Category Archives: Chimica Organica – Scienze Biologiche

Training X

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

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    

                

Training IX

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.

Training VIII

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.

Esercitiamoci per la prova scritta VII

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

2) Disporre i seguenti composti in ordine di solubilità crescente in acqua. Indicare l’ordine inserendo i numeri nei riquadri sotto le strutture: 1= il meno solubile, 4= il più solubile

3) Calcolare il numero massimo di stereoisomeri possibili per la seguente struttura. Scriverne uno a scelta e determinare la configurazione assoluta dei carboni chirali

4) In basso è riportata la struttura del dolcificante aspartame:                                                                  

I) Oltre al fenile, sono presenti altri 4 gruppi funzionali: cerchiare ogni gruppo funzionale ed identificarlo come nell’esempio in alto
II) Individuare i carboni chirali ed assegnare a ciascuno di essi la configurazione assoluta.
III) Indicare l’ibridazione dei due atomi di azoto
IV) Dire quale dei due atomi di azoto è più basico e perché

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 (enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/altro): 

6) Dire se le strutture riportate a destra sono isomeri conformazionali, isomeri geometrici, isomeri ottici, isomeri costituzionali, o lo strutture identiche rispetto alla seguente struttura a segmenti:                 

            

7)Mostrare come il seguente anione è stabilizzato per risonanza                                                                     

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

9) Mostrare il meccanismo e i prodotti della seguente reazione:

                         

10)Indicare le condizioni di reazione per ottenere la seguente trasformazione e dire se i due composti raffigurati sono otticamente attivi                                                                                                                                 

SECONDO SET

    

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

2) Completare la seguente struttura di Lewis e calcolare la carica formale per tutti gli atomi diversi all’idrogeno:

3) Quali sono la geometria, l’angolo di legame e l’ibridazione previste per il catione metile?

4) Dire qual è la relazione esistente tra i seguenti composti (enantiomeri/diastereoisomeri/ isomeri geometrici/isomeri conformazionali/ stesso composto/isomeri costituzionali/altro)                                                                

5) Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente e spiegare sinteticamente il perché:

6) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni.             

            

7) Mostrare le condizioni di reazione, il meccanismo e i prodotti della reazione del ciclopentanone con dimetilammina.

8) L’acido L-aspartico è un amminoacido con R= -CH2COOH.
I valori di pKa dei gruppi ionizzabili sono i seguenti:
pKa α-COOH = 2.09
pKa α-NH3+ = 9.82
pKa COOH in catena laterale = 3.86
a) Scrivere l’amminoacido in proiezione di Fischer al punto isoelettrico
b) Determinare la configurazione assoluta del carbonio chirale
c) Calcolare il punto isoelettrico
d) Scrivere la struttura dell’amminoacido a pH>10 e a pH

TERZO SET

1. Attribuire il nome sistematico IUPAC, comprensivo di stereochimica, alle seguenti molecole:

2. 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):

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

4. Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare anche il meccanismo con cui avvengono. Indicare la stereochimica, quando opportuno.

5. Ordina i seguenti composti per reattività crescente in una reazione E2

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

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

8. Scrivi il dipeptide Ala-Gly sapendo che le catene laterali dei due amminoacidi sono -CH3 e -H, rispettivamente

Training VII

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.

La molecola qui sotto riportata è la stricnina, un alcaloide tossico contenuto nei semi della noce vomica

