Tutti gli studenti che hanno sostenuto la prima prova di recupero sono ammessi alla seconda prova, che si terrà il 16/02. Gli studenti identificati con il colore verde sono ammessi con sufficienza (verde scuro voti più alti). Gli studenti in giallo e arancione sono ammessi con riserva.
Sarà possibile prendere visione delle correzioni durante il prossimo incontro programmato per il 6 febbraio. In alternativa, è possibile farlo nel corso del ricevimento (che è necessario prenotare utilizzando l’apposito link).
Prova scritta
La prova scritta non è stata superata da nessuno degli studenti che l’hanno sostenuta, i quali hanno ottenuto una votazione inferiore/uguale a 3/30. Ottenere questo risultato indica una scarsissima (se non NULLA) preparazione. Si ricorda che l’esame non è una lotteria da tentare (più o meno) ad ogni appello. Il superamento dell’esame prevede che si raggiungano dei requisiti minimi di sufficienza e non di certo una “collezione” di un certo numero di “tentativi”.
Nel caso si dovessero riscontrare difficoltà nell’affrontare lo studio della Chimica Organica, è possibile prenotare il ricevimento con la docente con la quale sarà possibile individuare le misure da attuare per raggiungere i requisiti di sufficienza necessari per il superamento dell’esame. In ogni caso, il raggiungimento di questo obiettivo non può prescindere da un’azione fondamentale:
Si comunica che l’aula in cui si terranno gli esami orali previsti per la giornata di domani è l’aula L.
Si comunica anche che sono state pubblicate le soluzioni di diversi esercizi (è necessario scaricarle dai commenti ai diversi post e utilizzare la solita password) e dell’ultima challenge. Tra gli esercizi da svolgere, ho dato, tra l’altro priorità a quelli che includevano meccanismi non esplicitati sul libro. In ogni caso, vi ricordo che alcuni meccanismi non sono esplicitati sul libro semplicemente perchè I) ricalcano altri (es. idrolisi estere/transesterificazione) II) sono riportati in altri capitoli (es. primo passaggio della sintesi Kiliani-Fischer= addizione ione cianuro ad aldeidi e chetoni). Le reazioni di cui non sono stati affrontati i meccanismi sono pochissime (es. ossidazione degli alcoli, idrogenazione catalitica)…per chi ha seguito il corso, questa dovrebbe essere un’informazione già acquisita.
In ogni caso, se pensate di non aver chiaro uno dei meccanismi NON ESPLICITATI sul libro, potrete farlo presente utilizzando questo link. Sarà possibile fare questa segnalazione entro venerdì 27/01 (NB: prima vi prego di verificare che esso non sia stato già riportato nelle correzioni agli esercizi).
In serata sarà pubblicata la soluzione della challenge del 19/11. Oltre a questa, non saranno pubblicate ulteriori correzioni, ma in caso di dubbi sarà sempre possibile utilizzare il ricevimento per confrontarsi con la docente.
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 oreper ciascun set.
PRIMO SET
1) Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti
2) Dire se il seguente è un nome IUPAC corretto. Se non lo è, apportare le opportune correzioni: 3-formil-2,5-eptandione
3) Dire quale dei seguenti composti ruota il piano della luce polarizzata
4) 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.
5) Dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i seguenti composti (confrontare a/b; a/c; a/d; b/c; b/d; c/d).
6) Disegnare il conformero gauche del butano.
7) Tra i conformeri del butano, quale si trova al minimo di energia su un diagramma di energia potenziale: a) gauche b) eclissato c) gauche e anti d)anti
8) Metti i seguenti composti in ordine di acidità crescentee motiva la scelta
8) Quale dei seguenti composti è la base più forte? Perché?
9) Quella qui riportata è la struttura della vitamina C
a) Individuare il legame C-C più corto
b) dire quali orbitali molecolari danno luogo al doppio legame C=O e quali orbitali atomici/ibridi sono usati per formare tali orbitali molecolari
c) dire quanti atomi di idrogeno in tutto sono presenti nella molecola
e) individuare gli atomi di carbonio ibridati sp2
SECONDO SET
1) Quali orbitali si formano per sovrapposizione assiale di 2 orbitali sp3 ?Quali orbitali sono invece coinvolti nella formazione di un legame pi-greco?
