1 ESERCIZI PER LE VACANZE CHIMICA ORGANICA IBRIDAZIONE

ESERCIZI PER LE VACANZE CHIMICA ORGANICA
IBRIDAZIONE, LEGAMI, NOMENCLATURA, ISOMERIA
1) Indica il tipo di ibridazione per gli atomi centrali delle molecole e gli angoli di legame intorno a tali atomi :
Descrivi i legami secondo la teoria degli O.M. Si tratta di molecole polari? Per ognuna indica le forze
intermolecolari appropriate.
a) CH3-S O3H
e) CH3COCl
b) CH3-NH2
f) CH3N=N+ Cl-
c) CH2=CH-CH2Cl
d) CH3 CN e) CH3 COOCH3
g) CH2=CH-CH2SH
2) A) Nomina correttamente i composti seguenti, B)indica quale delle molecole può dare isomeria geometrica ed in
questo caso disegna uno degli isomeri, indicando di quale si tratta utilizzando i simboli E,Z; C) indica, se ci sono,
quali tra essi sono isomeri di struttura e di posizione D) infine classifica i composti come dieni cumulati, isolati o
coniugati, spiegando cosa significano questi termini:
a)
CH3(CH2)3
CH=CH-CH3
CH=C-CH=CH-C (CH3)2
b) C2H5C=C=C(CH3) CH2CH3
CH(CH3)2
c) C2H5C=C-CH=CH2
CH2Cl
d) CH2=
-CH=CH2
__
C2H5
CH3CHCH3
3) Quanti composti diversi sono rappresentati dalle formule di struttura sottostanti? Nominali correttamente.
CH3
CH3
CH3
CH3-CH-CH3 CH3
a) CH3-C-CH2-CH-CH2-CH3
b) CH -CH-CH2-C-CH3
c) CH3-CH -CH2-C -CH3
CH3
CH2-CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
d)
CH3-CH-CH2
CH2-CH2-C-CH3
CH3
CH3
CH3
CH2 -CH3
e) CH-CH2-CH
CH3
CH2
CH3
CH2CH2CH3
f) CH3-C-CH2-CH-CH2
CH3 CH3 CH3
Ci sono ISOMERI DI STRUTTURA? Se sì indicali e spiega cosa si intende quando si parla di questo tipo di
isomeria. Scrivi l’ordine dei punti di ebollizione indicando chiaramente se crescente o decrescente, spiegando.
4) Scrivi la formula di struttura semplificata per i composti:
a) 5-ETIL-3-ISOPROPIL-2,3,7-TRIMETIL-5-TER-BUTILOTTANO
b) 2(2’-CICLOPROPILCICLOBUTIL)-6-PROPIL-1,3-DISECBUTILCICLOESANO
c) 1-CICLOPROPIL-4,5-DIISOPROPIL-2,4,7-TRIMETIL-6-TER-BUTILOTTANO
d) 2(2,4’-PENTADIENIL)-6-CICLOPROPIL-4-SECBUTIL-1,3,3-TRIMETILCICLOESANO
5) Disegna le conformazioni del TRANS-1,2 DIMETILCICLOESANO e del CIS-1,3-DIBROMOCICLOESANO
con il grafico relativo delle energia . Indica la conformazione più stabile e motiva.
6) Utilizzando le proiezioni di NEWMAN rappresenta e nomina le conformazioni del 1-BROMOPROPANO
lungo il legame C1-C2 e del BUTENE lungo il legame C3-C4, spiegando.
7) Scrivi e bilancia le reazioni di combustione completa e incompleta per uno dei composti dell’esercizio 3) e per
uno dei composti dell’esercizio 4.
8) Configurazione elettronica semplificata con simboli di Lewis e grafici relativi per TUNGSTENO e ione I-.
9) Scrivi la struttura dei seguenti composti indicandone la geometria spaziale intorno ai doppi e ai tripli legami,
correggendo il nome quando errato:
a) 4-PENTEN-1-INO b) 2,2,5-TRIMETIL-3-ESINO c) 5-EPTEN1,3-DIINO d) 1-METIL-2,5CICLOESADIENE
10) Indica nell’esercizio precedente un orbitale molecolare di tipo sigma sp,sp ed uno di tipo sigma sp2,s.
