Author Archives: monicascognamiglio

Esercitiamoci per la prova scritta X

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Suggerimento: per poter usare questi set di esercizi come test di autovalutazione, svolgerli senza l’ausilio di libro/appunti ed impiegando un tempo massimo di 2 ore per ciascun set.

PRIMO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, alle seguenti molecole

2. Rispondi alle domande sulla seguente molecola:                            

a) Come è ibridato l’atomo di cloro ____________________

b) Prendere in considerazione i doppi legami cumulati: com’è ibridato il carbonio centrale? Descrivere il tipo di legami che fa tale carbonio e gli orbitali molecolari coinvolti

c) Individuare l’idrogeno più acido in questa molecola

3.Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente (dal meno acido al più acido) e spiegare sinteticamente il perché                                 

a) CH3BrCH2SH

b) CH3CH2SH

c) CH3CH2OH

d) CH3CH2NH2

4. Il mentolo di origine naturale ha il seguente nome IUPAC: (1R,2S,5R)-2-isopropil-5-metilcicloesanolo. Qual è il nome IUPAC del suo enantiomero?

5. Dire se le seguenti coppie di composti sono enantiomeri, diastereoisomeri o lo stesso composto           

6. Scrivere a) un isomero di struttura del seguente composto, b) un diastereoisomero del seguente composto, c) l’enantiomero del seguente composto. Attribuire il nome IUPAC a ciascun di essi

7. Proporre un meccanismo per la seguente reazione:

8. Chi reagirà più velocemente in una reazione E1 tra 3-bromo-3-metil-1-cicloesene e 4-bromo-4-metil-1-cicloesene? Spiegare sinteticamente perché. 

9. Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente, fornire una spiegazione e dimostrare gli effetti che concorrono a determinare l’ordine indicato                  

                                                                   

10. Quanti prodotti si formano dalla seguente reazione? Quale relazione stereochimica esiste tra questi pdotti?

11. Fornire una definizione di punto isoelettrico. Come può essere calcolato?                                       

SECONDO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2. Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente e spiegare sinteticamente il perché

3. Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi del seguente composto. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.  

4. Quale dei seguenti è un composto meso?

a) (2R,3S)-diclorobutano

b) (2R,3R)-diclorobutano 

c) (2R,3S)-3-cloro-2-butanolo

d) (2R,3R)-3-cloro-2-butanolo

5. Confrontare i seguenti composti e definirne le relazioni stereochimiche. In particolare, dire se sono enantiomeri, diastereoisomeri o isomeri conformazionali.

a e b sono___________________
a e c sono___________________
b e c sono___________________

6. Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal 3-metil-1-butene. Se quello ottenuto non è l’unico prodotto di reazione, indicare gli ulteriori altri prodotti formati, dire in che relazione sono col prodotto riportato e indicare se si formano o meno in quantità equimolari rispetto a quest’ultimo. NB: se non si formano ulteriori prodotti, scrivere “nessuno” nella casella dedicata

7. Mostrare il meccanismo e scrivere il prodotto della seguente reazione

8. Scrivere i due anomeri del D-galattopiranosio, sapendo che il galattosio è l’epimero in 4 del glucosio

                                        

9 Scrivere il dipeptide Ala-Ala sapendo che la catena laterale dell’alanina è -CH3

TERZO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2.

3. Ordinare i seguenti acidi carbossilici dal più acido al meno acido, giustificando la risposta data                                                                                                                    

4. Quale dei seguenti composti è meno solubile in acqua?

                                

5. Giustificare il carattere aromatico, antiaromatico o non aromatico dei seguenti composti e ioni

6.  Indicare se le seguenti coppie di strutture sono enantiomeri, diastereoisomeri, isomeri strutturali o composti identici

                                                                                                                                  

7. A partire da uno dei composti riportati nel riquadro e utilizzando qualsiasi altro reagente necessario, suggerire la sintesi di ciascuno dei seguenti prodotti, indicando sulle frecce le condizioni di reazione. Mostrare, inoltre, il meccanismo di reazione.

8. La reazione di (1R,2S)-1-bromo-2-metilcicloesano con etossido di sodio, dà come prodotto principale di eliminazione un prodotto diverso rispetto a quello che si ottiene dalla stessa reazione dello stereoisomero (1R,2R). Dare una spiegazione.

9. Il composto di seguito mostrato è il β-D-glucopiranosio, scrivere: a) l’anomero α; b) il β-D-galattopiranosio (epimero in 4); β -L-glucopiranosio                                                  

10. In basso  è riportata la curva di titolazione dell’acido aspartico, un amminoacido acido.
Qual è il punto isoelettrico dell’acido aspartico?

