1) 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 il ΔG° della reazione? b) Cosa possiamo dire circa la Keq 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 cineticamente determinante. f) Cosa sono, rispettivamente, B, C e D? g) Disegnare la struttura di B e C h) Spiegare perché la reazione è regioselettiva
2) Analizzare il seguente diagramma di energia libera/coordinata di reazione e rispondere ai seguenti quesiti.
a) Calcolare il ΔG° approssimativo per la reazione b) Calcolare l’energia di attivazione per ciascuno stadio della reazione c) cosa rappresenta B? d) i prodotti sono più o meno stabili dei reagenti? e) Il primo stadio della reazione è endoergonico o esoergonico?
3) Analizzare il seguente diagramma di energia libera/coordinata di reazione e descrivere la reazione stessa (endoregonica, esoergonica, numero di stadi, stadio cineticamente determinante, ecc.)
4)Disponi i seguenti composti in ordine di stabilità crescente, motivando la risposta
5) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno
6) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazioni o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica.
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) Mostrare il meccanismo di reazione di idratazione acido-catalizzata, che porta alla formazione del prodotto principale a partire dal seguenti composto:
9) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal (S)-3-metilciclopentene. Mostrare il meccanismo di reazione, mostrandone tutti gli apetti stereochimici, se rilevanti. 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.
10) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal 2-metil-2-butene
11)Indicare le condizioni ottimali per le seguenti reazioni:
12) Partendo dall’opportuno alchene, mostrare il meccanismo che porti alla sintesi del (2R,3S)-2-etil-2,3-dimetilossirano + entant. è possibile ottenere un diastereoisomero di questo composto da questa reazione? Se no, proporre un metodo alternativo per sintetizzarlo.
13) Mostrare tutti i meccanismi di reazione relativi agli esercizi 5 e 6 (fanno chiaramente eccezione tutti i meccanismi che non sono stati dettagliati a lezione).
14) Il 2-metil-2-butene reagirà con Br2 in acqua per dare un’aloidrina (ignorare la stereochimica). La reazione ha Keq>1. Mostrare il meccanismo di reazione, inclusi gli stati di transizione. Poi, disegnare il diagramma energetico della reazione. Indicare nel diagramma le parti corrispondenti a reagenti, prodotti, stato di transizione, intermedio, variazione dell’energia libera di Gibbs, energia di attivazione di ciascuno stadio della reazione.
15) Proporre un meccanismo per la seguente trasformazione
NB: NONè POSSIBILE AFFRONTARE QUESTI ESERCIZI SENZA AVER STUDIATO TUTTI GLI ARGOMENTI TRATTATI A LEZIONE
Inoltre, PRIMA DI SVOLGERLI, siete invitati a prendere visione del materiale didattico pubblicato (fate attenzione a tutti i link presenti nel post in questione, dove troverete anche le slide relative all’espansione d’anello). L’esercizio 9A è corredato di esercizio svolto (il link per accedervi è immediatamente sotto la struttura della traccia).
1) Per ciascuna delle seguenti reazioni mostrare il meccanismo che porta alla formazione del/dei prodotto/i principale/i. Quando necessario, tener conto della stereochimica.
2)Prevedere il (i) prodotto (i) di reazione del 3-metil-3-esene con ciascuno dei seguenti reagenti: a) bromo b) acetato mercurico [Hg(OAc)2], acqua; seguito da trattamento con NaBH4 c) bromo in acqua d) cloro e) acido solforico diluito
3) La reazione del 2-metil-2-pentene con ciascuno dei seguenti reagenti è regioselettiva. Disegnare la formula di struttura del prodotto di ciascuna reazione e spiegare la regioselettività osservata: a) HCl b) acqua in presenza di acido solforico c) bromo in acqua
4) Spiegare la regioselettività e la stereoselettività osservate per la reazione del 1-metilcicopent-1-ene in una reazione di: a) idroborazione/ossidazione b) ossimercuriazione/riduzione c) sintesi di una bromidrina
5) Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazioni o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica.
6) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Specificare la stereochimica quando opportuno
7) Mostrare il meccanismo di reazione e scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni.
8) Indicare le condizioni di reazione per ottenere le seguenti trasformazioni
9) Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi dei seguenti composti. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.
10) Quale, tra i seguenti prodotti A-D, si può ottenere dalla reazione dell’ (E)-3-metil-2-pentene con bromo in acqua?
