Università degli Studi della Campania "Luigi Vanvitelli"
Mercoledì 6/11 alle 16:00 si terrà un’esercitazione aggiuntiva in preparazione alla II prova intercorso.
Gli studenti interessati a partecipare sono invitati a compilare il questionario presente al seguente link: https://chimicaorganicadistabif.com/2024/11/02/questionario-in-preparazione-allesercitazione/ (che potrà essere compilato solo dopo aver fatto i test di autovalutazione)
Qui potete scaricare materiale relativo alla Prochiralità
Qui, invece, potete trovare approfondimenti sulle regole di Cahn-Ingold-Prelog
Infine, qui trovate delle definizioni non presenti sul libro:
Unità stereogenica (o elemento stereogenico) = raggruppamento di atomi che può essere considerato un focus di stereoisomeria, ovvero parte della molecola per cui lo scambio di due gruppi produce due stereoisomeri.
Esempi:
Il massimo numero di stereoisomeri possibili per una molecola che contiene più unità stereogeniche (o elementi stereogenici) si può calcolare dalla regola generale 2n, dove n = al numero di unità stereogeniche.
Atropoisomeri: isomeri in cui la rotazione che permette di interconvertire i diversi conformeri è ostacolata
Chiralità assiale: si genera quando due coppie di sostituenti, ciascuno diverso dall’altro all’interno di una medesima coppia, si trovano legate alle due estremità di una struttura molecolare rigida allungata (asse stereogenico o, impropriamente, asse chirale), in modo da presentarsi sfalsati, se osservati lungo l’asse stereogenico (es. alleni; NB: riprenderemo questo concetto proprio quando parleremo degli alleni)
Premessa: sono state pubblicate le soluzioni di tutti i set di esercizi, con l’esclusione dell’ultimo, le cui soluzioni saranno caricate in seguito. Le soluzioni sono accessibili dai commenti ai post (NB: in alcuni casi sono state caricate in più commenti, per cui controllate bene tutti i commenti). Laddove non sono presenti le soluzioni, vi viene data indicazione su come è possibile ottenere le correzioni, ossia inserendo voi stessi le risposte come commento al post (le risposte saranno poi corrette dalla docente).
Dopo aver eventualmente consultato le soluzioni e SOLO dopo aver fatto i due test di autovalutazione su analisi conformazionale e stereochimica, potrete esprimere i vostri dubbi rispondendo al questionario presente al seguente link https://forms.office.com/e/WbkNbMEbMk.
NB: non saranno prese in considerazione risposte in cui i dubbi non vengono dettagliati e quelle ottenute da coloro che non hanno prima fatto i test di autovalutazione. Il form si chiuderà martedì 5 Novembre alle 12:00.
Regolamento:
Immagina di trovarti in un laboratorio e di avere una soluzione di un composto chirale (il composto in questione ha un solo carbonio chirale). Hai due provette identiche di questa sostanza: una contiene un campione che ha un eccesso enantiomerico del 40% a favore dell’enantiomero (R), mentre l’altra contiene un campione con un eccesso enantiomerico del 20% a favore dell’enantiomero (S).
I due campioni sembrano identici a occhio nudo, ma quando provi a misurare la rotazione ottica, ottieni chiaramente due valori diversi. La rotazione ottica del campione con un eccesso enatiomerico al 40% a favore dell’enantiomero (R) è pari a -8.
a) Quale sarà la rotazione specifica per l’enantiomero R?
b) E per l’enantiomero S?
c) Quale sarà la rotazione ottica specifica del campione con un eccesso enantiomerico del 20% a favore dell’enantiomero (S)?
Regolamento:
Assegnare il nome IUPAC completo di stereochimica al seguente composto:
1. Disegna un diagramma di energia potenziale per la rotazione di 360° del legame C2-C3 del pentano, partendo dal conformero meno stabile e disegnando le conformazioni corrispondenti ai massimi e ai minimi di energia.
2. Quale sarà più stabile tra l’isomero cis e l’isomero trans del 1-isobutil-4-metilcicloesano. Perchè? Utilizzare le proiezioni di Newman per mostrarlo.
3. Disegnare il conformero a minore energia del trans-1-terz-butil-4-metilcicloesano e del cis-1-terz-butil-4-metilcicloesano. Poi, confrontare tra loro i due isomeri geometrici. Quale dei due sarà quello più stabile? Perché?