Training X

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Le domande che seguono possono essere utili per capire se ci sono alcune parti del programma su cui ci sono ancora dei dubbi. Attenzione: le domande non sono certamente esaustive dato che non coprono tutti gli argomenti…e a breve altre liste di domande saranno pubblicate. In ogni caso, potete utilizzarle per fare un controllo della vostra preparazione su alcuni argomenti. Se avete difficoltà a rispondere ad alcuni quesiti, è probabilmente il caso di approfondire quegli argomenti. In fondo alla lista, troverete anche una classifica del livello di difficoltà delle domande.

  1. Assegnare il nome IUPAC ai composti in alto.
  2. Spiegare perchè un triplo legame è più corto di un doppio legame, che è più corto di un legame singolo.
  3. Confrontare tra loro i legami carbonio-idrogeno di etano, etilene (=etene) e acetilene (=etino): discuterne forza e lunghezza, giustificando le differenze.
  4. Fare un esempio di alcol e di ammina terziari.
  5. Confrontare tra loro i due isomeri geometrici del 1,2-dicloroetene. Perchè si tratta di due molecole diverse, che non si interconvertono? L’assorbimento della luce da parte del doppio legame porta all’eccitazione di un elettrone dall’orbitale molecolare pi-greco a quello di molecolare di antilegame pi-greco*. Spiegare perchè questo assorbimento può portare all’interconversione dei due isomeri.
  6. Scrivere l’1-bromo-2-metilcicloesano. Quanti isomeri ottici sono possibili con questa struttura?
  7. Sceglierne uno e scrivere il prodotto principale di eliminazione E2.
  8. Classificare e spiegare i meccanismi di reazione studiati.
  9. Che cosa significa descrivere un meccanismo di reazione? Quali aspetti vanno presi in considerazione?
  10. Definire i parametri cinetici e termodinamici utili a capire l’andamento di una reazione.
  11. Che cosa si intende per calore di idrogenazione?
  12. Disegnare il diagramma di reazione di una reazione a due stadi, esoergonica, il cui primo passaggio sia endoergonico e quello cineticamente determinante.
  13. Spiegare perchè l’1,3-ciclopentadiene ha un pKa relativamente basso (circa 15).
  14. L’acido glutammico è un amminoacido con catena laterale (-CH2CH2COOH). I pKa dei due gruppi carbossilici sono 2.10 per uno e 4.07 per l’altro. Assegnare il valore di pKa a ciascun gruppo carbossilico e spiegare perchè uno dei due gruppi carbossilici è molto più acido dell’altro.
  15. La reazione dell’1-metil-1-vinilciclopentano con HCl porta principalmente alla formazione dell’1-cloro-1,2-dimetilcicloesano. Proporre un meccanismo per la sua formazione.
  16. Il carbocatione propenilico è un carbocatione primario, ma è molto più stabile del carbocatione 1-propilico. Spiegare perchè.
  17. Proporre un metodo per sintetizzare il 5-ossoeptanale a partire dal 5-cloro-2-pentanone (sono necessari più passaggi). Puoi scegliere i reattivi da utilizzare. Mostrare i meccanismi di reazione, se tra quelli studiati.
  18. Prendere in considerazione il butanoato di etile e il 2-pentanone. Mostrare il meccanismo di condensazione di Claisen di questi due composti.
  19. Il beta dichetone ottenuto in 18 ha idrogeni più acidi rispetto ai due composti di partenza. Spiegare perchè.
  20. Suggerire il meccanismo che, a partire da 2-cloro-1-etanolo porta alla sintesi dell’ossirano.
  21. Descrivi il meccanismo di apertura dell’epossido in condizione acide, basiche, neutre.
  22. Introdurre la reazione di sostituzione nucleofila acilica. Spiegare perchè è anche chiamata addizione/eliminazione. Fornire un ordine di reattività dei derivati degli acidi carbossilici. Spiegare in che modo la base debole favorisce il primo e il secondo passaggio della reazione.
  23. Mostrare il meccanismo di reazione del ciclopentanone con etanolo in ambiente acido.
  24. Il chetone in 23 può formare un emiacetale, ma non un acetale in ambiente basico. Inoltre, l’acetale formato in 23 può essere idrolizzato in ambiente acido, ma non in ambiente basico. Spiegare perchè.
  25. Fornire una definizione di carboidrati.
  26. Scrivere la struttura del beta-D-glucopiranosio
  27. Il beta-D-glucopiranosio in soluzione è in equilibrio con la forma a catena aperta e con il suo anomero. Prendere in considerazione la forma a catena aperta. Definire l’ibridazione di tutti gli atomi di carbonio.
  28. Nella forma a catena aperta, il carbonio 1 è un carbonio prochirale. Spiegare perchè.
  29. Raffigurare il legame peptidico e spiegarne le caratteristiche.
  30. L’acido acetilsalicilico è un importante farmaco antiinfiammatorio (e non solo). Illustrare l’importanza delle sue caratteristiche acido-base in relazione al suo trasporto e al suo meccanismo d’azione.

