ESERCITAZIONE SU REAZIONI DEGLI ALCHENI IN PREPARAZIONE ALLA III PROVA INTERCORSO

1)  Analizzare il diagramma di energia libera/coordinata di reazione dell’addizione di HBr al 1-butene e rispondere ai seguenti quesiti.     

a) Cosa possiamo dire circa il ΔG° della reazione? b) Cosa possiamo dire circa la Keq della reazione?
c) Di quanti stadi si compone la reazione?
d) Qual è lo stadio cineticamente determinante?
e) Indicare sul grafico l’energia di attivazione relativa allo stadio cineticamente determinante.
f) Cosa sono, rispettivamente, B, C e D?
g) Disegnare la struttura di B e C
h) Spiegare perché la reazione è regioselettiva

2)  Analizzare il seguente diagramma di energia libera/coordinata di reazione e rispondere ai seguenti quesiti.     

a) Calcolare il ΔG° approssimativo per la reazione
b) Calcolare l’energia di attivazione per ciascuno stadio della reazione
c) cosa rappresenta B?
d) i prodotti sono più o meno stabili dei reagenti?
e) Il primo stadio della reazione è endoergonico o esoergonico?

3)  Analizzare il seguente diagramma di energia libera/coordinata di reazione e descrivere la reazione stessa (endoregonica, esoergonica, numero di stadi, stadio cineticamente determinante, ecc.)     

4) Disponi i seguenti composti in ordine di stabilità crescente, motivando la risposta

5) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno

6) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazioni o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica.                   

7) 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.                 

       

8) Mostrare il meccanismo di reazione di idratazione acido-catalizzata, che porta alla formazione del prodotto principale a partire dal seguenti composto:              

9) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal (S)-3-metilciclopentene. Mostrare il meccanismo di reazione, mostrandone tutti gli apetti stereochimici, se rilevanti. 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.

10) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal 2-metil-2-butene

11) Indicare le condizioni ottimali per le seguenti reazioni:      

  

12) Partendo dall’opportuno alchene, mostrare il meccanismo che porti alla sintesi del (2R,3S)-2-etil-2,3-dimetilossirano + entant. è possibile ottenere un diastereoisomero di questo composto da questa reazione? Se no, proporre un metodo alternativo per sintetizzarlo.

13) Mostrare tutti i meccanismi di reazione relativi agli esercizi 5 e 6 (fanno chiaramente eccezione tutti i meccanismi che non sono stati dettagliati a lezione).

14) 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.

15) Proporre un meccanismo per la seguente trasformazione 

Verso la terza prova intercorso: Reazioni degli alcheni 2

Esercizio n. 1

Scrivere il meccanismo delle reazioni elencate di seguito utilizzando l’(R)-6-fenil-1-metil-1-cicloesene e qualsiasi altro reagente necessario. Per ogni reazione porre attenzione, dove appropriato, alla regioselettività, stereoselettività e alla stereospecificità. Assegnare, inoltre, il nome IUPAC ai prodotti di ogni reazione, specificandone la stereochimica e la relazione esistente tra loro (enantiomeri, diastereoisomeri, composto meso, ecc).

  1. Addizione di acidi alogenidrici
  2. Addizione di acqua, acido-catalizzata
  3. Ossimercuriazione (o alcossimercuriazione)-demercuriazione
  4. Idroborazione-ossidazione
  5. Addizione di alogeni
  6. Addizione di alogeni in presenza di acqua (o alcol)
  7. Idrogenazione catalitica
  8. sin-Ossidrilazione
  9. Epossidazione
  10. Scissione ossidativa con permanganato di potassio
  11. Ozonolisi

Esercizio n. 2

Identificare i reagenti per ciascuna delle seguenti reazioni di addizione agli alcheni. Per le attuali conoscenze, trascurare le reazioni che porta alla formazione dell’1-bromo-2-metilcicloesano e dell'(1S,2S)-1-metil-1,2-cicloesandiolo

Esercizio n. 3

Determinare il prodotto per ognuna delle seguenti reazioni. fare attenzione alla regio- e stereoselettività delle reazioni

Esercizio n. 4

Per ciascuna reazione dell’esercizio n. 1, disegnare un diagramma di energia libera/coordinata di reazione e individuare lo stadio cinetico