11)Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione della sintesi dei seguenti composti. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica.
12)Scrivere i prodotti ottenuti a seguito dell’idrogenazione catalitica degli alcheni individuati come composti di partenza per la sintesi dei composti dell’esercizio 11.
13)Quale alchene sarà il seguente composto come prodotto di una reazione di ozonolisi seguita da trattamento con dimetilsolfuro?
14)Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal (R)-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.
15) Indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti a partire dal 3-metil-1-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: senon si formano ulteriori prodotti, scrivere “nessuno” nella casella dedicata
16) A partire da uno dei composti riportati nel riquadro e utilizzando qualsiasi altro reagente necessario, suggerire la sintesi di ciascuno dei seguenti prodotti, indicando sulle frecce le condizioni di reazione.
Gli esercizi che seguono richiedono uno sforzo di logica e ragionamento maggiore rispetto agli esercizi 1-16, per cui è consigliato affrontarli in un secondo momento, quando avrete una certa padronanza dell’argomento:
17)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?
18)Scrivere il prodotto della seguente reazione
19) Proponi un meccanismo per ciascuna delle seguenti reazioni:
20) Proponi le condizioni di reazione e un meccanismo che spieghi la formazione di ciascuno dei seguenti composti a partire dal 3-(2,2-dimetilciclobutil)prop-2-en-1-olo
1) Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni:
a) (2Z)-3-metil-2-pentene + Br2 in acqua b) (2E)-3-metil-2-pentene + Br2 in metanolo c) (2Z)-3-metil-2-pentene + Cl2 in acqua
2) La reazione del 4-penten-1-olo con bromo in acqua porta alla formazione del bromo-etere ciclico mostrato in basso. Spiegare perchè si forma questo prodotto invece di una bromidrina.Inoltre, dimostrare perchè si forma una miscela racemica di due enantiomeri
4) Mostrare il meccanismo (inclusa la stereochimica) e i prodotti di reazione degli alcheni dell’esercizio 1 con A) un perossiacido, B) tetrossido di osmio.
5)Da quali alcheni derivano i seguenti dioli vicinali per reazione con tetrossido di osmio?
6)A partire dal 2-metil-2-butene, indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti. Per ciascun prodotto, dire, inoltre, se quello formato è o meno l’unico prodotto di reazione. Se non lo è, 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.
7) Disegnare le formule di struttura dei prodotti principali ottenuti nelle seguenti reazioni di ossidazione:
8) Disegnare la formula di struttura degli alcheni che portano alla formazione dei composti sotto riportati per reazione con ozono, seguita da trattamento con dimetilsolfuro.
Prima di svolgere questi esercizi, oltre a studiare le reazioni di idroborazione-ossidazione e di addizione di alogeni (inclusi gli aspetti relativi alla stereochimica) dal libro e dagli appunti, potrebbe essere utile consultare il materiale didattico condiviso.
1) Scrivere il meccanismo e i prodotti della reazione di idroborazione-ossidazione dei composti dell’esercizio 1 del post precedente (SEGUIRE IL LINK). Indicare anche la stereochimica dei prodottie assegnare il nome IUPAC a ciascuno di essi.
2) Scrivere il meccanismo e i prodotti della reazione dei composti dell’esercizio 1 del post precedente con Br2 in diclorometano (il diclorometano è il solvente). Indicare anche la stereochimica dei prodottie assegnare il nome IUPAC a ciascuno di essi.
3) Scrivere il meccanismo e i prodotti della reazione dei composti dell’esercizio 1 del post precedente con Br2 in acqua (l’acqua è il solvente, ma fornisce anche un nucleofilo competitivo). Indicare anche la stereochimica dei prodottie assegnare il nome IUPAC a ciascuno di essi.
4)Scrivere il/i prodotto/i di idrogenazione catalitica per le seguenti molecole (indicare la stereochimica) :
6) Quale/i delle seguenti reazioni darà come prodotto un composto meso?
7) Come sintetizzeresti i seguenti alcoli a partire da un alchene utilizzando uno dei metodi studiati? Indicare i reagenti necessari, le condizioni di reazione e la stereochimica di tutti i prodotti. Mostrare il meccanismo di reazione.
8) Sintetizzare il seguente composto utilizzando 1-butene come unica fonte di atomi di carbonio (e utilizzando i meccanismi di reazione studiati).