Stricnina - Wikipedia
  1. Quali gruppi funzionali sono presenti?
  2. Qual è l’ibridazione dei due atomi di azoto? E dei due atomi di ossigeno?
  3. Quale atomo di azoto sarà più basico? Spiegare perchè.
  4. Individuare i carboni chirali e attribuire la configurazione assoluta al carbonio chirale legato all’azoto ammidico.
  5. Quanti steroisomeri possono teoricamente esistere con questa struttura?
  6. In quale/i caso/i un composto, pur avendo carboni chirali, non è otticamente attivo?
  7. Uno studente ha sintetizzato il 2-bromo-3-metossibutano a partire da un 2-butene. Il prodotto ottenuto presenta due carboni chirali, ma non ruota il piano della luce polarizzata. Perchè?
  8. In riferimento alla domanda precedente, ci saranno differenze nei prodotti a seconda che lo studente parta dall’isomero cis o dal trans-2-butene?
  9. E se partisse da 2-metil-2-butene? Quali prodotti otterrebbe? Qual è la relazione stereochimica tra di essi?
  10. E se partisse da (2E)-3-metil-2-pentene? Mostrare il meccanismo della reazione.
  11. Quanti prodotti si formano per ciascuna delle reazioni ai punti 8, 9 e 10?
  12. Cosa si intende per reazione stereospecifica?
  13. E stereoselettiva?
  14. Facciamo reagire l’alchene in 9 con HBr. Mostrare il meccanismo. Quale sarà il prodotto della reazione?
  15. L’intermedio della reazione precedente è un carbocatione. Spiegare quali fattori stabilizzano i carbocationi.
  16. Spiegare il fenomeno dell’iperconiugazione e fare degli esempi di casi in cui questo fenomeno contribuisce a stabilizzare determinate specie chimiche.
  17. Spiegare perchè un carbocatione secondario allilico è più stabile rispetto ad un carbocatione secondario.
  18. Gli alogenuri allilici primari e secondari danno reazioni di sostituzione sia con meccanismo SN1 sia con meccanismo SN2. Cosa determinerà il fatto che la reazione proceda con un meccanismo piuttosto che con l’altro? Perchè quelli terziari non danno reazioni SN2?
  19. In una reazione SN2, il nucleofilo dà un attacco da retro per cui si avrà inversione di configurazione al carbonio che subisce l’attacco. Nel caso di una reazione SN1, si formerà un intermedio carbocationico, che quindi dovrebbe portare, in teoria, alla formazione del 50% del prodotto con la stessa configurazione e il 50% del prodotto con configurazione invertita. Invece, si osserva spesso una parziale racemizzazione. Spiegare perchè.
  20. Gli alcoli danno reazioni di sostituzione se li facciamo reagire con acidi alogenidrici a caldo. Nel caso della reazione con HCl al fine di velocizzare la reazione è necessario utilizzare un catalizzatore. Quale e perchè?
  21. Uno studente vuole sintetizzare il 3,3-dimetil-1-cicloesene a partire dal (1S)-2,2-dimetil-1-cicloesanolo e decide quindi di procedere con una reazione di disidratazione acido catalizzata. Ovviamente non riesce ad ottenere il prodotto desiderato (se non in tracce). Perchè? In che modo dovrà procedere? Quale sarà invece il prodotto principale della disidratazione acido catalizzata?
  22. Quali saranno i prodotti di ozonolisi (seguita da trattamento con dimetil solfuro) dei prodotti delle reazioni dell’esercizio 21 (NB: facciamo riferimento sia al 3,3-dimetil-1-cicloesene, sia al prodotto ottenuto mediante disidratazione acido-catalizzata)? Attribuire ad essi il nome IUPAC.
  23. Mostrare il meccanismo e il prodotto della condensazione aldolica del composto ottenuto in 22 a partire dal 3,3-dimetil-1-cicloesene.
  24. Come è ibridato il carbonio del gruppo aldeidico?
  25. Il gruppo aldeidico è uno dei gruppi funzionali presenti nel D-glucosio. Cosa succede se mettiamo il D-glucosio in una soluzione basica?
  26. E in presenza di acido nitrico?
  27. Il D-glucosio esiste in soluzione sotto forma di due anomeri che sono in equilibrio tra loro attraverso la forma a catena aperta. All’equilibrio, il beta-D-glucosio sarà circa il doppio rispetto all’alfa glucosio. Questo significa che l’anomero beta è più stabile rispetto all’anomero alfa. Perchè?
  28. Cosa si intende per effetto anomerico?
  29. I carboidrati svolgono tante funzioni importantissime in biologia. In alcuni casi, essi sono legati ad altre molecole, come nel caso delle glicoproteine (un esempio di glicoproteine sono i determinanti antigenici dei gruppi sanguigni). Le unità che costituiscono le proteine sono gli amminoacidi. Come si chiama il legame che si instaura tra gli amminoacidi? Che tipo di legame è?
  30. Il legame di cui si parla in 29 è rappresentato nell’immagine qui sotto. Nonostante il legame tra il C e l’N sia indicato come legame singolo, non c’è libera rotazione intorno a quel legame. Perchè?

