Category Archives: Uncategorized

BENZENE: ESERCIZI DI RICAPITOLAZIONE

Esercizio n. 1

La meclizina è un antiemetico. Essa può essere prodotta attraverso la seguente serie di reazioni:

Scrivere i reagenti e le condizioni di reazione per tutti gli stadi A-F

Esercizio n. 2

proporre la sintesi del 4-fenil-3-buten-2-one mediante una reazione di condensazione della benzaldeide. Sintetizzare la benzaldeide a partire dal benzene.

Esercizio n. 3

L’1-(3-clorofenil)propanone è un sintone nella sintesi del buproprione, il cui sale cloridrato è l’antidepressivo Welbutrina. (a) Proporre una sintesi di questo sintone a partire dal benzene. (b) Ipotizzare una sintesi del buproprione a partire da questo sintone.

Esercizio n. 4

Di seguito è riportata la sintesi dell’antidepressivo Venlafaxina:

Scrivere i reagenti e le condizioni di reazione per tutti gli stadi A-F

Esercizio n. 5

Mostrare la sintesi del 2-amminobenzoato di metile, un agente aromatizzante al gusto di uva, a partire dal toluene.

Esercizio n. 6

Mostrare la sintesi del metilparaben, un composto ampiamente usato come conservante alimentare. Proporre la sua sintesi a partire dal toluene.

Esercizio n. 7

L’eutipina è un composto ad azione antibatterica isolato dal fungo Eutypa lata. Quetso fungo è responsabile di una malattia delle viti chiamata eutipiosi. Proporre una via sintetica che permetta di ottenere l’eutipina partendo dal composto indicato utilizzando come altri reagenti acetilene e acetone.

Esercizio n. 8

Il diazepam, più noto come Valium, è un sedativo/ipnotico del sistema nervoso centrale.

Di seguito è riportata l’analisi retrosintetica per la sintesi del diazepam. (a) Data l’analisi retrosintetica proporre una sintesi del diazepam. (b) il diazepam è chirale? Se si quanti possibili stereoisomeri si formano in questa sintesi?

Esercizio n. 9

Tra i primi farmaci antipsicotici usati per trattare la schizofrenia ci fu l’aloperidolo (Haldol), un inibitore competitivo dei recettori della dopammina nel sistema nervoso centrale.

(a) in base all’analisi retrosintetica, proporre una sintesi per l’aldoperidolo,

(b) l’aldoperidolo è chirale? Se si quanti possibili stereoisomeri si formano in questa sintesi?

Esercizio n. 10

L’erbicida trifluralina B può essere sintetizzata a partire dal para-clorotriflorometilbenzene. Proporre una sintesi per questo erbidica.

Esercizio n. 11

Proporre la sintesi dell’1,3-diesilbenzene a partire dal benzene

CONCETTI IMPORTANTI 14: ANALISI RETROSINTETICA

SINTESI

Quando si progetta una sintesi, il primo passaggio è confrontare il reagente con il prodotto. In particolare, bisogna:

  • contare gli atomi di carbonio nello scheletro carbonioso della molecola target. Determinare come ottenere la catena carboniosa dai materiali dipartenza disponibili è la parte più impegnativa della sintesi. Se necessario aggiungere atomi di carbonio, bisogna considerare le reazioni che permettono di formare i legami carbonio-carbonio
  • analizzare i gruppi funzionali. Quali sono e come possono essere modificati per facilitare la formazione della catena di atomi di carbonio? Come possono essere modificati aggiunti o eliminati per ottenere i gruppi funzionali del prodotto? la posizione dei gruppi funzionali è cambiata? La regiospecificità e la stereospecificità possono essere fattori da prendere in considerazione.
  • Procedere a ritroso. Spesso è più facile individuare l’ultimo passaggio di una sintesi che tentare di partire dalla reazione iniziale (analisi retrosintetica). L’analisi retrosintetica è una strategia fondamentale in chimica organica utilizzata per progettare la sintesi di molecole complesse, partendo da precursori più semplici. Questo approccio si basa sull’idea di lavorare all’indietro, partendo dal prodotto finale desiderato e identificando le sequenze di reazioni necessarie per raggiungerlo. L’idea è di partire dalla struttura del prodotto finale e di procedere a ritroso, uno stadio alla volta, fino a che non si individua la sequenza che permette di preparare il prodotto desiderato dai reagenti disponibili. Se non si riesce a raggiungere il risultato al primo tentativo, è necessario ripetere l’analisi retrosintetica usando una diversa sequenza di reazioni

ANALISI RETROSINTETICA

La freccia ⇒ indica la retrosintesi

A ⇒ B

la molecola B è la molecola più semplice che mediante una reazione porterà alla formazione della molecola A.

Nella progettazione della sintesi è fondamentale padroneggiare un gran numero di reazioni organiche: più reazioni si conoscono, più è probabile realizzare una sintesi con successo. Il principio guida nella pianificazione è semplificarla il più possibile. Un progetto di sintesi semplice ha una maggiore possibilità di avere esito positivo.

