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CdL Scienze Biologiche-Avviso ricevimento del 19/12

Dato l’impegno della docente in commissione di Laurea nel pomeriggio del 19 non sarà possibile fare ricevimento negli orari fissati.

Chi aveva prenotato col solo scopo di visionare la prova, potrà farlo domani nel corso della pausa durante la lezione.
Tutti gli altri dovranno contattare la docente via email per fissare un appuntamento in un orario diverso.


Materiale didattico integrativo su composti carbonilici

Qui è possibile scaricare:

a) Schema relativo alle reazioni dei derivati degli acidi carbossilici*
b) Schema relativo alle reazioni degli acidi carbossilici con i nucleofili al carbonio e con gli idruri*
c) Linee guida per la sintesi multistadio e l’analisi retrosintetica (con focus su analisi retrosintetica dei prodotti di condensazione di composti carbonilici).

*Per i meccanismi e le specifiche condizioni di reazione, si rimanda al libro

NB: per ora, vi interessano solo i punti a-b); il punto c riguarda argomenti non ancora affrontati a lezione

Reazioni di sostituzione nucleofila acilica e di addizione nucleofila ai composti carbonilici

PRIMA DI SVOLGERE QUESTI ESERCIZI è NECESSARIO STUDIARE I CAP. 15 e 16 (in parte) del Bruice, Inoltre, molti degli esercizi di questo post richiedono conoscenze pregresse

1) Indicare i prodotti della reazione dell’acetone (=propanone) e dell’acetato di etile con i seguenti composti (se la reazione avviene). Indicare le opportune condizioni di reazione e mostrare il meccanismo.
a) metanammina
b) dimetilammina
c) metanolo
d) bromuro di etilmagnesio
e) NaBH4

1) Come si potrebbero sintetizzare i seguenti composti mediante una reazione tra un aldeide o un chetone e un reattivo di Grignard?

a) 2-pentanolo
b) 1-butanolo
c) 1-fenilcicloesan-1-olo
Mostrare i meccanismi di reazione
 

3) Indicare il reattivo di Grignard e il composto carbonilico opportuni per ottenere i seguenti alcoli. Quando sono possibili più strategie, mostrarle tutte. Mostrare il meccanismo e indicare la stereochimica dei prodotti, se opportuno.
a) 1-esanolo
b) 2-esanolo
c) 1-cicloesil-1-pentanolo
d) 1-etilcicloesan-1-olo
e) 2-ciclopentil-2-propanolo

4) Il carbonio carbonilico del propanale viene attaccato dallo ione cianuro. Quale saranno gli orbitali HOMO e LUMO coinvolti nella reazione?

5) Spiegare perchè delle due reazioni mostrate in basso la prima avviene velocemente e la seconda non avviene

6) Il paracetamolo, N-(4-idrossifenil)acetammide, è un farmaco ad azione analgesica ed antipiretica molto utilizzato. Tachipirina ed Efferalgan sono i nomi commerciali più conosciuti dei farmaci che lo contengono. il paracetamolo può essere preparato per acetilazione selettiva del gruppo amminico del 4-amminofenolo con anidride acetica in H2O (vedi figura). Proporre il meccanismo di reazione utilizzato nella sintesi del paracetamolo a partire dal 4-amminofenolo.

7) Completare il seguente schema:

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

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

10) Partendo da acido acetico (=acido etanoico) indicare le condizioni e il meccanismo di reazione (quando possibile) per ottenere i seguenti composti (in alcuni casi potrebbero essere necessari più passaggi, che prevedono anche reazioni già studiate):
a) cloruro di acetile
b) anidride acetica
c) acetato di etile
d) N-metilacetammide
e) etanolo
f) 2-metil-2-propanolo
g) 2-metil-1-propanolo
h) etanale

Reazioni di sostituzione nucleofila acilica

Per affrontare questi esercizi è INDISPENSABILE aver studiato il cap 15 del Bruice.