Verso la terza prova intercorso: reazioni degli alcheni

Esercizio n. 1

Scrivete le formule di struttura dei prodotti che si formano quando si fa reagire l’1-butene con ciascuno dei seguenti reagenti:

a) HI

b) Br2 in acqua

c) Br2

d) HCl

e) 1. BH3:THF; 2. H2O2, OH–

f) H2O in ambente acido

g) Hg(OAc)2 in THF e H2O; 2. NaBH4, H2O

h) Cl2 in KI

i) acido perossiacetico

l) 1: trifluoroacetato di mercurio in THF e alcol isopropilico; 2. NaBH4

m) 9-BBN; 2. H2O2, OH–

Esercizio n. 2

Ripetete le reazioni a-l dell’esercizio n.1 utilizzando come reagenti i seguenti alcheni:

a) (R)-3-metil-1-pentene

b) (E)-1-ciclobutil-1-butene

c) 1-metilcicloesene

Esercizio n. 3

Scrivete le formule di struttura del/i prodotto/i che vi attendete di ottenere da ciascuna delle seguenti reazioni. Mostrate chiaramente la stereochimica

Esercizio n. 4

Per ognuna delle seguenti trasformazioni, proponete un possibile meccanismo.

Reazioni drgli alcheni: addizione eletrofila e ossidazione

Esercizio n. 1

Srivere i prodotti di ossidazione dei seguenti alcheni. Ove necessario, indicare la stereochimica della reazione.

a)     cis-2-Pentene       +   OsO4            

b)     trans-2-Butene   +   KMnO4    diluito/a freddo                         

c)      (2Z)-3-Metil-2-pentene   +   OsO4

d)     Ciclopentene  +   KMnO4    diluito/a freddo

e)      1-Etil-1-ciclopentene   +   KMnO4    a caldo

f)      1-Metil-1-ciclopentene   +   O3 – 78°C  / Zn, H2O

g)     Ciclopentene   +   CH3COOOH 

h)     prodotto di g)   +  OH– 

Esercizio n. 2

Disegnare le strutture del prodotto (o dei prodotti) di ciascuna delle seguenti reazioni. Mostrare la stereochimica delle reazioni.

1)        trans-3-esene  +  bromo

2)        cis-2-pentene  +  acido perbenzoico

3)        trans-2-pentene  +  acido perbenzoico

4)        prodotto della reazione 2 +  H3O+

5)        prodotto della reazione 3 +  H3O+

6)        cis-2-butene  +  KMnO4

7)        trans-2-butene  +  KMnO4

Esercizio n. 3

Descrivere il meccanismo che spiega la formazione del trans-2-cloro-1-ciclopentanolo da ciclopentene e cloro in soluzione acquosa.

Esercizio n. 4

Quando si sottopone l’1-metil-ciclopentene all’idroborazione-ossidazione, il prodotto di reazione è una miscela racemica.

a)      Scrivere le strutture tridimensionali degli enantiomeri che si formano.

b)      Descrivere il meccanismo che spiega la formazione dei suddetti enantiomeri

Esercizio n. 5

Scrivere i prodotti che si ottengono per reazione del 2-metil-1-pentene con ciascuno dei seguenti reagenti:

a)      H­2, PtO2, CH3CH2OH
c)      BH3, THF poi NaOH/H2O2,
e)      HBr
g)      HI + perossidi
i)       Cl2
k)      Br2 + CH3CH2OH
m)     MCPBA, CH2Cl2  
b)      D­2, Pd-C, CH3CH2OH
d)      HCl
f)       HBr + perossidi
h)      H­2SO4 + H2O
j)       ICl
l)       HCOOOH, H­2O
n)      KMnO4, H­2O, 0°C

Esercizio n. 6

Disegnare le formule dei prodotti delle seguenti reazioni. Specificare la stereochimica delle reazioni.


Esercizio n. 7

Indicare un metodo, a partire da alcheni, per la preparazione dei seguenti alcoli:

       a)       1-butanolo

       b)       3-metil-2-pentanolo

       c)       2-metil-1-cicloesanolo

       d)       3,4-esandiolo

Esercizio n. 8

Mostrare come si può efettuare ciascuna delle seguenti trasformazioni.

Esercizio n. 9

Il trattamento del cicloesene con HBr in presenza di acido acetico dà il bromocicloesano (85%) e l’acetato di cicloesile (15%). Proponi un meccanismo per la formazione di quest’ultimo prodotto.

