Chimica Organica-DiSTABiF

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 pK_a relativamente basso (circa 15).
14. L’acido glutammico è un amminoacido con catena laterale (-CH₂CH₂COOH). I pK_a dei due gruppi carbossilici sono 2.10 per uno e 4.07 per l’altro. Assegnare il valore di pK_a 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.

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.

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 S_N1: 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 S_N2 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 S_N2 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.