Chimica Organica-DiSTABiF

Completare i seguenti schemi di sintesi. Indicare la stereochimica quando opportuno.

1)

2)

3)

1) Scrivere i prodotti di reazione (se la reazione avviene) con a) ione idrossido, b) ione t-butossido, c) acqua di:

I) (1R,2R)-1-bromo-2-metilcicloesano

II) (1R,2S)-1-bromo-2-metilcicloesano

III) (1S,2S)-1-bromo-2-metilcicloesano

IV) 2-bromo-2-metilpropano

V) 1-bromopentano

VI) 2-bromo-2,3,3-trimetilbutano

VII) 1-(1-bromopropil)benzene

VIII) (Z)-6-bromo-7-metil-3-ottene

MOSTRARE il meccanismo di reazione e la STEREOCHIMICA quando rilevante.

2) Dire quale composto delle seguenti coppie reagisce più velocemente in una reazione di eliminazione E2 e spiegare perchè

a) (1R,3S)-1-bromo-3-isopropilcicloesano o (1R,3R)-1-bromo-3-isopropilcicloesano
b) cis-1-bromo-4-isopropilcicloesano o trans-1-bromo-4-isopropilcicloesano
c) (1R,3S,4S)-1-bromo-4-isobutil-3-metilcicloesano o (1R,3S,4R)-1-bromo-4-isobutil-3-metilcicloesano

3) Completare il seguente schema sintetico

Indicare anche tra i prodotti qual è quello principale (quando applicabile). NB: per capire se i sostituenti sono addizionati al doppio legame in sin o in anti, utilizzare le strutture a cavalletto

4) Scrivere il prodotto o i prodotti principale della disidratazione con acido solforico ad alta temperatura per ciascuno dei seguenti alcoli. Mostrare il meccanismo di reazione.

a) (1S,2R)-2-metilcicloesanolo

b) (S)-2-pentanolo

c) (1S,3R)-3-metilcicloesanolo

5) Completare le seguenti reazioni. Per ciascuna reazione, mostrare il meccanismo.

6) Proporre una metodica in più passaggi per ottenere l’ (1S,2S)-1,2-dimetil-1,2-cicloesandiolo a partire da (1S,2R)-1-cloro-1,2-dimetilcicloesano. Mostrare il meccanismo di reazione e rispondere alle seguenti domande:

I) si formano altri prodotti oltre a quello indicato?

II) la stereochimica del composto di partenza è vincolante al fine di ottenere questo specifico prodotto?

III) Proporre una strategia che permetta di ottenere un diastereoisomero del (1S,2S)-1,2-dimetil-1,2-cicloesandiolo a partire dallo stesso composto di partenza

1) Completare il seguente schema aggiungendo le condizioni di reazione o i prodotti. Per ciascuna reazione scrivere il meccanismo dettagliato.

2) Proporre una strategia e il meccanismo di reazione per sintetizzare il 3-metil-2-cicloesenone mediante condensazione aldolica

3) Proporre una strategia e il meccanismo di reazione per sintetizzare l’1,3-cicloesandione mediante condensazione di Claisen

4) Sintetizzare i seguenti composti mediante condensazione aldolica o di Claisen. Indicare per ciascuno le condizioni di reazione, i reagenti, la strategia di sintesi e mostrare il meccanismo.

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

6) Mostrare il meccanismo e i prodotti delle seguenti reazioni

7) Le seguenti reazioni non sono utilizzabili per ottenere il prodotto mostrato in alte rese. Individuare e correggere l’errore in ciascuna reazione.

1) Scrivere il meccanismo di reazione e il prodotto (o i prodotti) principale delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, se appropriato.

2) Quale/i delle seguenti reazioni non dà 3-metil-2-butanolo come prodotto principale?

3) Quale/i dei seguenti alcheni darà come prodotto l’1-bromo-1,2-dimetilciclopentano come prodotto principale della reazione con HBr?

4) Quando l’acido maleico e l’acido fumarico reagiscono con Br2, si forma acido 2,3-dibromosuccinico e il prodotto di reazione non ruota il piano della luce polarizzata. Nel caso dei prodotti ottenuti dall’acido maleico, è però poi possibile risolvere la miscela racemica, ottenendo i due enantiomeri, cosa che non è possibile fare nel caso della reazione a carico dell’acido fumarico. Cosa ci dice questo circa il meccanismo di addizione del bromo?