Grado di difficoltà delle domande:
Alto (richiedono più passaggi e/o notevole padronanza della disciplina): 17
Medio (domande che vanno al di là della mera esposizione/applicazione di concetti teorici): 5, 8, 24, 30
Basso (domande che riguardano l’esposizione di concetti teorici, la dimostrazione di semplici meccanismi di reazione, l’applicazione diretta di concetti teorici di base): tutte le domande non incluse nelle due liste precedenti.

Esercizi IV Prova

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1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti       

                           

2. Scrivere i prodotti principali di eliminazione delle seguenti reazioni, indicando, per ciascuna reazione, se procede con meccanismo E1 o E2

3. Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni, indicando la stereochimica quando necessario:   

4. A. Chi reagirà più velocemente in una reazione E2 tra (1R,3R)-1-bromo-3-isopropilcicloesano e (1R,3S)-1-bromo-3-isopropilcicloesano? Spiegare sinteticamente perché. 

B. Chi reagirà più velocemente in una reazione E2 tra (1S,3S)-1-bromo-3-isopropilcicloesano e (1S,3R)-1-bromo-3-isopropilcicloesano? Spiegare sinteticamente perché.                                   

5. I reattivi di Grignard sono tra i nucleofili che possono aprire gli epossidi. Mostrare il meccanismo e i prodotti della seguente sequenza di reazioni (indicando la stereochimica dei prodotti):                                  

          

                

6. A. La disidratazione acido-catalizzata del (1R,2R)-2-metil-1-ciclopentanolo porta alla sintesi di tre alcheni diversi. Mostrare il meccanismo di formazione dei tre prodotti.         

B. La disidratazione acido-catalizzata del (1S,2S)-2-metil-1-ciclopentanolo porta alla sintesi di tre alcheni diversi. Mostrare il meccanismo di formazione dei tre prodotti.              

7. Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazione o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica quando opportuno.                                                                            

8. Mostrare il meccanismo e i prodotti della seguente reazione:   

                                                             

Opzionale 1: Mostrare il meccanismo per la seguente trasformazione                                                       

Opzionale 2: Assegnare il nome IUPAC comprensivo di stereochimica al seguente composto    

                

Esercitiamoci per la prova scritta IX

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Suggerimento: per poter usare questi set di esercizi come test di autovalutazione, svolgerli senza l’ausilio di libro/appunti ed impiegando un tempo massimo di 2 ore per ciascun set.

PRIMO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, alle seguenti molecole

2. Rispondi alle domande sulla seguente molecola:                            

a) Quante coppie solitarie sono presenti sul cloro e quali orbitali occupano? ____________________

b) Quanti carboni ibridati sp sono presenti? ________________________________________

c) Indicare con una freccia sulla figura il legame singolo carbonio-carbonio più corto  

3.Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente (dal meno acido al più acido) e spiegare sinteticamente il perché                                 

a) CH3CH2SH

b) CH3CH2NH2

c) CH3CH2OH

d) CH3CH2CH3

4. Prendendo in considerazione il (2R,3R)-2,3-dibromobutano, scrivere A) l’enantiomero in proiezione di Fischer, B) un diastereoisomero con una struttura a segmenti. Poi, per ciascuno dei due composti, dire se sono otticamente attivi

5. Scrivere i prodotti principali di eliminazione delle seguenti reazioni, indicando, per ciascuna reazione, se procede con meccanismo E1 o E2                     

6. Attribuire la configurazione assoluta ai seguenti carboni chirali

7. Dire quale dei seguenti composti è otticamente attivo (è possibile scegliere più opzioni):

8. Mostrare le condizioni di reazione e il meccanismo della seguente trasformazione (ignorare la stereochimica)

9. Chi reagirà più velocemente in una reazione E2 tra (1R,3R)-1-bromo-3-isopropilcicloesano e (1R,3S)-1-bromo-3-isopropilcicloesano? Spiegare sinteticamente perché. 

10. Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente, fornire una spiegazione e dimostrare gli effetti che concorrono a determinare l’ordine indicato                  

                                                                   

11. Mostrare il meccanismo di apertura del seguente epossido a) con metanolo in ambiente acido; b) con ione metossido. Mostrare la stereochimica dei prodotti.Attribuire il nome IUPAC all’epossido e ai prodotti formati.    

12. Scrivere l’α-L-galattopiranosio (il galattosio è l’epimero in 4 del glucosio)                                          

SECONDO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2. Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente (dal meno acido al più acido) e spiegare sinteticamente il perché

3. Mostrare il meccanismo di addizione aldolica per il secondo composto dell’esercizio 2

4. Scrivere una proiezione di Newman del (1R,3R)-3-metil-1-cicloesanolo secondo i legami C1-C6 e C3-C4. Poi, effettuare l’inversione d’anello e dire qual è il conformero più stabile

5. Scrivere la struttura a sedia del conformero più stabile di un diastereoisomero del composto dell’esercizio 4. Poi, confrontare il composto dell’esercizio 4 col diastereoisomero disegnato. Quale dei due stereoisomeri sarà quello più stabile?

6. Prendendo in considerazione il legame C3-C4 del 2-metilpentano, scrivere la proiezione di Newman del conformero meno stabile in assoluto e la struttura a cavalletto del conformero più stabile in assoluto.

7. Il 2-metil-2-butene reagirà con Br2 in acqua per dare un’aloidrina (ignorare la stereochimica). La reazione ha Keq>1. Mostrare il meccanismo di reazione, inclusi gli stati di transizione. Poi, disegnare il diagramma energetico della reazione. Indicare nel diagramma le parti corrispondenti a reagenti, prodotti, stato di transizione, intermedio, variazione dell’energia libera di Gibbs, energia di attivazione di ciascuno stadio della reazione.

8. Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente e motivare la risposta data

9. Mostra il meccanismo e i prodotti della seguente reazione:                                                                   

10. Mostrare la sintesi di Kiliani Fischer che porta alla sintesi del D-glucosio e del D-mannosio (il D-mannosio è l’epimero in 2 del glucosio).

TERZO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2. Dire quali dei seguenti composti ha punto di ebollizione più basso, motivando la risposta: a) pentano, b) 2-metilbutano, c) 2,2-dimetilpropano                                                                                                             

3. Quello riportato di seguito è il diagramma delle variazioni di energia potenziale rispetto all’angolo diedro per l’1,2-dicloroetano. Sotto, sono riportate le proiezioni di Newman dei possibili conformeri. Completare il diagramma indicando il conformero associato a ciascuna lettera, inserendo le lettere corrispondenti nel riquadro sotto i conformeri.                                                                                                                          

4. Indicare con una freccia i doppi legami che presentano geometria Z:     

                                

5. Stabilire le configurazioni assolute dei carboni chirali presenti nelle seguenti molecole (NB: la notazione va riportata vicino ai carboni cui fa riferimento) e dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i composti di ciascuna coppia (isomeri conformazionali/enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/altro):

6.  Esistono due isomeri geometrici del 3-esene. Per reazione con Br2 in CH2Cl2, uno dei due darà due prodotti, l’altro solo uno.

A) Spiegare perché.                                                                                                                                      

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________B)  Mostrare il meccanismo della reazione che porta alla sintesi di un unico prodotto, seguendo anche la stereochimica della reazione.                                                                                                                           

7. L’aggiunta di HBr al 2-metil-1-propene procede attraverso la formazione di un intermedio carbocationico.

a) Completare il meccanismo riportato in basso, disegnando le frecce ricurve e gli stati di transizione.

b) Per ogni stadio, identificare la specie nucleofila con N ed elettrofila con E.

c) Scrivere ogni lettera riportata sul diagramma della coordinata di reazione nel quadrato tratteggiato corrispondente nel meccanismo di reazione.

d) Individuare ΔG0 della reazione e l’energia di attivazione dello stadio cineticamente determinante, scrivendone i simboli accanto alla freccia corrispondente sul diagramma.

e) Il secondo stadio della reazione è esoergonico o endoergonico?_______________________________ f) Cosa possiamo dire circa la Keq della reazione?____________________________________________