4. Disegnare la proiezione di Newman secondo il legame C2-C3 del conformero meno stabile del 2,4- dimetilesano
5. Dare una definizione sintetica (massimo 20 parole per ciascuna definizione) di: a) tensione torsionale; b) tensione sterica; c) tensione angolare; d) iperconiugazione; e) interazioni 1,3-diassiali.
6. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica quando necessario, ai seguenti composti:
7. Disegnare il composto di formula molecolare C5H9Br che contenga 2 carboni chirali. Disegnare e attribuire il nome IUPAC a tutti i possibili stereoisomeri.
8. Disegna l’enantiomero di ciascuno dei seguenti composti:
9. Qual è il numero massimo di stereoisomeri per i seguenti composti:
Per i composti che contengono doppi legami, dire se si tratta dell’isomero E o Z.
10. Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
11. Individuare tra le strutture riportate sotto quella che rappresenta l’enantiomero del seguente composto:
12. Individuare tra le strutture riportate sotto (a-c) quella che corrisponde alla seguente:
13. Attribuire la configurazione assoluta a tutti i carboni chirali e individuare la relazione stereochimica esistente tra le seguenti strutture:
A)
B)
C)
D)
E)
14. Dire se le seguenti molecole sono chirali:
15. 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
16. Quale dei seguenti composti non è chirale?
17. Scrivete le formule di struttura dei seguenti composti:
a) una molecola ciclica, isomero costituzionale del cicloesano
b) molecole di formula C6H12 che contengano un anello ed esistano come coppia di enantiomeri
c) molecole di formula C6H12 che contengano un anello e siano diastereoisomere tra loro
18. Scrivere le formule di struttura di tutti gli stereoisomeri e di tutti i conformeri corrispondenti a ciascuno dei seguenti nomi. Indicate le coppie di enantiomeri e i composti achirali eventuali:
a) 1-bromo-2-clorocicloesano
b) 1-bromo-3-clorocicloesano
c) 1-bromo-4-clorocicloesano
Attribuire la configurazione R,S a ciascuno dei composti indicati nelle risposte
19. Il (2R,3R)-2,3-butandiolo ha una rotazione ottica specifica di -13,2° e una temperatura di ebollizione di 77,3° C. Quale delle seguenti affermazioni è falsa?
A) Il (2R,3R)-2,3-butandiolo è un enantiomero treo
B) Il (2S,3R)-2,3-butandiolo è un composto meso
C) Il (2S,3R)-2,3-butandiolo ruota il piano della luce polarizzata di +13,2°
D) Il (2R,3S)-2,3-butandiolo non ruota il piano della luce polarizzata
E) Il (2S,3S)-2,3-butandiolo ha una temperatura di ebollizione di 77.3°C
20. Dire quale dei seguenti composti ruota il piano della luce polarizzata
21. Dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i seguenti composti (confrontare a/b; a/c; a/d; b/c; b/d; c/d).
22. 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___________________
23. Quale/i struttura/e è/sono diversa/e dalla seguente?
24.Scrivere, in proiezione di Fischer, formula prospettica e struttura a segmenti il (2S,3R)-2-bromo-3-metil-3-esanolo.
25. Scrivere la proiezione di Fischer del (2R,3R)-2-bromo-3-metilpentano. Poi scrivere la proiezione di Newman del conformero più e meno stabile lungo il legame C2-C3.
26. Quale delle seguenti strutture è la (2S,3R)-3-bromo-2-butanammina? (NB: è possibile scegliere più di una opzione):
27. Scrivere il (2R,3S)-3-bromopentan-2-olo (struttura a segmenti).
Questo composto sarà quello cui si farà riferimento in tutte le domande seguenti (se non indicato diversamente).
a) Scrivere un isomero di struttura che contenga comunque due carboni chirali e attribuirgli il nome IUPAC (sempre comprensivo di stereochimica
b) Scrivi un isomero costituzionale che non contenga carboni chirali.
c) Scrivi un composto costituito dallo stesso numero di atomi di C, Br e O, ma che sia caratterizzato da un grado di insaturazione e che non contenga carboni chirali.
d) Scrivi la proiezione di Fischer
e) Scrivi la proiezione di Newman del conformero più stabile in assoluto.
f) in che relazione stereochimica sono la struttura descritta in d e quella in e?
g) disegna un diagramma di energia potenziale per la rotazione di 360° del legame C2-C3, disegnando tutti i conformeri che corrispondono ai minimi e ai massimi di energia.