Disconnessione: La disconnessione implica la rottura di un legame all’interno della molecola target per generare due frammenti più semplici che potrebbero costituire i precursori della sintesi desiderata. Questo concetto aiuta a semplificare la complessità della sintesi, consentendo ai chimici di identificare i punti chiave di rottura per ottenere i precursori desiderati.

Sintoni: I sintoni sono frammenti ideali generati attraverso la disconnessione di un legame. Sono considerati ideali poiché rappresentano unità strutturali che facilitano la progettazione della sintesi. I sintoni possono essere utilizzati come guida per individuare i precursori necessari per la sintesi della molecola bersaglio.

Equivalenti Sintetici: Gli equivalenti sintetici sono specie chimiche effettive che svolgono la stessa funzione dei sintoni durante il processo di sintesi. Poiché i sintoni sono spesso specie ideali o transitorie e non possono essere impiegati direttamente, gli equivalenti sintetici vengono utilizzati al loro posto. Essi sono capaci di partecipare attivamente alle reazioni chimiche, generando gli intermedi di sintesi necessari per la formazione del prodotto finale.

Reagenti: I reagenti sono i composti chimici effettivi che reagiscono con gli equivalenti sintetici per avviare le reazioni di sintesi. Essi forniscono gli atomi o i gruppi funzionali necessari per la formazione degli intermedi di sintesi o della molecola bersaglio stessa. I reagenti sono fondamentali per la trasformazione dei precursori in prodotti desiderati durante il processo di sintesi.

INTERCONVERSIONE DI GRUPPI FUNZIONALI

Quando si progetta una sintesi, il primo passaggio è comparare, tra il reagente e il prodotto, sia lo scheletro di atomi di carbonio sia la posizione dei gruppi funzionali. Se essi non variano, si deve semplicemente capire come convertire il gruppo funzionale del reagente in quello del prodotto.

FUNZIONALIZZAZIONE DI UN CARBONIO

Può essere effettuata mediante una reazione radicalica

MODIFICA DELLA POSIZIONE DI UN GRUPPO FUNZIONALE

Se lo scheletro di atomi di carbonio non è modificato ma la posizione del gruppo funzionale è diversa, si devono prendere in considerazione le reazioni che modificano la posizione del gruppo funzionale.

MODIFICA DELLO SCHELETRO DI ATOMI DI CARBONIO

Se lo scheletro di atomi di carbonio è modificato, ma il numero di atomi di carbonio è lo stesso, si devono prendere in considerazione le reazioni che portano alla formazione di intermedi carbocationici.

AGGIUNTA DI UN CARBONIO ALLO SCHELETRO DELLA MOLECOLA

Le reazioni con cui è possibile introdurre un atomo di carbonio allo scheletro della molecola sono diverse. Il metodo che si sceglie dipende dal gruppo funzionale che si desidera avere nel prodotto.

AGGIUNTA DI PIÙ DI UN CARBONIO ALLO SCHELETRO DELLA MOLECOLA

Le reazioni con cui è possibile introdurre Più un atomo di carbonio allo scheletro della molecola sono diverse. Ioni acetiluro, epossidi, reattivi di Grignard, addizione aldolica, reazione di Wittig e reazioni di accoppiamento sono alcuni esempi.

Per una visione d’insieme delle reazioni che possono essere utilizzate nel progettare una sintesi organica è possibile consultare il post “Mappe delle reazioni in Chimica Organica

Esempio 3

POSIZIONE RELATIVA DI DUE GRUPPI FUNZIONALI PER PROGETTARE UNA SINTESI

Se un composto contiene due gruppi funzionale, la loro posizione relativa può formìnire un buon suggerimento su come affrontare la sintesi.

  • Formazione di un composto 1,2-diossigenato
  • Formazione di un composto 1,3-diossigenato
  • Formazione di un composto 1,4-diossigenato
  • Formazione di un composto 1,5-diossigenato
  • Formazione di un composto 1,6-diossigenato

Esempio 1.

Sintetizzare il 3-esanone a partire dall’1-butino

Contando i carboni dei due composti, è evidente che bisogna aggiungere 2 carboni. In questo caso, dovendo partire dal butino, sfruttiamo l’acidità dell’idrogeno terminale per formare uno ione acetiluro da utilizzare come nucleofilo in una reazione SN2.

