Università degli Studi della Campania "Luigi Vanvitelli"
Al seguente link, troverete un QUESTIONARIO DI AUTOVALUTAZIONE che potete utilizzare per dare una valutazione sulla vostra preparazione sull’analisi conformazionale e comunicare eventuali ulteriori dubbi/difficoltà.
Il link sarà attivo per 24 ore e invito tutti gli studenti a compilarlo, in modo da poter evidenziare eventuali criticità da affrontare. Consiglio anche a tutti di fare il test di autovalutazione.
Inversione di anello
Sedia
Osservare attentamente la seguente figura (attenzione a come è disegnata la sedia, al numero dei carboni e alla posizione dei singoli legami; notare come tutti i legami assiali diventano equatoriali e viceversa):
Procedimento
Proiezione di Newman
Osservare attentamente la seguente figura.
NB: per passare dalla proiezione di Newman di una delle conformazioni all’altra, concentrarsi sui due CH2 “centrali”; basta “spingere” verso l’alto il CH2 rivolto verso il basso (vedi quello riportato in nero) e di conseguenza “spingere” verso il basso l’altro CH2 (quello riportato un rosso). A quel punto, disegnando correttamente gli altri legami, basterà completare la proiezione. Notare che il sostituente X (in nero) da equatoriale diventa assiale. Notare anche che non cambiano i legami lungo cui si osserva il cicloesano nella proiezione di Newman.
NB: sia sulla sedia che sulla proiezione di Newman a seguito dell’inversione di anello, tutti i legami equatoriali diventano assiali e tutti quelli assiali diventano equatoriali, ma tutto ciò che è rivolto verso l’alto (al di sopra dell’anello) continua ad essere rivolto verso l’alto, così come tutto ciò che è rivolto verso il basso, continua ad essere rivolto verso il basso (mai spostare un sostituente da un legame rivolto verso l’alto a uno verso il basso e viceversa, dato che una modifica di questo tipo è possibile solo a seguito della rottura di un legame sigma).
ESERCIZI
1) Completare la tabella per il seguente composto, disegnando quanto richiesto:
| Conformero a sedia più stabile | Conformero ottenuto in seguito all’inversione di anello |
| Proiezione di Newman secondo i legami C1-C2 e C5-C4 del conformero pù stabile | Proiezione di Newman secondo i legami C1-C2 e C5-C4 ottenuta in seguito all’inversione di anello |
2) Scrivere gli isomeri conformazionali dei seguenti composti A e B, completando le proiezioni di Newman (secondo i legami C3-C2 e C5-C6) e le rappresentazioni a sedia (NB: i numeri 1 e 2 non hanno nulla a che vedere con la numerazione relativa alla nomenclatura).
a) per ciascun isomero composto, dire quale è la conformazione più stabile, motivando la scelta
b) dire chi è più stabile tra A e B, motivando la scelta.
3) Completare la seguente tabella
| Composto | Conformazione a sedia più stabile | Inversione d’anello | Proiezione di Newman | Inversione d’anello |
| 1,1-dimetilcicloesano | Legame C1-C2; C5-C4 | |||
| cis-1,2-dimetilcicloesano | Legame C2-C1; C4-C5 | |||
| trans-1,2-dimetilcicloesano | Legame C1-C2; C5-C4 | |||
| cis-1,3-dimetilcicloesano | Legame C2-C3; C6-C5 | |||
| trans-1,3-dimetilcicloesano | Legame C2-C3; C6-C5 | |||
| cis-1,4-dimetilcicloesano | Legame C2-C1; C4-C5 | |||
| trans-1,4-dimetilcicloesano | Legame C1-C2; C5-C4 |
Al seguente link, troverete un TEST DI AUTOVALUTAZIONE Avrete 30 minuti per rispondere alle domande e alla fine potrete verificare il punteggio ottenuto e se avete risposto correttamente o meno.