8. Spiegare e dimostrare perché il para-nitrofenolo (b) è più acido del fenolo (a).

9. La disidratazione acido-catalizzata del (1R,2R)-2-metil-1-ciclopentanolo porta alla sintesi di tre alcheni diversi. Mostrare il meccanismo di formazione dei tre prodotti.                                                                               

10. Mostrare il meccanismo per la seguente trasformazione

11. Scrivere la struttura della L-alanina in proiezione di Fischer, sapendo che la catena laterale è -CH3

Training IX

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Le domande che seguono possono essere utili per capire se ci sono alcune parti del programma su cui ci sono ancora dei dubbi. Attenzione: le domande non sono certamente esaustive dato che non coprono tutti gli argomenti…e a breve altre liste di domande saranno pubblicate. In ogni caso, potete utilizzarle per fare un controllo della vostra preparazione su alcuni argomenti. Se avete difficoltà a rispondere ad alcuni quesiti, è probabilmente il caso di approfondire quegli argomenti. In fondo alla lista, troverete anche una classifica del livello di difficoltà delle domande.

  1. Fornire una definizione di composto aromatico.
  2. La nicotinammide (o niacinammide), mostrata alla fine del post, è una piridina sostituita. Si tratta o meno di un composto aromatico?
  3. Spiegare cosa si intende per energia di risonanza o di delocalizzazione.
  4. Concentriamoci ora sul gruppo funzionale ammidico presente nella nicotinammide. Cosa possiamo dire circa: a) ibridazione deli atomi coinvolti; b) lunghezza dei legami e forza dei legami; c) geometria molecolare; d) reattività del gruppo funzionale.
  5. Cosa succede se mettiamo il gruppo funzionale ammidico in presenza di LiAlH4? (Definire solo il tipo di reazione, non il meccanismo!)
  6. Anche l’adenina (la cui struttura è mostrata alla fine del post) è un composto aromatico. Spiegare perchè.
  7. Su ciascun atomo di azoto della base azotata in questione è presente una coppia solitaria di elettroni. Dire, per ciascun atomo di azoto, in che tipo di orbitali si trova tale coppia solitaria.
  8. A proposito di composti aromatici, non si può non parlare del benzene. Nella reazione del benzene con Br2 è necessario utilizzare un catalizzatore. a) quale catalizzatore? b) perchè dobbiamo usare un catalizzatore? c) che tipo di reazione avviene? d) mostrare il meccanismo; e) confrontare questa reazione con quella di Br2 con il 2-butene.
  9. A partire da uno degli isomeri del 2-butene, sintetizzare il 2-metil-2-butene. Potrebbero essere necessari più passaggi. Indicare strategia sintetica, condizioni di reazione e meccanismi (se questi ultimi sono tra quelli che dovete conoscere).
  10. Far reagire il 2-metil-2-butene con a) HBr; b) Br2 in CH2Cl2; c) Br2 in CH3OH; d) 9-BBN e facendo seguire una reazione di ossidazione; e) un perossiacido. Per tutti, mostrare il meccanismo e la stereochimica dei prodotti (NB: è necessario mostrare gli aspetti stereochimici contestualmente al meccanismo).
  11. Disegnare il diagramma dell’energia libera vs la coordinata di reazione per la reazione 10a. Indicare sul grafico reagenti, prodotti, stato di transizione e intermedi di reazione.
  12. L’intermedio della reazione precedente (quella della domanda 11) è un carbocatione. Stabilire un ordine di stabilità per i carbocationi primari, secondari, terziari e argomentare.
  13. Dire cosa succede se mettiamo i seguenti composti in metanolo: 1-bromobutano, 1-bromo-1-butene, 1-bromo-2-butene. Argomentare la risposta.
  14. Se mettiamo l’1-bromobutano in presenza di ione idrossido quale sarà il prodotto principale? A partire dal prodotto ottenuto, cosa si ottiene se si fa reagire con PCC? Il prodotto di questa seconda reazione ha idrogeni acidi? Perchè?
  15. Per il/i composto/i sintetizzato/i in 10d, disegnare la proiezione di Newman lungo il legame C2-C3 del conformero più stabile.
  16. Spiegare perchè i conformeri eclissati sono meno stabili dei conformeri sfalsati.
  17. A partire da uno dei composti sintetizzati in 10e, sintetizzare il 2,3-dimetil-2,4-esadiene. Potrebbero essere necessari più passaggi. Indicare strategia sintetica, condizioni di reazione e meccanismi (se questi ultimi sono tra quelli che dovete conoscere). Seguire sempre la stereochimica nel corso della reazione. Spiegare perchè il prodotto ottenuto sarà il prodotto principale.
  18. Con che meccanismo disidratano gli alcoli secondari? E i primari?
  19. Spiegare perchè in una reazione E2 è necessario che i gruppi da eliminare siano in posizione anticoplanare.
  20. Scrivere il D-ribosio nella forma a catena aperta, sapendo che si tratta di un aldopentoso e che la configurazione assoluta dei carboni 2 e 3 è R.
  21. Scrivere l’L-ribosio
  22. Scrivere il prodotto del D-ribosio con sodio boro idruro
  23. L’alditolo ottenuto in 22 non è otticamente attivo. Spiegare perchè.
  24. Partendo dal D-ribosio, effettuare una sintesi di Kiliani-Fisher.
  25. Dalla 24 si ottengono D-allosio e D-altrosio. Perchè si ottengono due prodotti?
  26. Che tipo di reazione è la prima che si usa in 24?
  27. Nell’ultimo passaggio della sintesi in 24 l’immina formata viene idrolizzata. Parlando di immine in generale, perchè mentre la reazione di sintesi è reversibile, quella di idrolisi non lo è nelle condizioni in cui viene effettuata?
  28. Tornando al D-ribosio, quale sarà il prodotto della sua reazione col reattivo di Tollens?
  29. Nel prodotto ottenuto in 28 c’è uno dei legami singoli C-O che è più corto rispetto agli altri. Dire quale e spiegare perchè. Spiegare anche perchè l’idrogeno del gruppo carbossilico è più acido di quello del gruppo ossidrile.
  30. Il ribosio può essere ossidato a dare un acido aldonico anche utilizzando acqua di bromo (Br2 in acqua). Il chetoso corrispondente, il ribulosio, può essere ossidato a dare lo stesso acido aldonico (più un altro prodotto) solo col reattivo di Tollens e non con acqua di bromo. a) Spiegare perchè; b) spiegare perchè otteniamo due prodotti; c) quanti prodotti otteniamo quando ossidiamo il ribosio con reattivo di Tollens?

