
22. Scrivere le due conformazioni a sedia per ciascuno dei seguenti composti, specificando
quale è più stabile e perché: a) cis-1-metil-3-terz-butilcicloesano; b) trans-1-isopropil-3metilcicloesano.
23. Spiegare quale stereoisomero è più stabile per ciascuna delle seguenti coppie (scrivere le
conformazioni a sedia corrispondenti): a) cis- e trans-1,2-dimetilcicloesano; b) cis- e trans-1,4dimetilcicloesano; c) cis- e trans-1,3-dimetilcicloesano.
24. Il trans-1-etil-4-metilcicloesano esiste in due conformazioni a sedia, mentre il trans-1metil-4-terz-butilcicloesano esiste in una sola. Spiegare, scrivendo gli equilibri conformazionali
in gioco.
25. a) Perché un cicloesano 1,3-disostituito cis è più stabile del corrispondente stereoisomero
trans? b) L'isomero 1,2-disostituito cis del cicloesano è meno stabile del trans?
26. Disegnare il composto qui a fianco nella forma a sedia,
CH2OH
O
HO
con tutti gli atomi di H dell'anello in posizione assiale.
OH
HO
OH
27. a) Scrivere la struttura della conformazione più stabile dell'1-metil-1-propilcicloesano. b)
Scrivere la struttura del conformero più stabile dell'isomero più stabile dell'1,3diisopropilcicloesano.
28. Scrivere le due conformazioni a sedia del cis-1,2-diclorocicloesano e le due per il trans-1,2diclorocicloesano. Quale conformazione in ciascuna coppia vi aspettate sia la più stabile?
Quale in assoluto?
29. Scrivere le configurazioni cis e trans del biciclo[4.4.0]decano, servendosi delle formule sia
proiettive che conformazionali (a sedia).
30. Scrivere le formule che corrispondono alle seguenti definizioni: a) la conformazione a sedia
meno stabile del trans-1,4-diclorocicloesano; b) l'isomero geometrico più stabile dell'1,3-diterz-butilciclobutano; c) un composto con un anello a sei termini che esista solo in
conformazione a barca.
31. Disegnare la conformazione a sedia per ciascuna dei seguenti composti:
a) idrossimetilcicloesano, b) cis-5-idrossi-2-idrossimetilossacicloesano, c) 2-trans,3-cis-1,2,3triclorocicloesano, d) 3-cis,5-cis-1,3,5-trimetilcicloesano.
32. I composti riportati qui sotto sono isolati dalle piante ed appartengono ad un gruppo
importante di composti naturali, chiamati terpeni.
CH3
H3C
H3C
H3C
HO
H3C
C
CH3
mentolo
OH
C
H
borneolo
a) Dare la formula molecolare. b) Questi composti sono isomeri? c) Quale è la dimensione del
loro anello? d) Quale è il gruppo funzionale? e) Quali sono i sostituenti? f) Che relazione di
stereoisomeria c'è tra gruppo funzionale e sostituenti? g) Dare il nome IUPAC. h) Scrivere un
isomero geometrico del mentolo. i) Scrivere le conformazioni di mentolo e borneolo.
33. a) Scrivere la struttura del conformero più stabile del "cloruro di mentile" (formula sotto).
b) Scrivere la conformazione a sedia in cui il cloro è in anti ad un H su uno dei due C adiacenti.
Vi aspettate che una percentuale sostanziale di molecole di cloruro di mentile si trovi in questa
conformazione? c) Dare il nome IUPAC.
CH3
Cl
CH
H3C
CH3