L’idratazione del 3-esino porta alla formazione di un enolo che tautomerizza immediatamente a chetone, quindi l’analisi retrosintetica è la seguente:

Per individuare i reagenti necessari, si parte dalle disconnessioni:

Per il primo passaggio dobbiamo disconnettere il legame C-C tra il C2 e il C3 del 3-esino:

Pertanto, lo schema sintetico è:

Esempio n. 2

Sintetizzare l’acido cicloesancarbossilico a partire dal bromocicloesano:

Partendo dalle disconnessioni possiamo avere due possibilità:

Le analisi retrosintetiche sono:

Gli schemi di sintesi sono:

Esempio n. 3

Sintetizzare l’1-metil-1-cicloesene a partire dal bromocicloesano

IN questo caso il prodotto da sintetizzare ha un carbonio in più e una insaturazione. Il doppio legame si può formare attraverso una reazione di disidratazione:

Il cicloesanone si può ottenere dall’ossidazione del cicloesanolo che si può ottenere dal bromocicloesano attraverso una reazione SN2

Quindi l’analisi retrosintetica è la seguente:

Lo schema di sintesi è dunque il seguente:

Esercizi un po’ più impegnativi sui composti carbonilici

Esercizio n. 1

Scrivere il meccanismo della seguente reazione indicando tutti i reagenti necessari:

Esercizio n. 2

Proporre un meccanismo per la seguente isomerizzazione:

Esercizio n. 3

Scrivere il meccanismo della seguente reazione indicando tutti i reagenti necessari. Nel primo stadio è possibile utilizzare la trietilammina.

Esercizio n. 4

Scrivere il prodotto della seguente reazione illustrandone il meccanismo:

Esercizio n. 5

Scrivere il meccanismo della seguente reazione. In qualche passaggio potrebbe essere necessario prevedere l’aggiunta di acido (pH 5).

Enoli ed enolati 3. Sintesi

Esercizio n. 1

Mostrare come convertire l’acido benzoico in 3-metil-1-fenil-1-butanone usando una condensazione di Claisen in qualche stadio della sintesi:

Esercizio n. 2

I seguenti composti sono prodotti di condensazione. Individuare i reagenti che hanno portato alla loro sintesi:

Esercizio n. 3

Proporre la sintesi dei seguenti composti utilizzando la reazione di anellazione di Robinson:

Esercizio n. 4

Descrivere in che modo possa essere sfruttata la sintesi acetoacetica per la preparazione dei seguenti composti:

a. 2-pentanone

b. 3-propil-2-esanone

c.4-fenil-2-butanone

Esercizio n. 5

Ipotizzare un meccanismo che spieghi la sintesi del 4-eptanone a partire dal butanoato di etile.

Esercizio n. 6

Come potrebbe essere sfruttata la sintesi acetoacetica per la preparazione del seguente composto?

Esercizio n. 7

Descrivere in che modo possa essere sfruttata la sintesi malonica per la preparazione dei seguenti composti:

a. acido pentanoico

b. acido 2-metilpentanoico

c. acido 4-metilpentanoico

Esercizio n. 8

Una sintesi piuttosto insolita degli steroidi correlati al cortisone include le due reazioni riportate di seguito

a. proporre dei meccanismi per queste due trasformazioni. Attenzione nell’individuazione del sito iniziale di deprotonazione dell’enone di partenza.

b. Proporre una sequenza di reazioni che a partire dall’ultima struttura precedentemente mostrata permetta di ottenere il seguente prodotto:

Riconoscimento degli zuccheri riducenti con il saggio di Fehling

Scopo dell’esperienza è la determinazione qualitativa degli zuccheri riducenti e non riducenti . Il reattivo di Fehling è una soluzione fortemente basica di ioni rameici complessati da ioni tartrato.

Gli ioni rameici ossidano a ione carbossilato il gruppo carbonilico delle aldeidi e degli zuccheri riducenti e contemporaneamente si riducono a ossido rameoso:

Reazioni dei Composti Carbonilici II

Esercizio n. 1

Sono riportati gli stadi finali della sintesi industriale dell’acetato della vitamina A.

(a) proporre un meccanismo per la ciclizzazione catalizzata da acidi nello stadio 1

(b) indicare i reagenti che permettono la reazione dello stadio 2

(c) proporre un meccanismo pe rla formazione del sale di fosfonio dello stadio 4

(d) indicare i reagenti che permettono la reazione dello stadio 3

(e) mostrare come lo stadio 5 possa essere completato con la reazione di Wittig

Esercizio n. 2

Proporre un meccanismo per la seguente isomerizzazione:

Esercizio n. 3

Sia gli 1,2- sia gli 1,3-dioli possono essere protetti per trattamento con il 2-metossipropene secondo la seguente reazione:

(a) proporre un meccanismo per la formazione di questo diolo protetto

(b) suggerire una procedura sperimentale con cui questo gruppo protettore può essere rimosso per rigenerare l’alcol non protetto.

Esercizio n. 4

Utilizzando l’1-butanolo come unica fonte di carbonio indicare come si può trasformare l’1-butanolo in 4-ottanolo racemico

Esercizio n. 5

Il difepanolo è un sedativo della tosse. Mostrare come si può trasformare l’1-idrossi-1-fenil-2-propanone in difepanolo, utilizzando il bromuro di fenilmagnesio e la piperidina come uniche fonti di atomi di carbonio.

Esercizio n. 6

Quella che segue è l’analisi retrosintetica della dietilcarbamazina, un antielmintico.

Sulla base di questa analisi retrosintetica, proporre una sintesi della dietilcarbamazina dai quattro precursori indicati

« Older Entries