2) Per gli atomi indicati da una freccia nei seguenti composti, indicare:
5) Riportare la seguente struttura su una proiezione di Newman e su una rappresentazione a cavalletto
6) Individuare il composto meso:
7) 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___________________
8) Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti
9) 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?
10)Disegnare la proiezione di Newman secondo il legame C2-C3 del conformero meno stabile del 2,3-dimetilbutano
11) Mettere gli acidi alogenidrici in ordine di acidità decrescente, motivando la scelta.
12) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente e spiegare sinteticamente il perché:
Cosa fare se si riscontrano difficoltà o se si hanno dubbi: -rivedere gli argomenti problematici (NB: non si possono risolvere gli esercizi senza aver studiato la teoria, per cui sarà necessario studiare e approfondire l’argomento ed eventualmente-successivamente-esercitarsi ulterioremente utilizzando sia gli esercizi del libro sia quelli presenti su questo blog). -contattare il docente: è possibile sia chiedere spiegazioni, sia fare ricevimento (anche in gruppo) o organizzare esercitazioni dedicate
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 oreper ciascun set.
PRIMO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2) Scrivere e attribuire il nome IUPAC al composto di formula C6H12 che possiede solo idrogeni primari e terziari
3)Disegnare il conformero a minore energia del cis-1-terz-butil-4-etilcicloesano e del trans-1- terz-butil-4-etilcicloesano. Poi, confrontare tra loro i due isomeri geometrici. Quale dei due sarà quello più stabile? Perché?
4)Stabilire le configurazioni assolute dei carboni chirali e dire qual è la relazione esistente tra i seguenti composti (enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/isomeri costituzionali/altro).
5) Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente (dal più basico al meno basico) e spiegare sinteticamente il perché:
6) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente e motivare la risposta data
7) Completare la seguente struttura di Lewis e calcolare la carica formale per gli atomi di carbonio e ossigeno. Attenzione: se è possibile avere più strutture di risonanza, scegliere una di quelle che contribuiscono di più all’ibrido di risonanza
8) Analizzare il diagramma di energia libera/coordinata di reazione dell’addizione di HBr al 1-butene e rispondere ai seguenti quesiti.
a) Cosa possiamo dire circa la Keq della reazione? b) Cosa possiamo dire circa il ΔG° della reazione? c) Di quanti stadi si compone la reazione? d) Qual è lo stadio cineticamente determinante? e) Indicare sul grafico l’energia di attivazione relativa allo stadio veloce. f) Cosa sono, rispettivamente B, C e D? g) Disegnare la struttura di C e D h) Spiegare perché la reazione è regioselettiva
9) Mostrarela strategia di sintesi e il meccanismo che permette di ottenere il 2-cicloesenone mediante una reazione di condensazione aldolica
SECONDO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2. Disegnare il 1-sec-butil-4-etil-2-metilciclopentano
3. Identificare il tipo di orbitali (indicati dalle lettere a-g nell’immagine seguente); specificare anche se si tratta di orbitali atomici o molecolari.
4) Indicare il tipo di ibridazione per ognuno degli atomi indicati da una freccia:
5) Cerchiare l’acido più debole e motivare sinteticamente la scelta.
6) Mettere i seguenti composti in ordine di acidità crescente e motivare la scelta:
a) CH3CH2CH2SH b) CH3CH2CH2NH2 c) CH3CH2CH2OH d) CH3CH2CH2CH3
7) Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
8) Dire quale tra le strutture a-d è l’enantiomero del seguente composto:
9) Mostrare le condizioni di reazione, il meccanismo e i prodotti della reazione del ciclopentanone con etanammina
10)Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno.
11. Classifica i seguenti composti o ioni come aromatici, antiaromatici o non aromatici:
TERZO SET
1. La struttura di seguito riportata è quella della chinina. Osservare gli atomi e i legami indicati da lettere e numeri e completare le seguenti frasi o rispondere alle seguenti domande
I) La coppia solitaria dell’atomo di azoto a si trovano in un orbitale_______; quella dell’atomo di azoto b si trova in un orbitale_______
II) Osservare il legame indicato dalla c ed indicare il tipo di orbitale/i molecolare/i:
2. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
3. Quali dei seguenti composti non è otticamente attivo? NB: è possibile scegliere più opzioni
a) (2S,3S)-2,3-dibromobutano
b) (2R,3S)-2,3-dibromopentano
c) (2S,3R)-2,3-dibromobutano
d) (1S,2R)-1,2-diclorociclopentano
4) Scrivi il (2R,3S)-2-bromo-3,4-dimetilpentano in proiezione di Fischer. Scrivi, poi, la proiezione di Newman lungo il legame C2-C3 del conformero a minore energia.