Esercizio n. 10

Il trattamento del 4-penten-1-olo con bromo in acqua porta ad un bromoestere ciclico. Spiega la formazione di questo prodotto al posto della semplice bromoidrina. 

Esercizio n. 11

Proponi un meccanismo per ciascuna delle seguenti reazioni:

Altre reazioni di addizione elettrofila agli alcheni

Esercizio n. 1

Mostrare i meccanismi delle seguenti reazioni di alogenazione degli alcheni

Esercizio n. 2

Ognuno dei seguenti alcheni viene trattato prima con diborano in tetraidrofurano (THF) a formare un trialchilborano e quindi con perossido di idrogeno in idrossido di sodio acquoso. Disegnare la formula di struttura dell’alcol che si forma. Nel caso, specificare la stereochimica

a) Propene                                              b) Ciclopentene

c) 1-Metil-1-ciclopentene                       d) (2E)-3-Metil-2-pentene

e) (2Z)-3-Metil-2-pentene                        f) 1-Metil-1-cicloesene

Esercizio n. 3

Ognuno dei seguenti alcheni viene trattato prima con diborano in tetraidrofurano (THF) a formare un trialchilborano e quindi con perossido di idrogeno in idrossido di sodio acquoso. Disegna la formula di struttura dell’alcol che si forma. Nel caso, specifica la stereochimica.

Esercizio n. 4

La reazione del 2-metil-2-pentene con ognuno dei seguenti reagenti mostra un’alta regioselettività. Disegna la formula di struttura del prodotto maggioritario di ogni reazione e spiega la regioselettività osservata.

a) HBr

b) H2O in presenza di H2SO4

c) Br2 in acqua

d) Cl2

e) Hg(OAc)2, H2O

Esercizio n. 5

Il trattamento del 2-metilpropene con metanolo in presenza di acido solforico dà un composto di formula C5H12O. Proponi una formula di struttura per questo composto e un meccanismo d’azione per la sua formazione.

CdL Scienze Biologiche – Soluzioni esercizi reazioni alcheni

Sono state pubblicate parte delle soluzioni (in alcuni casi solo parziali – per cui, leggete bene tutte le spiegazioni) degli esercizi sulle reazioni degli alcheni, con l’eccezione di quelle dell’ultimo post. Altre soluzioni saranno pubblicate nel weekend. Per gli esercizi per cui non saranno pubblicate le soluzioni – come precedentemente chiarito – seguite le indicazioni pubblicate nei commenti a ciascun post per ricevere un eventuale feedback dalla docente.

In caso di dubbi, è possibile chiedere spiegazioni a ricevimento o a lezione.

Esercizi su reazioni degli alcheni

NB: NON è POSSIBILE AFFRONTARE QUESTI ESERCIZI SENZA AVER STUDIATO TUTTI GLI ARGOMENTI TRATTATI A LEZIONE

Inoltre, PRIMA DI SVOLGERLI, siete invitati a prendere visione del materiale didattico pubblicato (fate attenzione a tutti i link presenti nel post in questione, dove troverete anche le slide relative all’espansione d’anello).
L’esercizio 9A è corredato di esercizio svolto (il link per accedervi è immediatamente sotto la struttura della traccia).

1) Per ciascuna delle seguenti reazioni mostrare il meccanismo che porta alla formazione del/dei prodotto/i principale/i. Quando necessario, tener conto della stereochimica.

2) Prevedere il (i) prodotto (i) di reazione del 3-metil-3-esene con ciascuno dei seguenti reagenti:
a) bromo
b) acetato mercurico [Hg(OAc)2], acqua; seguito da trattamento con NaBH4
c) bromo in acqua
d) cloro
e) acido solforico diluito

3) La reazione del 2-metil-2-pentene con ciascuno dei seguenti reagenti è regioselettiva. Disegnare la formula di struttura del prodotto di ciascuna reazione e spiegare la regioselettività osservata:
a) HCl
b) acqua in presenza di acido solforico
c) bromo in acqua

4) Spiegare la regioselettività e la stereoselettività osservate per la reazione del 1-metilcicopent-1-ene in una reazione di:
a) idroborazione/ossidazione
b) ossimercuriazione/riduzione
c) sintesi di una bromidrina

5) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazioni o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica.

6) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Specificare la stereochimica quando opportuno             

7) Mostrare il meccanismo di reazione e scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni.