Grado di difficoltà delle domande:
Alto (richiedono più passaggi e/o notevole padronanza della disciplina): 9, 17
Medio (domande che vanno al di là della mera esposizione/applicazione di concetti teorici): 6, 8, 14, 20, 24, 25, 29, 30
Basso (domande che riguardano l’esposizione di concetti teorici, la dimostrazione di semplici meccanismi di reazione, l’applicazione diretta di concetti teorici di base): tutte le domande non incluse nelle due liste precedenti.

Esercitiamoci per la prova scritta VIII

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Suggerimento: per poter usare questi set di esercizi come test di autovalutazione, svolgerli senza l’ausilio di libro/appunti ed impiegando un tempo massimo di 2 ore per ciascun set.

PRIMO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2. Disegnare la struttura di Lewis della seguente molecola: CH3CHO. Calcola le cariche formali per tutti gli atomi diversi dall’idrogeno

3. Qual è il più corto tra i legami indicati dalle frecce nella seguente molecola?
a) Cerchiare la lettera corrispondente.

b) In riferimento al legame A, dire:
I) quali orbitali molecolari sono presenti
II) quali orbitali atomici o ibridi sono coinvolti nella formazione del legame

4. Il composto mostrato di seguito è l’acido nicotinico

a) indicare con una freccia l’idrogeno più acido;
b) dire quale orbitale occupa la coppia solitaria dell’atomo di azoto

5. Disporre i seguenti composti in ordine di punto di ebollizione crescente. Indicare l’ordine inserendo i numeri nei riquadri sotto le strutture: 1= quello col punto di ebollizione più basso, 5= quello col punto di ebollizione più alto

6. Per l’1,4-dimetilcicloesano esistono due isomeri configurazionali (I e II); per l’1,2-dimetilcicloesano esistono tre isomeri configurazionali (I, II, III). Completare la seguente tabella.

7. Attribuire la configurazione assoluta al seguente carbonio chirale:

8. Dire quale dei seguenti composti non è otticamente attivo (è possibile scegliere più opzioni):

9. Il 2-metil-2-butene reagirà con Br2 in acqua per dare un’aloidrina (ignorare la stereochimica). La reazione ha Keq>1. Mostrare il meccanismo di reazione, inclusi gli stati di transizione. Poi, disegnare il diagramma energetico della reazione. Indicare nel diagramma le parti corrispondenti a reagenti, prodotti, stato di transizione, intermedio, variazione dell’energia libera di Gibbs, energia di attivazione di ciascuno stadio della reazione.

10. Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni (se avvengono), indicando la stereochimica quando opportuno. Se la reazione non avviene, scrivere “nessuna reazione”

SECONDO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, al seguente composto:

2. Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente (dal meno acido al più acido) e spiegare sinteticamente il perché
a) CH3CH2SH
b) CH3CH2NH2
c) CH3CH2OH
d) CH3CH2CH3

3. In riferimento ai composti dell’esercizio 2, rispondere alle seguenti domande:
a) quale di esso sarà caratterizzaro dal valore di pKa più elevato?
b) quale dal valore di Ka più elevato?

4. Scrivere la struttura a segmenti del seguente composto e dire se il nome IUPAC è corretto; se non lo è, scrivere il nome corretto: 2-ciclopropilesano

5. Disegnare e scrivere il nome IUPAC di un composto di formula C9H18 che contenga solo idrogeni primari

6. Stabilire le configurazioni assolute dei carboni chirali presenti nelle seguenti molecole (NB: la notazione va riportata vicino ai carboni cui fa riferimento) e dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i composti di ciascuna coppia (isomeri conformazionali/enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/altro):

7. Prendendo in considerazione il legame C3-C4 del 2-metilpentano, scrivere la proiezione di Newman del conformero meno stabile in assoluto e la struttura a cavalletto del conformero più stabile in assoluto

8. Disporre i seguenti composti in ordine di basicità crescente e motivare la risposta data

9. Mostrare il meccanismo di apertura del seguente epossido a) con metanolo in ambiente acido; b) con ione metossido. Mostrare la stereochimica dei prodotti. Attribuire il nome IUPAC all’epossido e ai prodotti formati.

10. Spiegate perché il trattamento con base del (1R,2R)-1-bromo-2-metilcicloesano genera il 3-metilcicloes-1-ene, un prodotto di eliminazione non Zeitzev

11. Scrivere iol D-glucosio e mostrare il meccanismo di riarrangiamento enediolico e quello di epimerizzazione.

12. Scrivere un L-amminoacido generico in proiezione di Fischer.

TERZO SET

1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:

2. Disponi i seguenti composti in ordine di basicità crescente (dal meno basico al più basico), motivando sinteticamente la scelta

3. L’acido acetico ha pKa=4.8.
a) Quale sarà la forma predominante in una soluzione a pH 2.8? Disegnarne la formula di Kekulé nel riquadro sotto.
b) In quale rapporto saranno la forma acida e la forma basica a questo valore di pH?

4. Scrivere il seguente composto in proiezione di Newman secondo i legami C1-C6 e C3-C4: (1R,3S,4R)-4-isopropil-3-metilcicloesan-1-olo. Poi, effettuare l’inversione d’anello e dire qual è il conformero più stabile

5. In riferimento alla conformazione più stabile del composto dell’esercizio 4, descrivere le interazioni 1,3-diassiali (se presenti) e altre interazioni gauche (se presenti). NB: è sufficiente indicare i gruppi tra cui si instaurano tali interazioni (es.: tra il sostituente X in assiale e…).

6. Calcolare il numero massimo di stereoisomeri possibili per la seguente struttura. Scriverne uno a scelta e assegnargli il nome IUPAC completo di stereochimica

7. Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi del seguente composto utilizzando una reazione di idroborazione/ossidazione. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.

8. Mostrare il meccanismo e i prodotti della seguente reazione:

9. Scrivere un legame peptidico tra due amminoacidi (usare R per indicare le catene laterali degli amminoacidi). Dimostrare che tale legame ha parziale carattere di doppio legame.

10. Scrivere la proiezione di Fischer dell’L-alanina (R=-CH3) e determinare la configurazione assoluta del carbonio chirale

Training VIII

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Le domande che seguono possono essere utili per capire se ci sono alcune parti del programma su cui ci sono ancora dei dubbi. Attenzione: le domande non sono certamente esaustive dato che non coprono tutti gli argomenti…e a breve altre liste di domande saranno pubblicate. In ogni caso, potete utilizzarle per fare un controllo della vostra preparazione su alcuni argomenti. Se avete difficoltà a rispondere ad alcuni quesiti, è probabilmente il caso di approfondire quegli argomenti. In fondo alla lista, troverete anche una scala del livello di difficoltà delle domande.