5) a. Individuare gli idrogeni più acidi in ciascuno dei seguenti composti. b. ordinare i seguenti composti in ordine di acidità crescente a) 3-ossobutanoato di metile b) acetone (=propanone) c) 2,4-pentandione d) etanoato di metile
6) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal (S)-3-metilciclopentene. Se quello ottenuto non è l’unico prodotto di reazione, indicare gli ulteriori altri prodotti formati, dire in che relazione sono col prodotto riportato e indicare se si formano o meno in quantità equimolari rispetto a quest’ultimo. NB: se non si formano ulteriori prodotti, scrivere “nessuno” nella casella dedicata.
7) Indicare le condizioni di reazione ottimali per ottenere la seguente trasformazione e mostrare il meccanismo di reazione:
8) Scrivere la struttura di un trigliceride semplice in cui il glicerolo (1,2,3-propantriolo) è esterificato con un acido grasso a 18 atomi di carbonio
Cosa fare se si riscontrano difficoltà o se si hanno dubbi: -rivedere gli argomenti problematici (NB: non si possono risolvere gli esercizi senza aver studiato la teoria, per cui sarà necessario studiare e approfondire l’argomento ed eventualmente-successivamente-esercitarsi ulterioremente utilizzando sia gli esercizi del libro sia quelli presenti su questo blog). -contattare il docente: è possibile sia chiedere spiegazioni, sia fare ricevimento (anche in gruppo) o organizzare esercitazioni dedicate
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…
1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, al seguente composto
2. Illustrare le regole di Cahn-Ingold-Prelog 3. Sintetizzare il composto in 1, utilizzando solo acetone e propanoato di etile come fonti di atomi di carbonio. Mostrare la strategia sintetica e tutti i meccanismi (se sono tra quelli studiati). 4. Quale sarà l’idrogeno più acido nel composto 1? Cosa si ottiene quando questo idrogeno viene strappato da una base? 5. Se confrontiamo tra loro i due substrati in 3, quale sarà il più acido? Perchè? 6. A partire dal propanoato di etile, ottenere l’acido propanoico. In che condizioni è possibile farlo? Descrivere e chiarire tutti i metodi conosciuti. 7. Per quanto concerne gli acidi carbossilici, in molti casi è necessario attivare il gruppo carbossilico. Spiegare perchè e illustrare i metodi utilizzati dai chimici e i metodi utilizzati nei sistemi biologici. 8. A differenza dei derivati degli acidi carbossilici, aldeidi e chetoni non subiscono reazioni di sostituzione nucleofila acilica. Chiarire perchè e introdurre la reattività di aldeidi e chetoni. 9. Mostra il prodotto della reazione del 6-idrossi-2-esanone con etanolo in ambiente acido. 10. In 9 osserviamo una reazione intramolecolare. Quali parametri dobbiamo controllare per favorire la reazione intramolecolare rispetto a quella intermolecolare? Perchè? 11. Il composto ottenuto in 9 è un eterociclo. Quale sarà il nome IUPAC? 12. Fai degli esempi di eterocicli aromatici a 5 e 6 termini, descrivendo nei dettagli la loro struttura e le loro proprietà. 13. Un esempio di eterociclo aromatico è la pidirina: dire se è o meno un composto basico e motivare la risposta. 14. Confrontare la basicità della piridina con quella della piperidina (=azacicloesano) e della 3-metilpiridina. Mettere i tre composti in ordine di basicità crescente, motivando la scelta. 15. La piperidina di cui si parla in 14, è un’ammina. Che tipo di ammina è? Quale sarà la sua reattività? 16. A proposito di ammine, a cosa facciamo riferimento quando parliamo di inversione delle ammine? 17. Come sintetizzeresti la 1-propanammina mediante sintesi di Gabriel? 18. Nella sintesi di Gabriel, usiamo un alogenuro alchilico di che tipo? Perchè? 