5) Da quali alcheni derivano i seguenti dioli vicinali?

6) Per ciascuna delle seguenti reazioni, scegliere le condizioni di reazione tra le opzioni indicate sotto:

7) Sintetizzare il seguente composto utilizzando 1-butene come unica fonte di atomi di carbonio

8) Spiegare perché è impossibile sintetizzare il seguente etere utilizzando la reazione tra un alchene e un alcol:

9) A partire dall’opportuno alchene, mostrare il meccanismo di sintesi del seguente composto. Indicare eventuali altri prodotti formati nel corso della reazione

a)

b)

c)

Prova intercorso: svolgimento esercizi

10) Scrivere il nome IUPAC (comprensivo di stereochimica) dei prodotti che si formano quando si fa reagire I) 2-metil-2-butene; II) (R)-3-metil-1-pentene; III) (E)-1-ciclobutil-1-butene con ciascuno dei seguenti reagenti. NB: mostrare il meccanismo per ciascuna reazione, indicando chiaramente anche la stereochimica!

a) HCl
b) Br₂ in acqua
c) Br₂
d) 1. BH₃:THF; 2. H₂O₂, OH^–
e) H₂O in ambente acido
f) Hg(OAc)₂ in THF e H₂O; 2. NaBH₄, H₂O
g) acido perossiacetico
h) 9-BBN; 2. H₂O₂, OH^–
i) KMnO₄

1) Completare la seguente struttura di Lewis e calcolare la carica formale per tutti gli atomi diversi dall’idrogeno:

2) Per ogni atomo di carbonio e legame C-C presente nella seguente molecola,
a) definire l’ibridazione, la geometria e l’angolo di legame.
b) Individuare gli orbitali molecolari
c) dire quali orbitali atomici sono coinvolti
d) Individuare, inoltre, il legame C-C più corto

3) Per ciascun gruppo di composti (NB: ogni riga definisce un gruppo), definire l’ordine di acidità crescente:

4) Per ciascuna coppia dei seguenti composti, dire qual è il più basico

5) Disegnare la proiezione di Newman del conformero più stabile del 2-metilpropano.

6) Di seguito sono riportati dei composti in proiezione di Newman o rappresentati con le formule a cavalletto:

a) attribuire il nome IUPAC a ciascuno composto; b) per tutti i composti rappresentati in proiezione di Newman, scrivere le formule a cavalletto corrispondenti; c) per tutti i composti rappresentati con le formule a cavalletto, scrivere la proiezione di Newman corrispondete; d) dire, per ciascun composto, se quello rappresentato è il conformero più stabile.

7) Scrivere i conformeri sfalsati ed eclissati dei seguenti composti (formule proiettive di
Newman e formule a cavalletto):
a) metilbutano, rispetto al legame C2-C3;
b) 1,2-dibromoetano;
c) 1,2-dicloro-1-fluoroetano;
d) esano, rispetto al legame C3-C4;
e) 2-cloro-3-metilpentano, rispetto al legame C2-C3;
f) 2-metilpentano, rispetto al legame C2-C3;

8) Disegnare i due conformeri a sedia dei seguenti composti e dire qual è il più stabile dei due. Spiegare perchè
a) cis-1-bromo-2-metilcicloesano
b) cis-1-isopropil-3-metilcicloesano
c) trans-1-butil-2-isopropilcicloesano
d) trans-1-t-butil-2-metilcicloesano

9) Disegnare il diagramma di energia potenziale per le conformazioni di etano e 2-cloro-3-metilpentano (prendere in considerazione il legame C2-C3). Indicare anche i conformeri che corrispondono ai massimi e ai minimi di energia.

10) Attribuire il nome IUPAC completo di stereochimica ai seguenti composti

11) Dire se il seguente nome è corretto. Se non lo è, scrivere il nome IUPAC corretto.

1-bromo-3-etil-4-metilcicloesano

12) Scrivere e attribuire il nome IUPAC al composto di formula C₈H₁₆ che possiede quattro carboni terziari e quattro carboni primari.

13) Dire qual è la relazione esistente tra i seguenti composti (enantiomeri/diastereoisomeri/ isomeri geometrici/isomeri conformazionali/ stesso composto/isomeri costituzionali/altro) NB: confrontare a/b; a/c; b/c

A)

B)

14) 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

15) Dire quale tra le strutture a-d rappresenta l’enantiomero del seguente composto