Grado di difficoltà delle domande:
Alto (richiedono più passaggi e/o notevole padronanza della disciplina): –
Medio (domande che vanno al di là della mera esposizione/applicazione di concetti teorici): 3, 7, 16, 21
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.

Training VI

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. Sintetizzare 2-etil-2-esenale utilizzando l’1-butene come unica fonte di atomi di carbonio. Mostrare la strategia e il meccanismo.
  2. Quale sarà il prodotto che si ottiene trattando l’aldeide in 1 con sodio boro idruro? Mostrare il meccanismo della reazione. Che succede invece se la sottoponiamo ad idrogenazione catalitica con H2/Pd?
  3. Considerando il prodotto dell’idrogenazione catalitica dell’esercizio 2, quale/i sarà/saranno gli idrogeni più acidi nella molecola? Perchè?
  4. Qual è l’ibridazione del carbonio nell’anione metile? E nel catione metile? E nel radicale metile?
  5. Qual è l’ordine di stabilità dei carbanioni?
  6. Un carbocatione allilico è stabilizzato per risonanza. Spiegare questa affermazione.
  7. Che cosa si intende per orbitale di antilegame?
  8. Che cosa si intende per LUMO? E HOMO?
  9. Descrivere gli orbitali molecolari dell’1,3-butadiene e spiegare la stabilità di questo sistema coniugato.
  10. Il benzene è caratterizzato da una energia di delocalizzazione insolitamente grande, tanto che non va incontro a reazioni di addizione che avvengono normalmente a carico degli alcheni. In che modo è possibile ottenere il bromobenzene a partire dal benzene?
  11. Il bromo è un sostituente debolmente disattivante ed è orto/para orientante. Spiegare perchè.
  12. Partendo ancora dall’1-butene, quale sarà il prodotto della reazione con HCl?
  13. A partire dal prodotto in 12, quali saranno i prodotti ottenuti dalla reazione con lo ione etossido? Quale sarà il prodotto principale?
  14. E con lo ione acetato?
  15. Quale sarà il prodotto della reazione del composto ottenuto in 14 con un eccesso di acqua e catalisi acida? Mostrare il meccanismo.
  16. In che modo un acido aumenta la velocità di idrolisi di un estere?
  17. Elencare i derivati degli acidi carbossilici in base alla reattività crescente in una reazione di sostituzione nucleofila acilica. Motivare la risposta.
  18. Il gruppo carbossilico viene ridotto da litio alluminio idruro. Mostrare il meccanismo.
  19. Immaginiamo di avere un composto bifunzionale in cui sia presente sia un gruppo estereo sia un gruppo chetonico e di voler ridurre solo il gruppo estereo. Come è possibile procedere? Mostrare i meccanismi (se sono tra quelli studiati)
  20. Che cosa si intende per reazione chemoselettiva?
  21. A partire dal ciclopentanone, mostrare il prodotto della reazione con un’ammina primaria in presenza di tracce di acido.
  22. Perchè per poter sintetizzare un’immina a partire da un chetone e da un’ammina primaria è necessario far avvenire la reazione ad un determinato valore di pH? Perchè il controllo del pH è cruciale?
  23. Descrivere la reattività di aldeidi e chetoni.
  24. Aldeidi e chetoni possono andare incontro a reazioni di condensazione aldolica. In che condizioni?
  25. Fare un esempio di condensazione aldolica nei sistemi biologici (non è richiesto il meccanismo, bisogna solo citare l’esempio)
  26. Fare un esempio di addizione aldolica nei sistemi biologici (non è richiesto il meccanismo, bisogna solo citare l’esempio)
  27. Classificare il glucosio.
  28. Scrivere il D-glucosio e mostrare il meccanismo di ciclizzazione in soluzione acquosa. Disegnare le proiezioni di Haworth dei due anomeri ottenuti.
  29. A cosa ci riferiamo quando parliamo di carboidrati? E di alfa-amminoacidi? E di lipidi?
  30. Assegnare il nome IUPAC comprensivo di stereochimica al seguente composto:

Grado di difficoltà delle domande:
Alto (richiedono più passaggi e/o notevole padronanza della disciplina): 1
Medio (domande che vanno al di là della mera esposizione/applicazione di concetti teorici): 9, 11, 19
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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