19. Quale sarà il prodotto di eliminazione E2 dal (2R,3R)-2-bromo-2,3-dimetilesano? E da un suo diastereoisomero? NB: è necessario seguire la stereochimica nel corso della reazione. 20. Perchè un alchene più sostituito è più stabile? 21. Immaginiamo di voler sintetizzare il 3-metil-2-butanolo a partire dal 3-metil-1-butene. Quale/i reazione/i utilizzeresti? Perchè dobbiamo escludere uno dei meccanismi studiati che in teoria dovrebbero dare questo prodotto come prodotto principale? 22. Uno dei meccanismi plausibili per la trasformazione di cui si parla in 21 prevede la sintesi di un epossido. Mostrare il meccanismo e poi parlare della reattività degli epossidi. 23. Dire chi reagisce più velocemente in una E2, tra (1R,2R,4S)- e (1R,2R,4S)-1-bromo-4-isopropil-2-metilcicloesano e spiegare perchè. 24. Confrontare tra loro gli alcani ciclici a 3,4,5 e 6 termini e valutarne la stabilità. 25. Nel caso dei cicloesani sostituiti in 23, scrivere per ciascuno degli stereoisomeri il conformero più stabile, argomentando la risposta data. 26. Fai un esempio di disaccaride riducente e un esempio di disaccaride non riducente. 27. Confronta tra loro amilosio e cellulosa. 28. Illustra la strategia e il meccanismo per la sintesi del dipeptide Ala- Gly (R=-CH3 per alanina e -H per glicina) 29. Come è fatto un nucleotide? 30. Perchè il legame fosfoanidridico, presente nell’ATP, è un legame ad “alta energia”?
Raccomando a tutti gli studenti interessati all’esercitazione in questione la compilazione del questionario, in modo da mettere in evidenza problemi e lacune da colmare
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 oreper ciascun set.
PRIMO SET
1) Proporre la struttura di una molecole che soddisfi i seguenti criteri: contiene 2 atomi di carbonio ibridati sp2 e 2 atomi di carbonio ibridati sp3. Dire quali sono la geometria e gli ancoli di legame di ciascun carbonio.
2) Scrivere la struttura di Lewis dello ione solfato. Attenzione: se è possibile avere più strutture di risonanza, scegliere una di quelle che contribuiscono di più all’ibrido di risonanza. Calcolare le cariche formali di ciascun atomo.
3)Rispondere ai seguenti quesiti:
a) A quale valore di pH la concentrazione della forma basica di un composto con pKa 5.2 è 100 volte maggiore rispetto alla forma acida? c) A quale valore di pH il 50% di un composto con pKa 6.4 si troverà in soluzione nella forma basica?
4) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente e spiegare sinteticamente il perché:
a) CH3CH2CH2SH b) CH3CH2CH2NH2 c) CH3CH2CH2CH3 d) CH3CH2CH2OH
5) Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti
6) Rappresentare la struttura a segmenti e attribuire il nome IUPAC ad un composto di formula molecolare C10H20 che contiene solo H primari e terziari.
7)Scrivere i seguenti composti in proiezione di Fischer e rispondere alle domande I e II:
a) (2S,3S)-2,3-dibromobutano
b) (2R,3S)-2,3-dibromobutano
c) (2S,3R)-2,3-dibromobutano
d) (2R,3R)-2,3-dibromobutano
I) Quali composti sono otticamente attivi?
II) Dire qual è la relazione esistente tra le seguenti coppie di composti (enantiomeri/diastereoisomeri/ isomeri geometrici/isomeri conformazionali/ stesso composto/isomeri costituzionali/altro):
a e b sono_____________________
a e c sono_____________________
a e d sono_____________________
b e c sono_____________________
8) Quale delle seguenti strutture corrisponde al (2S,3S)-2-cloro-3-metilesano?
9) Disegnare il trans-1-isopropil-3-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
10) Scrivere le proiezioni di Newman della conformazione anti e delle due conformazioni eclissate dell’1,2-diiodoetano. Quale delle due conformazioni eclissate ha energia maggiore?