  1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, al composto in alto.
  2. Qual è l’ibridazione dell’atomo di cloro?
  3. Scrivere il 4-clorofenolo, il 3-clorofenolo e il 4-metilfenolo: stabilire l’ordine di acidità crescente, giustificando la scelta.
  4. Sintetizzare il 4-propil-4-eptanolo utilizzando 1-bromopropano come unica fonte di carbonio organico (sono necessari più passaggi).
  5. Mostrare i meccanismi relativi alla strategia sintetica della domanda 4.
  6. A partire dal comoposto sintetizzato in 4, ottenere il 4-propil-3-eptanone (sono necessari più passaggi), mostrando i meccanismi di reazione se sono tra quelli studiati.
  7. Individuari gli idrogeni acidi del composto sintetizzato in 6.
  8. Dimostrare perchè questi idrogeni, legati a carboni ibridati sp3, sono acidi.
  9. Spiegare cosa si intende per ibridazione sp3 e chiarire in che modo il carbonio forma i legami nelle molecole organiche.
  10. Cosa sono due isomeri geometrici?
  11. Quali elementi strutturali possono dar luogo ad isomeria geometrica?
  12. Cosa si intende, invece, per carbonio chirale?
  13. Quali atomi diversi dal carbonio possono dare luogo ad un centro asimmetrico?
  14. Perchè un composto meso non è otticamente attivo?
  15. Immaginiamo di avere un alogenuro alchilico chirale che va incontro ad una reazione di sostituzione. Il prodotto della reazione non ruota il piano della luce polarizzata. Come è possibile? Cosa ci dice questo sul meccanismo di reazione?
  16. Disponi i seguenti composti in ordine di reattività crescente in una reazione SN1: 3-clorocicloesa-1,4-diene, 3-cloro-6-ossacicloesa-1,4-diene, 3-clorociclopenta-1,4-diene. Giustifica la risposta.
  17. In quale solvente la reazione SN2 tra CH3SCH3 e CH3Br è più spostata verso destra, etanolo o dietiletere?
  18. Confrontare tra loro pirrolo e furano. Perchè l’energia di risonanza del pirrolo è più grande dell’energia di risonanza del furano?
  19. Dimostrare l’instabilità dei composti antiaromatici, utilizzando la teoria degli orbitali molecolari.
  20. Quando il 3-metil-2-butanolo viene riscaldato in presenza di HBr concentrato, si ottiene un prodotto di trasposizione. Quando il 2-metil-1-propanolo reagisce nelle stesse condizioni, non si ottiene nessun prodotto di trasposizione. Spiegare il perchè.
  21. Quale alchene ti aspetti come prodotto principale della disidratazione acido catalizzata dell’1-esanolo? Perchè?
  22. Per provare che la reazione di un estere con lo ione idrossido non è una SN2 ma piuttosto si forma un intermedio tetraedrico che successivamente collassa, sono stati isolati i prodotti ottenuti facendo reagire un estere che contiene un atomo di ossigeno marcato (18O). Uno dei prodotti è lo ione idrossido marcato. Spiega come il fatto di aver ottenuto questo prodotto prova che si sia formato l’intermedio tetraedrico.
  23. Descrivi come si può preparare l’1-etilcicloesene dal cicloesanone. Puoi usare qualsiasi reagente, purchè contenga al massimo due atomi di carbonio
  24. Una reazione aldolica può essere catalizzata da un acido o una base. A lezione, abbiamo visto il meccanismo catalizzato da basi. Proporre un meccanismo catalizzato da acidi.
  25. Dire chi reagirà più velocemente con HBr tra l’1-metil-4-vinilbenzene e l’1-metossi-4-vinilbenzene.
  26. In una soluzione acquosa, il D-glucosio è in equilibrio con due composti ciclici a 6 termini. Disegna le strutture di questi composti. Quale dei due composti ciclici sarà presente in quantità maggiore?
  27. Fornire una definizione di zucchero riducente
  28. Scrivere un L-amminoacido generico in proiezione di Fischer
  29. Descrivere una delle tecniche utilizzate in laboratorio.
  30. Che cos’è la cromatografia su strato sottile.

Grado di difficoltà delle domande:
Alto (richiedono più passaggi e/o notevole padronanza della disciplina): 4
Medio (domande che vanno al di là della mera esposizione/applicazione di concetti teorici): 6, 15, 16, 19, 22, 23, 24, 25
Basso (domande che riguardano l’esposizione di concetti teorici, la dimostrazione di semplici meccanismi di reazione, l’applicazione diretta di concetti teorici di base): tutte le domande non incluse nelle due liste precedenti.

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