NB: molti degli esercizi di questo set prevedono riarrangiamenti di carbocationi
1) Determinare l’ordine di reattività in una reazione di addizione di acido alogenidrico per i seguenti alcheni: 2-metilpropene; (2Z)-2-butene; (2E)-2-butene. Motivare la risposta.
2) Quale/i dei seguenti alcheni darà l’1-bromo-1,2-dimetilciclopentano come prodotto principale della reazione con HBr?
3)Disegnare la formula di struttura dell’alchene di formula molecolare C8H14 che, per reazione con HBr, dà come prodotto principale 1-bromo-1-isopropilciclopentano.
4) Proporre un metodo per sintetizzare l’1,2-dimetilcicloesanoloa partire dal 3,3-dimetilcicloes-1-ene.
5) Spiegare perchè il prodotto della reazione di idratazione acido-catalizzata del (4R)-4-metil-1-esene ruota il piano della luce polarizzata.
6) La reazione del 2-metilpropene con metanolo in presenza di acido solforico porta alla formazione del 2-metossi-2-metilpropano (=terz-butil metil etere). Proporre un meccanismo per la formazione dell’etere.
7) Spiegare perché è impossibile sintetizzare il seguente etere utilizzando la reazione tra un alchene e un alcol:
8) Proporre un meccanismo per le seguenti trasformazioni
9) Indicare le condizioni di reazione e proporre un meccanismo per le seguenti trasformazioni
10) Mostrare il meccanismo della seguente trasformazione:
NB: PRIMA di AFFRONTARE GLI ESERCIZI DI QUESTO POST è NECESSARIO AVER STUDIATO E COMPRESO AL FONDO LA PARTE RELATIVA AGLI ASPETTI TERMODINAMICI E CINETICI DELLE REAZIONI, OLTRE AI MECCANISMI DI ADDIZIONE DI HX, ACQUA E ALCOL AD UN ALCHENE (INCLUSI GLI ASPETTI STEREOCHIMICI)
1) Scrivere il meccanismo e il/i prodotto/i (indicando qual è il principale, quando necessario) della reazione dei seguenti composti con HCl. Indicare anche la stereochimica dei prodottie assegnare il nome IUPAC a ciascuno di essi.
a) 2-metil-2-pentene
b) 2-metil-1-pentene
c) (2E)-4-metil-2-pentene
d) 4-metil-1-pentene
e) (4R)-4-metil-1-esene
f) 4-etil-2-esene
g) (2Z)-4,4-dimetil-2-pentene
h) (2E)-4,4-dimetil-2-pentene
i) 1-metil-1-cicloesene
l) (6S)-1,6-dimetil-1-cicloesene
2) Proporre una strategia per la sintesi dei seguenti alogenuri alchilici partendo da un alchene. Quando sono possibili più opzioni, scegliere quella che darà il composto desiderato come prodotto principale o come unico prodotto e argomentare la scelta. Infine, per ogni reazione, indicare la stereochimica dei prodotti.
a) 2-cloropentano
b) 2-bromo-2-metilbutano
c) 2-cloro-2,3-dimetilbutano
d) 2-cloro-2,3-dimetilpentano
3) Per le reazioni dell’1-butene e del 2-butene con I) acido bromidrico e II) con acqua in ambiente acido:
1) mostrare i meccanismi;
2) disegnare, per ciascuna reazione, un grafico della variazione dell’energia libera rispetto alla coordinata di reazione in cui vengono indicate le strutture dei reagenti, degli stati di transizione, degli intermedi e dei prodotti;
3) se i carbocationi che si formano sono caratterizzati da stabilità differente, dire quali fattori stabilizzano i carbocationi più stabili
4) indicare se le reazioni sono o meno regioselettive (e quando possibile indicare anche il grado di regioselettività).
4)I seguenti meccanismi di reazione sono caratterizzati da un certo numero di errori gravissimi. Individuarli e correggerli.
5) La coordinata di reazione qui sotto mostra il profilo energetico della reazione di 3 alcheni diversi con HBr. Identificare alla reazione di quale alchene si riferisce ciascuna curva:
6) Completare i prodotti della seguente reazione, prendendo in considerazione quella che è la posizione relativa dei sostituenti già indicati (attenzione: tutte le strutture dei prodotti sono qui riportate come conformazioni eclissate, anche quelle che derivano dall’addizione sin).