SECONDO SET
1) Ordina i seguenti alcani secondo il punto di ebollizione crescente: I) esano II) ottano III) 2-metilpentano IV) 2,2-dimetilbutano
2) Dire quali sono l’ibridazione, la geometria e l’angolo di legame del catione metile.
3)Quale delle seguenti affermazioni è falsa? Un orbitale molecolare sigma a) può derivare dalla sovrapposizione laterale di due orbitali atomici p b) può derivare dalla sovrapposizione testa-testa di due orbitali atomici p c) può derivare dalla sovrapposizione di due orbitali atomici s d) può derivare dalla sovrapposizione di un orbitale atomico s e un orbitale atomico p e) può essere sia di legame sia di antilegame
4. Indicare il tipo di ibridazione per ognuno degli atomi indicati da una freccia. Dire qual è il legame singolo C-C più corto?
5) Dire quale atomo nella seguente molecola può essere più facilmente deprotonato
6) Metti i seguenti composti in ordine di basicità crescentee motivare la scelta
7) Scrivi il prodotto della seguente reazione acido-base e indica la direzione dell’equilibrio
8) Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti
9) Rappresentare la struttura a segmenti dei seguenti composti:
a) 4-metil-2-metossi-3-esanolo b) N,N,3-trietilciclopentanammina
10) Il seguente grafico mostra l’energia potenziale al variare dell’angolo diedro, guardando il legame C-C della molecola di 1-bromo-1-cloro-2-fluoroetano. Completare le proiezioni di Newman ed elencare il tipo di tensione presente in ciascuna di esse
11) Dire quali dei seguenti composti ruotano il piano della luce polarizzata
12) Dire qual è la relazione esistente tra i seguenti composti (enantiomeri/diastereoisomeri/ isomeri geometrici/isomeri conformazionali/ stesso composto/isomeri costituzionali/altro)
a e b sono________________________________ a e c sono________________________________ b e c sono________________________________
13) Quale delle seguenti affermazioni è vera per qualsiasi enantiomero S?
Cosa fare se si riscontrano difficoltà o se si hanno dubbi: -rivedere gli argomenti problematici (NB: non si possono risolvere gli esercizi senza aver studiato la teoria, per cui sarà necessario studiare e approfondire l’argomento ed eventualmente-successivamente-esercitarsi ulterioremente utilizzando sia gli esercizi del libro sia quelli presenti su questo blog). -contattare il docente: è possibile sia chiedere spiegazioni, sia fare ricevimento (anche in gruppo) o organizzare esercitazioni dedicate
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 argomentii…e a breve altre 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.
Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, al seguente composto
2. Quanti stereoisomeri sono possibili per il composto riportato in 1? 3. Disegna le proiezioni di Newman dei due conformeri a sedia del cis-1,3-dimetilcicloesano e del trans-1,3-dimetilcicloesano. Quali conformeri predominano all’equilibrio? 5. Scrivi la struttura del D-glucosio e attribuisci la configurazione assoluta a ciascuno dei carboni chirali. 6. Mostra la ciclizzazione del D-glucosio a D-glucopiranosio e spiega il fenomeno della mutarotazione. 7. Considerando che il galattosio è l’epimero in 4 del glucosio, cosa sono tra di loro, dal punto di vista della stereochimica, l’alfa-D-galattopiranosio e il beta-L-glucopiranosio? 8. Chiarisci a cosa fa riferimento la notazione D/L utilizzata sia per i carboidrati, sia per gli amminoacidi. 9. A proposito di amminoacidi, la catena laterale della lisina è -CH2CH2C(=O)NH2. I tre valori di pKa sono, nell’ordine 2.18, 8.95, 10.79 (l’ultimo è quello del gruppo ionizzabile in catena laterale). Scrivere l’amminoacido in proiezione di Fischer nella forma prevalente a pH 1.2, 4.3, 9.8, 12. 10. Sulla base delle informazioni in 9, quale sarà il punto isoelettrico della lisina? 11. Come si chiama il gruppo funzionale presente in catena laterale nella lisina? 12. Elencare i derivati degli acidi carbossilici in ordine di reattività crescente in una reazione di sostituzione nucleofila acilica, motivando la risposta. 13. I nitrili sono molto utili nella sintesi. Mostrare il meccanismo di idrolisi di un nitrile, in particolare del propanonitrile, indicando anche le condizioni di reazione. 