8) Indicare le condizioni di reazione per ottenere le seguenti trasformazioni           

9) Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi dei seguenti composti. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.     

A)        

B)

10) Quale, tra i seguenti prodotti A-D, si può ottenere dalla reazione dell’ (E)-3-metil-2-pentene con bromo in acqua?

11) Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi dei seguenti composti. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.     

12) Scrivere i prodotti ottenuti a seguito dell’idrogenazione catalitica degli alcheni individuati come composti di partenza per la sintesi dei composti dell’esercizio 11.

13) Quale alchene sarà il seguente composto come prodotto di una reazione di ozonolisi seguita da trattamento con dimetilsolfuro?

14) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal (R)-3-metilciclopentene. 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.                     

                                                                                                                                          

15) 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

16) 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.


17) Quando l’acido maleico e l’acido fumarico reagiscono con Br2, si forma acido 2,3-dibromosuccinico e il prodotto di reazione non ruota il piano della luce polarizzata. Nel caso dei prodotti ottenuti dall’acido maleico, è però poi possibile risolvere la miscela racemica, ottenendo i due enantiomeri, cosa che non è possibile fare nel caso della reazione a carico dell’acido fumarico. Cosa ci dice questo circa il meccanismo di addizione del bromo?

18) Scrivere il prodotto della seguente reazione

19) Proponi un meccanismo per ciascuna delle seguenti reazioni:

20) Proponi le condizioni di reazione e un meccanismo che spieghi la formazione di ciascuno dei seguenti composti a partire dal 3-(2,2-dimetilciclobutil)prop-2-en-1-olo

Ancora reazioni di addizione elettrofila agli alcheni e reazioni di ossidazione

1) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni:

a) (2Z)-3-metil-2-pentene + Br2 in acqua
b) (2E)-3-metil-2-pentene + Br2 in metanolo
c) (2Z)-3-metil-2-pentene + Cl2 in acqua

2) La reazione del 4-penten-1-olo con bromo in acqua porta alla formazione del bromo-etere ciclico mostrato in basso. Spiegare perchè si forma questo prodotto invece di una bromidrina. Inoltre, dimostrare perchè si forma una miscela racemica di due enantiomeri

(miscela racemica)

3) Mostrare il meccanismo e scrivere il/i prodotto/i di ossimercuriazione/riduzione per le seguenti molecole (il materiale sul meccanismo è presente nel seguente post: https://chimicaorganicadistabif.com/2025/11/17/consigli-utili-allo-svolgimento-degli-esercizi-relativi-alle-reazioni-degli-alcheni-e-materiale-didattico-integrativo/)

4) Mostrare il meccanismo (inclusa la stereochimica) e i prodotti di reazione degli alcheni dell’esercizio 1 con A) un perossiacido, B) tetrossido di osmio.

5) Da quali alcheni derivano i seguenti dioli vicinali per reazione con tetrossido di osmio?

6) A partire dal 2-metil-2-butene, indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti. Per ciascun prodotto, dire, inoltre, se quello formato è o meno l’unico prodotto di reazione. Se non lo è, 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.

7) Disegnare le formule di struttura dei prodotti principali ottenuti nelle seguenti reazioni di ossidazione:

8) Disegnare la formula di struttura degli alcheni che portano alla formazione dei composti sotto riportati per reazione con ozono, seguita da trattamento con dimetilsolfuro.

CdL Scienze Biologiche-Avvisi correzioni esercizi

Tutti gli studenti sono invitati a consultare i commenti dei post relativi agli esercizi sulle reazioni degli alcheni, in quanto troverete:

-in alcuni casi, le soluzioni

-in altri, indicazioni su come ottenere le soluzioni (se volete sapere se avete fatto bene gli esercizi, basta commentare i post come indicato in ciascun commento e, in tempi relativamente brevi, riceverete feedback dalla docente)

-in altri, indicazioni sia sullo svolgimento degli esercizi, sia su come controllare che siano corretti.

SOLO per gli esercizi per cui non vi è possibile inserire la risposta nei commenti, nei prossimi giorni saranno caricate delle soluzioni. Per tutti gli altri, provvederò solo a correggere le risposte eventualmente inserite.

Si ricorda che è sempre possibile chiedere feedback sugli esercizi durante il ricevimento (o, per un numero limitato di esercizi, anche nel corso della pausa della lezione).

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