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11) Indica con i simboli E,Z, il tipo di ISOMERO CONFIGURAZIONALE (ISOMERO GEOMETRICO),
nominandoli correttamente:
CH3(CH2)2
H
H H
H
a) CH3CH2C=CCH(CH3)2
b) FC=CCH3
c) C2H5C=CCH2I
d) CH3C=C-C=CH
C2H5
CH=CH2
C2H5
12) Indica V o F :
a) gli alcani sono idrocarburi aromatici
b) la solubilità in acqua degli alcheni è irrisoria
c) le sole forze intermolecolari esistenti tra alcani sono forze dipolo-dipolo
d) gli alcheni sono idrocarburi insaturi
e) gli alchini non possono dare isomeria geometrica
13) Completa le reazioni acido – base indicando la teoria coinvolta e le coppie coniugate se si tratta di A/B di
Bronsted, e i Nucleofili o Elettrofili per la teoria di Lewis; spiega cosa significano i termini usati:
a) CH3CHO + CH3OH à CH3CH(OH)OCH3
b) CH3NH2 + HI à CH3NH3+ Ic) CH3CCl (CH3)2 + CH3O-K+ à CH3C=CH2 + KCl + CH3OH
CH3
d) C3H2OH + NaNH2 à C3H2O-Na+ + NH3
14) Classifica i seguenti sostituenti in base all’effetto + o – I, spiegando di cosa si tratta:
a) -Cl
b) -CH2CH3 c) -CH=CH2 d) COOH e) -OCH3 f)-NH3+ g) -C(CH3)3 h) -OALCHENI E ALCHINI
1) Descrivi le seguenti reazioni con l’appropriato meccanismo di reazione, spiegando come puoi classificare la
reazione, perché si formano quel o quei prodotti e non altri, prodotti che devi nominare:
a) 2-METIL-1,3-PENTADIENE + acqua in amb. acido à
b) 2-ETIL-1,4-CICLOESADIENE + 1 mole di ac. ipobromoso à
c) 3-METILCICLOESENE + KMnO4/H2O/OH- à
d) BUTINO + 2moli di ACIDO CLORIDRICO à
Disegna un unico grafico, calcolando l’energia di attivazione dello stadio lento, l’Ep dell’intermedio ed il DH
globale per entrambe le reazioni.
e) PROPINO + sodio metallico à ____+ ioduro di isopropile à______+ H2/cat. Di Lindlarà
f)
2-METILPENTENE + BH3\ THF à .......+ Cl2/OH-à....
g) (BUTENE + HBr/luce/perossidi à)
h) 3-METILCICLOESENE + H2O2à .......
i) CICLOPENTILETINO + 1 mole di HClà.......+ 1 mole di HBr à......
Disegnare il grafico della prima reazione e determinare il DH, l’Eatt e l’energia dell’intermedio di
reazione in KJ/mole
j) CICLOPENTILBENZENE + Br2/UVà......
k) 3-METIL-2-VINIL-CICLOESENE + IODIO à
l) Trans-3-METIL-2-PENTENE + H2O in amb acido à
m) FENILACETILENE + NaNH2à…..+ CLOROBUTANO à
2) Descrivi una sequenza di reazioni che ti permetta di preparare:
a) TRANS-2-BUTENE da un alchino
b) 1-IODO-2-BUTANOLO da un alchene (con il meccanismo di reazione)
c) TRANS-1,2-DIIODO-CICLOESANO (con il meccanismo di reazione)
d) CH3COCH2CH3 da un alchino.
e) BUTANOLO da un alchene (con il meccanismo di reazione)
f) 2-ETIL-1,4-DIMETIL-1,4-CICLOESADIENE (Diels Alder)
g) TRANS-2-METIL-1,2-CICLOPENTANDIOLO
h) CIS-3-METIL-1,2-CICLOPENTANDIOLO
i) 1-CLOROACETONE CH3COCH2Cl da un alchino
j) 1,2,3,6-TETRAMETIL-1,4-CICLOESADIENE (Diels Alder)
3) Da quali alcheni hai ottenuto per ozonolisi (4 alcheni diversi) : a) CHO-(CH2 )4CO CH2CH2CH3
c) HO-(CH2 )5CHOH
d) CH3CH2CHO + CH2O
? Descrivi le reazioni.
CH2CH3
2
b) ETANOLO
4) Indica le formule, correggendo i nomi errati, indicare, se ci sono, i DIENI ISOLATI, CUMULATI o
CONIUGATI,evidenzia chiaramente i composti che possono dare isomeria geometrica:
a) 3-METIL-1,5 EPTADIENE b) ISOPROPILPENTEN-3-INO c) 1,2-DIMETILCICLOBUTENE
d) 3-TERBUTIL-1,3-CICLOESADIENE e) 4-ETIL-2-METILESEN-5-INO
f) 4-METIL-4-PENTEN-2-INO g) CICLOPROPIL-1,3-PENTADIENE h) CIS-2-METIL-2-BUTENE
i) 3-SECBUTILCICLOESEN-4-INO l) 4-ETIL-1,4,5-ESATRIENE
5)Definisci il termine INTERMEDIO DI REAZIONE ed evidenzia le differenze con lo STATO DI TRANSIZIONE.