1) Mostrare il meccanismo e i prodotti delle seguenti reazioni

2) Partendo dall’opportuno cloruro acilico, sintetizzare i seguenti composti 

3) Ordina i seguenti composti per reattività crescente in una reazione di sostituzione nucleofila acilica, giustificando la risposta

4) Partendo da acido acetico (=acido etanoico) indicare le condizioni e il meccanismo di reazione (quando possibile) per ottenere i seguenti composti:
a) cloruro di acetile
b) anidride acetica
c) acetato di propile
d) N-metilacetammide

5) Mostrare come è possibile sintetizzare l’acido pentanoico a partire dall’1-bromopropano

6) La sintesi di Gabriel è utilizzata per la sintesi di ammine primarie. Mostrare il meccanismo di formazione della propanammina a partire dall’opportuno alogenuro alchilico e dalla ftalimmide di potassio. Proporre un meccanismo plausibile per l’idrolisi acido-catalizzata della ftalimmide N-sostituita

7) In figura sono riportate le strutture della morfina e dell’eroina. La seconda molecola può essere ottenuta per semi-sintesi* a partire dalla prima mediante una reazione di sostituzione nucleofila acilica. Individuare le modifiche strutturali necessarie e proporre una strategia per ottenere l’eroina a partire dalla morfina

*produzione di composti organici a partire da sostanze organiche naturali che vengono solo parzialmente modificate in laboratorio

8) Proporre un meccanismo per la seguente trasformazione:

Nomenclatura composti carbonilici e composti polifunzionali

Prima di affrontare questi esercizi, prendere visione del materiale didattico pubblicato…

…e fare gli esercizi dei set precendenti:

Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti.

PRIMO SET:
In questo set di esercizi, troverete il gruppo aldeidico o il gruppo chetonico come gruppi funzionali non prioritari. In questo caso vanno indicati come sostituenti.
Questo è il caso quando nella molecola sono presenti anche gruppi funzionali relativi ai derivati degli acidi carbossilici (esempi a-c). O quando il gruppo aldeidico o chetonico sono ripetuti, ma presenti in due unità strutturali diverse (esempio f), per cui non possono essere tutti inclusi nella catena principale.
Inoltre, tra il gruppo aldeidico e quello chetonico, il primo ha priorità (g-h).
A seconda dei casi (vedi materiale didattico per ulteriori chiarimenti) dovremo usare “-osso” (=O) o formil (HC=O).

SECONDO SET:

Qui troverete il gruppo ammidico come sostituente.
Questo è il caso in cui oltre a questo gruppo funzionale è presente uno qualsiasi dei gruppi funzionali degli altri derivati degli acidi carbossilici (che avranno priorità).
Possiamo avere due casi diversi. Infatti il legame con la catena principale, in questo caso, potrebbe avvenire o attraverso il carbonio (a-b) o attraverso l’eteroatomo (c). Vedi le dispense per ulteriori chiarimenti sulla nomenclatura da usare in ciascun caso.

TERZO SET:

Qui troverete il gruppo C(=O)Cl come sostituente. Questo è il caso in cui sono presenti altri gruppi funzionali prioritari (gruppo estereo o carbossilico).

QUARTO SET:

Gruppo estereo come sostituente. Questo è il caso in cui nella molecola c’è un anche un gruppo carbossilico (che ha priorità rispetto al gruppo estereo). Come nel caso del gruppo ammidico, il legame con la catena principale può avvenire o attraverso il carbonio (a) o attraverso l’eteroatomo (b)

QUINTO SET:

Il gruppo carbossilico sarà denominato come un sostituente solo quando è ripetuto più volte nella stessa molecola, ma non può essere incluso tutte le volte nello scheletro principale (e quindi non possiamo usare il suffisso -dioico, -trioco, etc.).
Esempio:

NB: anche nel caso degli altri derivati degli acidi carbossilici, quando i gruppi funzionali sono ripetuti più volte ma non possono per qualsiasi motivo essere tutti inclusi nello scheletro principale, quelli presenti sulle ramificazioni vanno indicati come sostituenti.