14. A partire dal composto sintetizzato in 13, mostrare come, in più passaggi, è possibile ottenere il 2-metil-2-propossibutano utilizzando come ulteriore fonte di atomi di carbonio solo un reattivo di Grignard. 15. A partire dal composto sintetizzato in 13, ottenere un’aldeide, un estere, un chetone (NB: potrebbero essere necessari più passaggi). Poi, per ciascun composto, dindividuare l’idrogeno più acido. Infine, mettere i composti ottenuti e il composto iniziale in ordine di acidità crescente, motivando la scelta. 16. A partire dall’aldeide sintetizzata in 15, mostrare il meccanismo e il prodotto di condensazione aldolica. 17. A partire dall’estere e dal chetone sintetizzati in 15, mostrare il meccanismo e il prodotto della condensazione di Claisen mista. 18. Nel caso della condensazione aldolica, utilizziamo quantità catalitiche di base. Invece, nel caso della condensazione di Claisen ne utilizziamo quantità equivalenti. Spiegare perchè. 19. Il prodotto di addizione aldolica disidrata anche in condizioni basiche, riscaldando la soluzione. Se il prodotto ha un sistema coniugato esteso, la disidratazione avviene ancora più facilmente. Spiegare perchè. 20. A proposito di sistemi coniugati, spiegare la stabilità di un sistema coniugato (es. 1,3-butadiene) secondo la teoria degli orbitali molecolari. 21. Sia un carbocatione sia un radicale benzilico sono stabilizzati per risonanza. Mostare in che modo, disegnando un esempio di ciascuno e scrivendo tutte le possibili strutture di risonanza. 22. Spiegare perchè gli alogenuri vinilici e arilici non subiscono nè reazioni SN1 nè reazioni SN2. 23. A proposito di reazioni di sostituzione, gli alcoli possono essere trasformati in alogenuri alchilici, utilizzando le opportune condizioni di reazione. Illustrare tutti i metodi studiati. 24. Uno dei metodi cui si fa riferimento in 23 prevede l’utilizzo del cloruro di tionile. Questo, come altri metodi utilizzati, funziona bene con gli alcoli primari e secondari, mentre le reazioni con gli alcoli terziari danno rese molto scarse. Spiegare perchè. 25. Le reazioni di sostituzione e di eliminazione sono in competizione. Immaginiamo di avere un alogenuro alchilico terziario. Quali condizioni di reazione dobbiamo utilizzare per favorire la sostituzione? Con quale meccanismo avviene? E l’eliminazione? 26. Perchè parliamo di reazioni E1 ed E2? 27. Mostrare una strategia e un meccanismo di sintesi che da (R)-2-bromobutano porti alla sintesi di 2,3-diclorobutano non otticamente attivo, ma che può essere separato in due composti otticamente attivi mediante una classica analisi cromatografica (NB: sono necessari più passaggi ed è necessario seguire la stereochimica nel corso della reazione). 28. Quali altri prodotti si possono ottenere da 27? Questi ruoteranno il piano della luce polarizzata? Perchè? 29. Per ciascuna reazione effettuata in 27, disegnare il diagramma che mostra il livello di energia in funzione della coordinata di reazione, completo di intermedi di reazione e stati di transizione. 30. Introduci i lipidi.
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 oreper ciascun set.
PRIMO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2) Scrivere, in proiezione di Fischer, il (2R,3R)-2-bromo-3-metil-2-esanolo
3)Stabilire le configurazioni assolute dei carboni chirali e dire qual è la relazione esistente tra i seguenti composti (enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/isomeri costituzionali/altro).
a e b sono________________________________ a e c sono________________________________ b e c sono________________________________
4)Completare la seguente struttura di Lewis e calcolare la carica formale per gli atomi di carbonio, azoto e ossigeno. Attenzione: se è possibile avere più strutture di risonanza, scegliere una di quelle che contribuiscono di più all’ibrido di risonanza
5)Cerchiare la/le molecola/e che ha/hanno momento dipolare nullo
6) Quello riportato di seguito è il diagramma delle variazioni di energia potenziale rispetto all’angolo diedro per l’1,2-dibromoetano.
a) A cosa corrispondono B,D,F? b) Disegnare le proiezioni di Newman di tutti i conformeri sfalsati, indicandoli con la lettera corrispondente sul grafico c) Discutere dei fattori che giustificano la minore energia potenziale dei conformeri più stabili.
7) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente (dal più acido al meno acido) e spiegare sinteticamente il perché:
8) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal 2-metil-2-butene. Se quello ottenuto non è l’unico prodotto di reazione, indicare gli ulteriori altri prodotti formati, dire in che relazione sono col prodotto riportato e indicare se si formano o meno in quantità equimolari rispetto a quest’ultimo. NB: se non si formano ulteriori prodotti, scrivere “nessuno” nella casella dedicata.
9) Scrivere i prodotti delle seguenti reazioni
10) Mostrare il meccanismo della prima reazione dell’esercizio 9
SECONDO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica (se esplicitata nella struttura), ai seguenti composti:
2. Scrivere la formula condensata di un isomero strutturale del 2,3-dimetilpentano
3. La struttura di seguito riportata è quella della chinina. Osservare gli atomi e i legami indicati da lettere e numeri e completare le seguenti frasi o rispondere alle seguenti domande
I) Le coppie solitarie dell’atomo di ossigeno a si trovano in orbitali_______; quella dell’atomo di azoto b si trova in un orbitale_______ II) Osservare il legame indicato dalla c e indicare il tipo di orbitale/i molecolare/i: III) Quali orbitali atomici si sovrappongono per formare il legame c? IV) Qual è il legame più corto tra quelli indicati dai numeri da 1 a 4?
4) Cerchiare la base più debole e motivare sinteticamente la scelta.
5) Quali dei seguenti composti è otticamente attivo? NB: è possibile scegliere più opzioni
a) (3R,4S)-3,4-dibromoesano
b) (2R,3S)-2,3-dibromopentano
c) (2R,3R)-2,3-dibromobutano
d) (1S,2R)-1,2-diclorociclopentano
6) Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
7) Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi del seguente composto. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.
8) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazione o i prodotti mancanti nei riquadri. Evidenziare la stereochimica quando opportuno.
9) Scrivere il D-glucopiranosio
TERZO SET
1.Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2. Disegnare il 2-terz-butil-4-etil-1-metilcicloesano. Qual è il numero massimo di stereoisomeri possibili con questa struttura? Disegnare il conformero più stabile dello stereoisomero più stabile.
3. Completare la reazione e dire dove è spostato il seguente equilibrio
4) Disporre i seguenti composti in ordine di basicità crescente e motivare la risposta data
5) Quella di seguito riportata è la struttura dell’amminoacido triptofano. Dire come sono ibridati gli eteroatomi
6) Dire quale tra le strutture a-d rappresenta l’enantiomero del seguente composto:
7) Scrivere tutte le strutture limite di risonanza del seguente carbocatione
8) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno
9) Mostrare le condizioni di reazione e il meccanismo per ottenere il 2-metil-2-butanolo a partire dall’opportuno cloruro acilico
10) Di seguito è riportata la curva di titolazione per l’amminoacido arginina, insieme alla struttura dell’amminoacido a pH<2. Scrivere la forma zwitterionica e dire a quale valore di pH è presente.Quale sarà la struttura a pH>13?
Cosa fare se si riscontrano difficoltà o se si hanno dubbi: -rivedere gli argomenti problematici (NB: non si possono risolvere gli esercizi senza aver studiato la teoria, per cui sarà necessario studiare e approfondire l’argomento ed eventualmente-successivamente-esercitarsi ulterioremente utilizzando sia gli esercizi del libro sia quelli presenti su questo blog). -contattare il docente: è possibile sia chiedere spiegazioni, sia fare ricevimento (anche in gruppo) o organizzare esercitazioni dedicate
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 oreper ciascun set.
PRIMO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2) Individuare quali (sono possibili più opzioni) tra le strutture mostrate in basso corrispondo alla struttura del seguente composto:
3)Quali tra i composti a-d dell’esercizio precedente ruotano il piano della luce polarizzata
4)Dire quali dei seguenti è il corretto ordine di punto di ebollizione crescente per i composti indicati:
5)Descrivi ibridazione, geometria e angolo di legame per gli atomi indicati da freccia nella seguente struttura:
6) Qual è tra i seguenti il conformero più stabile del 3-metil-1-butanolo?