Cos’è una molecola che dà RISONANZA? Fai un esempio. Cosa si intende per TAUTOMERIA? Fai un esempio
Spiega le definizioni: ADDIZIONE ELETTROFILA e REAZIONE a più STADI.
6) Ordina i seguenti composti secondo la loro reattività alle Ae, spiegando:
a)2-CLOROBUTENE b) 2-METILBUTENE c) BUTENE
d) BUTINO
e) 2-METIL-2-BUTENE
7) Correggi e completa le seguenti reazioni, spiegando:
a) 2,2,-DIBROMOBUTANO +….à BUTINO + ZnBr2
b) 2-METIL-1,4-CICLOOTTADIENE + 1 mole di HClO à 4-METIL-4-CLORO-2-CICLOOTTEN-1-OLO
c) BUTINO + KMnO4/OH- à TRANS-BUTEN-1,2-DIOLO
d) CICLOPROPILETILENE + BH3/THFà….+H2O2/H+à ETILCICLOPROPANOLO
e) 4-CLORO-5-METIL-EPTENE + KOH alc. à 5-METIL-1,4-EPTADIENE
AROMATICI
1) Ordina i seguenti sostituenti del benzene in base alla loro reattività alla SEA, indicando gli effetti elettronici e
l’orientamento:
a) -OCH3
-O-COCH3
-COCH3
ClCH3CHCH3
-NO2
b) -NCH3
-NH-COCH3
-COOCH3
ICOCH2CH3
-O2) Confronta in un grafico la reattività del FLUOROBENZENE, ANILINA, BENZALDEIDE e CUMENE di fronte
alla SEA, introducendo il BENZENE come confronto.
3) Definisci i seguenti termini:
a) CRITERI PER DEFINIRE UN COMPOSTO AROMATICO
b) ENERGIA DI RISONANZA DEL BENZENE
c) TEORIA DEGLI IBRIDI DI RISONANZA applicata al NAFTALENE (disegnare le strutture limiti)
d) INTERMEDIO s O DI WHELAND
e) EFFETTO INDUTTIVO + O – I
f) TEORIA DEGLI IBRIDI DI RISONANZA applicata all’ANTRACENE (disegnare le strutture limiti)
g) REGOLA DI HUCKEL:
4) Completa le seguenti reazioni con il meccanismo di reazione, quando conosciuto, ed indica i nomi di tutti i prodotti
organici ottenuti, spiegando anche quale ritieni il prodotto che si forma in maggior quantità e perchè:
a) 3-FENILPENTINO + ACIDO IPOCLOROSO à
b) 3-FENILPROPINO + BH3/THFà…..+ CLORO à …+ HBr à
c) 3-PROPENILBENZENE + IODIO à______________+ PROPINO /…… à
d) o-CRESOLO + MISCELA SOLFONITRICA à
e) AC. o-NITROBENZOICO + CLORO/ Feà
f) p-NITROANISOLO + OLEUM à
g) o-CLOROTOLUENE + MISCELA SOLFONITRICAà….+ Fe/HClconcà
h) ETOSSI BENZENE + Cl-CO-CH2CH3/AlCl3 à….+ H2/Pdà
i) P-CRESOLO + PROPENE / AC. ORTOFOSFORICO à…..+ O2/Al2O3à …..+HCl conc. à
j) n-PROPILBENZENE + CLORO/ luce à
k) AC. BENZENSOLFONICO + IODIO/___ à ……+ NaOH (200°C)à….+….. à
l) O-TOLUIDINA anidride aceticaà…..+ MISCELA SOLFONITRICA à…+ H3O+/DTà
5) I composti sottoscritti presentano sostituenti diversi: accanto ad ognuno poni gli appropriati effetti elettronici,
definisci l’orientazione nella reazione con CLORO/ AlCl3, confronta la reattività utilizzando un unico grafico Ep/cdr
in cui supponi simili le energie dei diversi reagenti:
1
2
3
4
5
6
CH3-CH-CH2CH3
Ph-CHO
Ph-N(CH3)3+ClPh-O-C2H3
Ph-OPh-NO2
Ph
3
Nomina i composti soprascritti.