SESTO SET

Esercizi misti.
Prima di procedere con questo set, si consiglia di prendere visione delle dispense già citate sopra (dove troverete anche indicazioni su come indicare il benzene come sostituente) e dei seguenti esercizi svolti: Esercizi svolti I, Esercizi svolti II
NB: fate attenzione ai commenti presenti nel file “Esercizi svolti I” relativi alle correzioni in accordo con l’aggiornamento delle regole IUPAC. Per visualizzare detti commenti, cliccate sul fumetto (si aprirà un commento come mostrato nello screenshot sotto) o aprite la sezione commenti nel file pdf.

Tralasciare la lettera H dell’esercizio 4!

Esercizio 1


Esercizio 2


Esercizio 3

Esercizio 4


Nomenclatura di composti organici mono- e polifunzionali


Con lo studio della nomenclatura dei composti carbonilici, è arrivato il momento di mettere insieme tutte le regole studiate fino ad ora per poter essere in grado di attribuire il nome IUPAC a molecole anche complesse.
Nello schema qui riportato, bisogna modificare la prima domanda in “il composto contiene un gruppo funzionale prioritario”?

Sarà il gruppo funzionale prioritario a determinare lo scheletro principale e il verso di numerazione.

Ai fini della nomenclatura, una volta individuato il gruppo funzionale prioritario, tutti gli altri gruppi funzionali vanno considerati alla stregua di sostituenti e vanno indicati come prefissi (fanno eccezione i legami multipli).

NB: in un ciclo, il gruppo funzionale prioritario sarà sul carbonio 1. La numerazione procede nel verso che dà all’eventuale legame multiplo il numero più basso; se non ci sono legami multipli, si procede nella direzione che dà al primo sostituente il numero più basso. Su una catena lineare, invece, si deve partire da una delle estremità e si sceglierà la direzione che dà al carbonio che lega il gruppo funzionale prioritario il numero più basso possibile.

Per cominciare, diamo una rispolverata alle regole di nomenclatura di alcani e cicloalcani ramificati.

Ora siamo pronti per attribuire il nome a composti organici monofunzionali e polifunzionali (SCARICA DISPENSA QUI).

Nella dispensa che è possibile scaricare utilizzando il link precedente troverete anche indicazioni su come indicare la presenza di gruppi carbonilici come sostituenti (vedere paragrafo Prefissi da usare quando è presente un gruppo funzionale terminale non prioritario).

NB: troverete qui riferimenti a gruppi funzionali che non abbiamo ancora studiato…per ora concentratevi su quelli già introdotti a lezione!


ATTENZIONE: Non tutte le regole qui riportate sono aggiornate in accordo con le indicazioni IUPAC 2013, dato che le regole utilizzate prima dell’ultima revisione sono ancora ampiamente utilizzate.

Tutti gli aggiornamenti già introdotti possono essere consultati ai link seguenti:

Weekend Organic Chemistry Challenge

Regolamento:

  • Vincerà la sfida chi risponderà per primo CORRETTAMENTE al seguente quesito.
  • La risposta dovrà essere inserita nel seguente modo: 1. inserendo il proprio nome e cognome come commento al post 2. caricando la foto/immagine/pdf che rappresenta la struttura richiesta utilizzando l’apposito link presente nel post. Per commentare è necessario essere registrati al blog ed aver effettuato il login!
  • Ognuno può rispondere solo una volta per ogni quesito (anche in presenza di più di un commento pubblicato dalla stessa persona, soltanto il primo sarà preso in considerazione).
  • Il tempo massimo a disposizione sarà di 24h dalla pubblicazione del post.
  • Il vincitore (4 punti) sarà annunciato giovedì a lezione.


Proporre un meccanismo plausibile per la seguente reazione:

Proporre la struttura dell’alcol di partenza

Carica la tua risposta seguendo il link seguente (clicca su “answer”)…e non dimenticarti di commentare il post!


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