Il test si chiuderà domani (26/10) sera alle 21:00. Successivamente sarà possibile fare/rifare il test utilizzando il link che sarà condiviso in seguito
Per i ritardatari…o per chi vuole rifare il test: https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=73pUj9cUykmk1FGmxcuSwXTRdKT1SyhLnKfYH_H9vfJUQ1BTVjRRVFhZSTZORlhHRlRIQ0FIUkhRTSQlQCNjPTEu
In vista della seconda prova intercorso e considerando l’assenza di appuntamenti di ricevimento prenotabili prima della prova stessa, si avvisano gli studenti che sarà possibile prenotare dei ricevimenti extra utilizzando il seguente link:
https://doodle.com/bp/monicascognamiglio/ricevimento-extra
NB: QUESTI APPUNTAMENTI SONO RISERVATI A COLORO CHE DOVRANNO SOSTENERE LA PROVA INTERCORSO
La seconda prova intercorso si terrà venerdì 3 Novembre alle ore 17:00
Esercitazione
Lunedì 30 ottobre in aula B2 dalle 14:15 alle 16:00 si terrà un’esercitazione aggiuntiva in preparazione alla seconda prova intercorso
1. Quale dei seguenti composti sarà più solubile in acqua? Spiegare perchè
I) dietiletere
II) 1-butanolo
III) butano
2. Ordina i seguenti alcani secondo il punto di ebollizione crescente
3. Ordina i seguenti alcani secondo il punto di ebollizione crescente:
I) esano
II) ottano
III) 2-metilpentano
IV) 2,2-dimetilbutano
4. Metti i seguenti composti in ordine di solubilità crescente in acqua:
5. Le vitamine sono spesso distinte in idrosolubili e liposolubili. Di seguito è riportata la struttura di tre vitamine. Sapresti dire, sulla base delle caratteristiche strutturali, per ciascuna struttura, se si tratta di una vitamina lipo- o idrosolubile?
6. Il seguente grafico mostra la variazione di energia torsionale del propano in seguito alla rotazione intorno al legame C-C. Cosa indicano I, II, III?
7. Disegnare i conformeri anti e gauche del 1,2-dibromoetano usando sia le proiezioni di Newman sia le strutture a cavalletto.
8. Quale tra i due conformeri dell’esercizio 7 avrà momento dipolare maggiore?
9. Quale tra i seguenti è il conformero più stabile del 3-metil-1-butanolo?
10. Disegnare il cis-1-isopropil-4-metilcicloesano in proiezione di Newman (rispetto ai legami C1-C6 e C3-C4). Effettuare l’inversione d’anello. Indicare qual è tra i due il conformero a più alta energia e spiegare perchè individuando le interazioni che lo rendono meno stabile rispetto all’altro (Potrebbe essere utile rivedere i paragrafi 3.14 e 3.15).
11. Scrivere le strutture a sedia che corrispondono ai due conformeri dell’esercizio 10
12. Scrivere le formule di struttura per le due conformazioni a sedia del cis-1-isopropil-4-metilcicloesano. b) Le due conformazioni sono equivalenti? c) In caso negativo, spiegate quale sia la più stabile. d) Qual è la conformazione preferita all’equilibrio?
13. Scrivere i due isomeri geometrici del 1,4-dimetilcicloesano. Poi, per ciascun isomero geometrico disegnare le due conformazioni a sedia possibili e valutare la stabilità relativa delle due conformazioni a sedia di ciascun isomero geometrico.
14. Dalla tabella che riporta le costanti di equilibrio per i cicloesani monosostituiti (tabella 3.9 del Bruice) si evince che le costanti per gli alogeni sono le seguenti: F 1.5; Cl 2.4; Br 2.2; I 2.2. Fornire una spiegazione plausibile di questi dati sperimentali.
15. Dire se le seguenti coppie di composti sono: isomeri costituzionali, isomeri geometrici, isomeri conformazionali o composti diversi:
Difficoltà a capire e visualizzare le diverse conformazioni?
Be’…è il momento giusto per utilizzare i vostri modellini molecolari. Questi possono aiutarvi tantissimo nel visualizzare la disposizione spaziale degli atomi delle molecole.
Inoltre, di seguito sono disponibili diversi video e risorse interattive (scorrete la pagina dopo i video per trovare i link a queste ultime) che possono esservi di grandissimo aiuto!
E non dimenticate poi di esercitarvi!
Analisi conformazionale dell’etano
Fattore che destabilizza il conformero eclissato: tensione torsionale (repulsione tra gli elettroni di legame di due sostituenti)
Fattore che stabilizza il conformeto sfalsato: iperconiugazione.
Analisi conformazionale del butano
In questo caso entra in gioco anche la tensione sterica (repulsione tra le nuvole elettroniche dei sostituenti)
Analisi conformazionale del cicloesano
Per i cicloalcani dobbiamo prendere in considerazione anche la tensione angolare o d’anello (dovuta alla deviazione dell’angolo dall’angolo tetraedrico).
Nel caso del cicloesano a sedia, l’angolo è di 111°, molto vicino all’angolo tetraedrico.
Perchè la conformazione a sedia è più stabile delle altre?
Cicloesani monosostituiti
Cicloesani disostituiti
Fattori che destabilizzano i conformeri a sedia:
-Interazioni 1,3-diassiali
-Altre interazioni gauche
Risorse interattive:
Proiezioni di Newman del butano e dell’etano: seguendo questi link e cliccando sulle proiezioni di Newman è possibile confrontare quelle sfalsate e quelle eclissate, inoltre, cliccando sulle frecce è possibile visualizzare la rotazione intorno al legame sigma.