6) Indica un possibile metodo di sintesi, a partire da BENZENE, con tutti i reattivi necessari, per ottenere:
a) m-n-PROPILFENOLO b) 3-IODO-4-METILANILINA c) FENIL-1,2ETANDIOLO
d) AC. p-a-CLOROMETILBENZOICO e) m- n-PROPILANILINA f) 5-CLORO-3-ETILFENOLO
g) CLORURO DI m-IODOBENZILE h) 2-FENILETANOLO
STEREOCHIMICA
1) Delle seguenti molecole identificare i C asimmetrici, determinarne la configurazione assoluta, il n° di stereoisomeri
possibili ed il significato e le caratteristiche di ENANTIOMERIe di DIASTEREOISOMERI:
a) 2,3-DIBROMOBUTANO
b) 2,3-PENTANDIOLO c)1,2,3-BUTANTRIOLO
Se [alfa]25D= -66° per C, calcolare la purezza ottica e ponderale se per una miscela al 10% si è letto un alfa=-5,9°.
2) Assegna la corretta configurazione ed il nome Jupac ai seguenti composti:
CH3 OH
CH3
CH3 OH Ph
H-C-------C-CH2CH3
CH3C—H
CH3
C2H5
CH3 H OH
a) CH3-C----C------C-CH3 b) CH3 H-C-Ph
c) C2H5C-OH d) H-C-------C-OH e) CH3 C-----C---CH-CH3
H CH2 H
CH3
Ph-C-H
CH3 Ph-C-CH3
H Ph-CH
CH3
CH3
H
CH3
Ci sono tra i composti sopra scritti:
a) isomeri di struttura? _cosa si intende?_____b)isomeri configurazionali? spiega_c) stereoisomeri? perchè?_
d) composti sono otticamente attivi?__perché?_e) diastereoisomeri? perchè? f) enantiomeri? perchè?_________
b) forme meso? ___ perchè?__(spiega i vari termini)
ALOGENURI, ALCOLI, FENOLI, ETERI
1) Completa, ove possibile, le seguenti reazioni, nominando i prodotti ottenuti ed indicando il meccanismo di reazione
o il bilanciamento elettronico per le redox:
a) 2-FENIL ETANOLO + PERMANGANATO DI POTASSIO / H3O+/25°Cà
b) CICLOPENTANOLO + SODIO metallico à_____+ CLOROETANO à
c) METILCICLOPENTANOLO + BICROMATO DI POTASSIO / H3O+ à
d) FENOLO + ETOSSIDO DI SODIO à
e) P-NITROCLOROBENZENE+ Mg/THFà…..+ACETONEà….+ HCl à
f) BUTENE + HBr à...A p-ETILFENOLO + NaOH aq à.............+ A à...........................
g) R-alfa-CLORO-ETILBENZENE + ACQUA à...........
h) R-alfa-CLORO-ETILBENZENE + METOSSIDO di SODIO in alcool à.....
i) ETILBENZENE + CLORO / luce à..........+ Mg/ THF anidro à.......+ ETANALE à......+ ACQUA à
l) S-2-PENTANOLO + FOSGENE à........+ ETILAMMINA à........+ NaOH à
m) 2-CICLOESENONE + LiAlH4 à
n) 2-CICLOESENONE + NaBH4à
o) C6H5-C=O + CH3CH(CH3) MgBr à ____+ H3O+ à
CH3
p) R-2-BROMOBUTANO + METOSSIDO DI POTASSIO à
q) CIS-2-CLORO-1-METILCICLOESANO + ETANTIOLO à
r) S-3-BROMO CICLOESENE + CIANURO DI SODIO à
s) S-3-BROMO-3-ETILCICLOESENE + KHS à
2) Indica un possibile metodo di sintesi per i seguenti composti:
a) 3-FENIL-PROPANOLO da benzene via reattivi di Grignard e non utilizzando Grignard.
b) METOSSI CICLOESANO (ETEREMETILCICLOESILICO) a partire da cicloesene.
c) 1-FENIL—2-METIL-2-PROPANTIOLOda benzene via reattivi di Grignard e non utilizzando Grignard.
d) ETERE DIPROPILICO (PROPOSSIPROPANO) a partire da propene .
e) TOLUENE da CLORO BENZENE
f) N-ETIL-p-VINIL ANILINA da BENZENE
g) R-2-FENIL-2-METILBUTANOLO da BENZENE via Grignard.
3) Scrivere le strutture e ordinare a seconda dell’acidità crescente, motivando:
a) 2-CLOROBUTANOLO b) o-METOSSIFENOLO c) PENTANOLO d) 2-METILCICLOPENTANOLO
e) p-AMMINOFENOLO f) METILCICLOPENTANOLO
Scrivere una possibile reazione di salificazione per il composto a) ed e).
4
5