Questionario chimica organica sintetica #1

Esercizio 1
Si consideri la seguente sequenza di tre reazioni (#1, #2, #3):
1-butene
Na 2 Cr 2 O 7, H 2 SO 4
???
A
#1
1) ???
2-fenilbutan-2-olo
B
2) H 3 O +
#2
#3
Sapendo che una della delle tre reazioni coinvolge un reagente organometallico, e che la formula
molecolare di A è C4H10O:
a) completare lo schema sostituendo alle lettere A e B, e ai punti interrogativi i reagenti o i
prodotti corrispondenti
b) assegnare il nome IUPAC o il nome tradizionale ai composti A e B
c) se i reagenti non sono composti stabili, indicare come vengono a loro volta sintetizzati
d) per la reazione #2 bilanciare reagenti e prodotti usando il metodo delle semireazioni
e) scrivere il meccanismo della reazione #1 e della reazione #3
f) per tutte le reazioni discutere, se necessario, la regiochimica e la stereochimica
Esercizio 2
L’ossido di etilene viene fatto reagire con il benzilmagnesio bromuro, e il prodotto C ottenuto dopo
idrolisi acquosa acida ha una formula molecolare C9H12O. Il composto C viene ossidato con piridinio
clorocromato (PCC) e il prodotto risultante D viene successivamente fatto reagire con KCN, ottenendo
il composto E. Quest’ultimo, dopo riduzione con LiAlH4 e idrolisi acquosa acida, produce il seguente
composto F:
OH
NH2
F
a) indicare il nome IUPAC di F
b) indicare la sintesi del benzilmagnesio bromuro a partire da C7H7Br
c) Scrivere la sequenza di reazioni complessiva dall’ossido di etilene ad F, indicando la struttura di
C, D ed E
d) Determinare i nomi IUPAC di C, D, E, F
e) Spiegare che tipo di reazione è quella che impiega il PCC, e perché si usa questo reagente
invece che altri reagenti con reattività analoga.
f) Indicare il nome della classe di composti a cui appartiene E
g) Discutere la stereochimica della reazione che porta ad E
Esercizio 3
L’acetone viene fatto reagire con l’etan-1,2-diolo per formare il chetale indicato nella figura:
Scrivere in dettaglio il meccanismo di reazione, passaggio per passaggio, ricordando che la reazione
avviene in ambiente acido.
O
O
Esercizio 4
L’1-esino è il composto di partenza per la sequenza di reazioni illustrate in figura:
1-esino
H 2O
HgSO 4
H 2 SO 4
a)
b)
c)
d)
OH
???
???
J (C 6 H 12 )
G
2) H 3 O +
H
KMnO 4 diluito
a freddo, OH -
L
completare lo schema inserendo le strutture dei composti J e L, e sostituendo al posto dei punti
interrogativi, i reagenti adatti ad effettuare le trasformazioni indicate
descrivere la formazione di G scrivendo in dettaglio i passaggi della tautomeria cheto-enolica
bilanciare la trasformazione da J a L con il metodo delle semireazioni di ossidoriduzione
scrivere le strutture di tutti i possibili stereoisomeri (specificando i nomi IUPAC) del composto
L usando le proiezioni di Fischer
Esercizio 5
Il ciclopentene viene fatto reagire con acido meta-cloroperbenzoico formando un composto P, che
successivamente viene idrolizzato in ambiente acido per dare il diolo Q.
Viceversa, sempre a partire dal ciclopentene, il trattamento con OsO4/H2O2 porta a un diolo T.
a) a che classe di composti appartiene P?
b) descrivere lo schema complessivo delle reazioni e le strutture di P, Q ed T
c) indicare, dove necessario, la stereochimica delle reazioni
d) indicare tutti i possibili stereoisomeri dei due dioli Q e T, indicando, per ciascun stereoisomero
se è chirale; assegnare le etichette stereochimiche R ed S, indicare, se ci sono, le coppie di
enantiomeri, e/o indicare quali composti sono tra loro diastereoisomeri
Esercizio 6
Quando l’1-bromo-2-metilpropano viene fatto reagire con magnesio metallico in un certo specifico
solvente, si ottiene un reattivo di Grignard U. Per trattamento con anidride carbonica, e successiva
idrolisi acida, U viene convertito a V (C5H10O2). V viene trasformato in W con cloruro di tionile. A
seguito dell’aggiunta di N-etilanilina, in presenza di piridina, è possibile ottenere X (C13H19NO).
1) CO2
SOCl2
Mg
V
W
1-bromo-2-metilpropano
U
???
2) H3O+ (C5H10O2)
N-etilanilina
+ piridina
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
X
(C13H19NO)
completare lo schema sostituendo alle lettere U, V, W, X i corrispondenti composti, indicando
anche tutti i loro nomi IUPAC
indicare qual è il solvente che si usa nella prima reazione
descrivere la struttura di CO2 in termini di orbitali e ibridazione del carbonio
spiegare perché nella seconda reazione è necessario aggiungere (al termine) una soluzione
acquosa acida
motivare l’impiego di piridina nell’ultima reazione o proporre una alternativa al suo uso
commentare la struttura di X con particolare riferimento alle formule limite di risonanza
descrivere in dettaglio il meccanismo, passaggio per passaggio, della seconda reazione
(carbonatazione) e anche quello dell’ultima reazione
cosa succederebbe se si aggiungesse l’N-etilanilina al composto V?
disporre in ordine crescente di basicità l’N-etilanilina, l’anilina, e la 4-nitroanilina