Conformazioni del butano (rispetto al legame C2-C3): anche qui è possibile interagire come descritto sopra per visualizzare tutte le diverse conformazioni e l’energia ad esse associata.
Conformazioni del cicloeasano (modalità interattiva: cliccare su conformeri e su frecce, come descritto sopra).
1. Disporre i seguenti cicloalcani in ordine di tensione d’anello (=tensione angolare) crescente:
a) cicloesano
b) ciclopropano
d) ciclobutano
e) ciclopentano
2. Quale delle seguenti affermazioni è una descrizione corretta del conformero più stabile del 1,1,3-trimetilcicloesano?
a) il metile al C-3 è equatoriale
b) C-1 è un carbonio terziario e C-3 è primario
c) C-1 è quaternario e C-3 è secondario
d) il metile al C-3 è assiale
3. Disegnare i due conformeri a sedia dei seguenti composti e dire qual è il più stabile dei due.
a) cis-1-bromo-2-metilcicloesano
b) cis-1-isopropil-2-metilcicloesano
c) trans-1-butil-2-isopropilcicloesano
d) trans-1-terz-butil-2-metilcicloesano
e) trans-1-cloro-4-propilcicloesano.
11. Scrivete il cicloesano trisostituito riportato in basso nelle due conformazioni a sedia indicando dov’è spostato l’equilibrio. Scrivete, inoltre le due conformazioni a sedia in proiezione di Newman guardando la molecola lungo i legami C2-C1 / C4-C5.
12. Per ciascuno dei seguenti composti I) disegnare il conformero a sedia più stabile dell’isomero geometrico più stabile II) dire se si tratta dell’isomero cis o trans:
a) 1-butil-2-metilcicloesano
b) 1-terz-butil-4-metilcicloesano
c) 1,4-dietilcicloesano
13. Dire quali conformeri del cicloesano corrispondono ai minimi e ai massimi di energia (a-g) in questo grafico:
14. Quale delle seguenti proiezioni di Newman corrisponde al trans-1,4-dimetilcicloesano?
15. Contrariamente a quanto detto per la maggioranza dei cicloesani 1,3-disostituiti, il cis-1,3-cicloesandiolo diassale è più stabile del conformero diequatoriale. Fornire una spiegazione plausibile.
16. Quale dei seguenti cicloesani sostituiti presenta il minor numero di interazioni gauche?
17. Confrontare le seguenti strutture e dire che relazione (isomeri di struttura, isomeri geometrici, isomeri conformazionali, ecc.) intercorre tra loro
a e b sono………………….
a e c sono………………….
a e d sono………………….
a ed e sono………………..
b e c sono………………
ecc.
18. Nel conformero a più bassa energia del seguente composto, quanti gruppi alchilici sono assiali?
19. Disegnare il conformero a minor energia del trans-1-isobutil-4-metilcicloesano e del cis-1-isobutil-4-metilcicloesano. Poi, confrontare tra loro i due isomeri geometrici Quale dei due sarà quello più stabile? Perché?
20. Il composto mostrato di seguito è il mentolo, un composto presente negli oli essenziali di diverse piante, ma in particolar ein quello della menta piperita. Disegnare le due conformazioni a sedia del mentolo e stabilire qual è la più stabile.
Correzioni prima prova intercorso
Tutti gli studenti hanno la possibilità di visionare le correzioni della prima prova, utilizzando una delle seguenti modalità:
Al fine di permettere a tutti di esercitare questi diritto, chiedo a tutti di seguire le indicazioni qui riportate e di scegliere una sola delle modalità indicate.
Gli studenti delle fasce gialle e rosse sono fortemente invitati a rispondere al seguente questionario, in quanto sulla base dei risultati della prova e delle loro risposte si decideranno eventuali misure di recupero sugli argomenti oggetto della prima prova: questionario. Sarà possibile rispondere fino alla mezzanotte di domani 23/10.
Esercitazione
Lunedì 30 ottobre in aula B2 dalle 16:00 alle 18:00 si terrà un’esercitazione aggiuntiva in preparazione alla seconda prova intercorso
Regolamento:
Abbiamo visto a lezione che, tra i conformeri sfalsati, in genere è favorito quello anti, essendo quello più stabile (es.: vedi conformazioni del butano lungo il legame C2-C3).
Ci sono però delle eccezioni: ad esempio, nel caso del 2-fluoroetanolo e del 1,2-difluoroetano il conformero gauche è favorito. Fornire una spiegazione plausibile.
You must be logged in to post a comment.