h) analizzare i singoli conformeri eclissati e valutare quali tipi di tensione contribuiscono a renderli meno stabili
i) quale fenomeno fa sì che i conformeri sfalsati siano a più bassa energia?
l) Scrivi l’enantiomero
m) Scrivi un diastereoisomero
n) Scrivi la struttura a cavalletto del conformero più stabile in assoluto per i composti scritti in l ed m
o) qualora conoscessi il potere ottico rotatorio specifico di l, potresti dire qualcosa circa il potere ottico rotatorio specifico del composto iniziale?
p) e qualora conoscessi il potere ottico rotatorio specifico di m?
q) immagina di aver sintetizzato il composto in laboratorio, di averne determinato la struttura, ma la misura del potere ottico rotatorio ti ha fornito un valore pari a 0 nonostante la presenza dei carboni chirali nella molecola. Cosa è possibile dedurre?
28. Fornire una definizione sintetica di a) enantiomeri; b) diastereoisomeri; c) carbonio chirale; d) unità stereogenica
Sono stati aggiunti degli appuntamenti di ricevimento aggiuntivo per la settimana del 4 Novembre.
Utilizzare il solito link per la prenotazione
Studiare la stereochimica divertendosi?
Assolutamente possibile! Non ci credete? Provate a giocare a R/S Chem…una risorsa interattiva che vi permette di allenarvi nell’attribuzione della configurazione assoluta ai carboni chirali.
Ci sono due modalità “learn” e “expert”. Nella modalità expert le domande sono a tempo. In entrambe le modalità, ci sono poi tre livelli (easy, medium e hard). Il primo passaggio è sempre la determinazione dell’ordine di priorità (trascinando i numeri che trovate in basso sugli atomi):
Solo quando l’attribuzione delle priorità è corretta, sarà possibile procedere (la freccia in basso a destra si colorerà di verde).
A questo punto, nella modalità learn, bisognerà riportare i numeri 1-3 su una sorta di proiezione di Newman (rispettando l’ordine in cui sono presenti nella molecola e assumendo che il sostituente con priorità 4 sia lontano dall’osservatore) e determinare la configurazione. Nella modalità expert sarà necessario stabilire direttamente la configurazione dopo aver determinato l’ordine di priorità (NB: il passaggio intermedio che si effettua nella modalità learn non è necessario ed in genere procediamo seguendo ciò che accade nella modalità expert).
Se la risposta è corretta si aprirà questa finestra. Sarà anche possibile valutare se si è ragionato bene sull’attribuzione dell’ordine di priorità, dato che l’ordine in questione viene qui ampiamente giustificato.
Se volete invece rivedere la stereochimica in generale (quindi non limitata alla determinazione della configurazione assoluta), è possibile giocate allo stereogame (utilizzare la solita password per accedere alla cartella), un gioco da tavolo ideato da una università brasiliana (Universidade Federal do Ceará). Nella cartella che scaricherete (seguendo il link riportato sopra) troverete sia le card sia il tabellone. Nella cartella troverete anche le risposte corrette alle domande riportate nelle card.
Le regole sono molto semplici.
1. Bisogna lanciare il dado, che determinerà di quanti passi potrete procedere.
2. Pescherete una card che conterrà una domanda a risposta multipla. Una sola è la risposta corretta.
3. Se la risposta è corretta, avanzerete (del numero di passi indicati dal dado).
Il consiglio è di iniziare da “basic” per poi procedere coi livelli “intermediate” e “advanced”.
4. Se la risposta è sbagliata, dovrete indietreggiare dello stesso numero di passi
5. Al quarto errore è game over e si deve ricominciare il livello da capo.
BUON DIVERTIMENTO!
Al seguente link, troverete un TEST DI AUTOVALUTAZIONE sulla stereochimica. Avrete 1 ora per rispondere alle domande e alla fine potrete verificare il punteggio ottenuto e se avete risposto correttamente o meno.
Regolamento:
Se prendiamo in considerazione il cicloesanolo, possiamo disegnare due diversi conformeri a sedia e sappiamo che quello più stabile sarà il conformero in cui il legame con l’ossidrile è equatoriale.
Prendiamo ora in considerazione il composto seguente:
Calcoli computazionali suggeriscono che la conformazione con l’ossidrile in assiale è più stabile di quella equatoriale di 2,26 kJ/mol. Proporre una spiegazione per questa osservazione.
Chimica Organica-DiSTABiF 
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