7) Il pKa di un idrogeno legato ad un carbonio ibridato sp3 è >60, mentre quello di un H legato ad un C ibridato sp3 in alfaad un gruppo aldeidico è intorno a 16. Spiegare brevemente perchè
8) Il prodotto principale della reazione di idratazione acido catalizzata del seguente composto è diverso rispetto al prodotto principale della reazione di ossimercuriazione/riduzione. Mostrare il meccanismo delle due reazioni, mettendo in evidenza i fattori che determinano la formazione di due prodotti diversi.
9) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazione o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica quando opportuno.
10) Il pI della leucina (R = 2-metilpropile) è 6,01. Scrivere l’amminoacido a pH = 4,75; pH = 6,01; pH = 8,00.
SECONDO SET
1. Attribuire il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, ai seguenti composti:
2. Indicare se le seguenti coppie di strutture sono enantiomeri, diastereoisomeri, isomeri strutturali o composti identici.
3. Elencare i seguenti idrogeni in ordine di acidità crescente (dal valore più basso a quello più alto)e motivare la scelta
4) Disegnare il conformero a sedia più stabile del trans-1-isopropil-4-metilcicloesano. Spiegare brevemente i fattori che rendono questo conformero più stabile rispetto a quello che si ottiene effettuando l’inversione della sedia
5)Quali dei seguenti carbocationi non vanno incontro a riarrangiamento? (Sono possibili più opzioni)
6) Illustrare, mediante l’uso delle frecce ricurve, il movimento degli elettroni delocalizzati e indicare con una X quale delle due strutture di risonanza ha minore energia.
7) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazione o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica quando opportuno.rivere i prodotti delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno
8) Mostrare il meccanismo e il prodotto della seguente reazione
9) Scrivere l’epimero in 2 dell’ L-glucosio in struttura lineare e in proiezione di Haworth
TERZO SET
1.Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica, al seguente composto:
2. Scrivere e attribuire il nome IUPAC al composto di formula C6H10 che possiede due carboni terziari e quattro carboni secondari.
3. Quale delle seguenti strutture corrisponde al (2S,3S)-2-bromo-3-cloroesano?
4) Quali dei seguenti composti è otticamente attivo? NB: è possibile scegliere più opzioni
a) (2S,3S)-2,3-diclorobutano
b) (2S,3R)-2,3-dicloropentano
c) (2S,3R)-2,3-diclorobutano
d) (1S,2S)-1,2-diclorociclopentano
5) Nella seguente figura, alcuni dei legami sono indicati da freccia e da una lettera.
1) Etichettare i legami a-d come singoli, doppi o tripli; 2) indicare il tipo di orbitale/i molecolare/i; 3) dire quali orbitali atomici sono coinvolti nella formazione del legame. 4) Considerando tutti i legami singoli della molecola (ed escludendo i legami C-H) qual è il legame più corto?
6) Che cosa rappresentano (a), (b) e (c) nel seguente diagramma di energia?
7) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente e giustificare la scelta
8) Prevedere i prodotti principali di reazione E2 del 1-cloro-1-metil- cicloesano rispettivamente con metossido di sodio e con terz-butossido di potassio
9)Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni
10) Mostrare il meccanismo e i prodotti della reazione del ciclopentanone con etanolo in ambiente acido
11) L’L-mannosio è l’epimero in 2 dell’L-glucosio. Scrivere il beta-L-mannopiranosio
Cosa fare se si riscontrano difficoltà o se si hanno dubbi: -rivedere gli argomenti problematici (NB: non si possono risolvere gli esercizi senza aver studiato la teoria, per cui sarà necessario studiare e approfondire l’argomento ed eventualmente-successivamente-esercitarsi ulterioremente utilizzando sia gli esercizi del libro sia quelli presenti su questo blog). -contattare il docente: è possibile sia chiedere spiegazioni, sia fare ricevimento (anche in gruppo) o organizzare esercitazioni dedicate
Chimica Organica-DiSTABiF 