7) Scrivere il meccanismo e il/i prodotto/i principale/i della reazione di idratazione acido-catalizzata dei composti dell’esercizio 1. Indicare anche la stereochimica e assegnare il nome IUPAC a ciascuno dei prodotti.
8) Di seguito è mostrato il diagramma energetico della reazione di idratazione acido-catalizzata del 2-butene:
a) Cosa possiamo dire circa il ΔG° della reazione? b) Cosa possiamo dire circa la Keq 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 a ciascuno stadio f) Disegnare lo stato di transizione dello stadio cineticamente determinante. g) Quanti intermedi si formano nel corso della reazione? Disegnarne la/le struttura/e.
9) Disegnare il diagramma energetico della reazione del 2-metil-2-butenecon HCl e giustificare la regioselettività della reazione.
10) Spiegare perchè il prodotto della reazione di idratazione acido-catalizzata del (4R)-4-metil-1-esene ruota il piano della luce polarizzata.
11) Mostrare il meccanismo e i prodotti delle seguenti reazioni. Nel caso, indicare il/i prodotti principali. Indicare la stereochimica e attribuire il nome IUPAC a tutti i prodotti.
12) Metti i seguenti carbocationi in ordine di stabilità crescente, motivando la scelta:
7) Dire quali delle seguenti specie chimiche tenderanno a reagire come nucleofili e quali come elettrofili
8) Sulla base del movimento degli elettroni mostrato dalle frecce ricurve nelle seguenti reazioni, disegnare i prodotti
9) Queste due reazioni formano i prodotti mostrati, ma non attraverso i meccanismi disegnati! Per ciascun meccanismo, spiegare perchè è errato e disegnarne uno corretto
10) Quale delle seguenti affermazioni è falsa: a) se una reazione è spontanea, può avvenire velocemente b) una reazione lenta può essere spontanea c) se una reazione è spontanea, può avvenire lentamente d) una reazione spontanea deve avere energia di attivazione bassa
11) Disegnare il diagramma energetico di una reazione monostadio con Keq<1. Indicare nel diagramma le parti corrispondenti a reagenti, prodotti, stato di transizione, variazione dell’energia libera di Gibbs, energia di attivazione. Il ΔG° è positivo o negativo?
12) Disegnare il diagramma energetico di una reazione a due stadi con Keq>1. Indicare nel diagramma le parti corrispondenti a reagenti, prodotti, stato di transizione, intermedio, variazione dell’energia libera di Gibbs, energia di attivazione. Il ΔG° è positivo o negativo?
13) Disegnare il diagramma energetico di una reazione esoergonica a due stadi, il cui secondo stadio sia più veloce del primo.
14) Data la seguente legge cinetica per una reazione:
velocità= k [A]1[B]2
determinare: a) l’ordine della reazione rispetto ad A; b) l’ordine della reazione rispetto a B; c) l’ordine complessivo per la reazione. Rispondere, inoltre, alle seguenti domande: d) Che succede alla velocità della reazione raddoppiando la concentrazione di A? e) E raddoppiando la concentrazione di B?
15) Individuare, nel grafico riportato, I) l’energia di attivazione per la reazione A–>B ,II) l’energia di attivazione per la reazione B–>A
16) Basandosi sul seguente diagramma energetico, il composto________si formerà più velocemente a partire da B. Il composto più stabile è_____perchè_____________________________________________________________.
17)Di seguito è mostrato il diagramma energetico di una reazione. a) individuare lo stato di transizione; b) dire se la reazione è esoergonica o endoergonica; c) cosa possiamo dire circa la costante di equilibrio di questa reazione?
18)Rispondere alle seguenti domande sul diagramma energetico mostrato in basso
a) di quanti stadi si compone la reazione? b) quanti e quali intermedi si formano? c) quanti e quali stati di transizione? d) qual è lo stadio cineticamente determinante? e) si tratta di una reazione esoergonica o endoergonica? f) quale sarebbe l’effetto dell’aggiunta di un catalizzatore?
19) Disegnare il diagramma energetico della reazione del 3-metil-1-butene con HBr. Mostrare le strutture dello stato di transizione e degli intermedi di reazione
20) In un tipico diagramma di reazione, a cosa corrisponde l’asse delle ascisse? a) variazione di energia libera b) coordinata di reazione c) temperatura d) variazione di entalpia e) variazione di entropia
21) Quale tra le seguenti è la relazione corretta che intercorre tra la variazione di energia libera di Gibbs e la costante di equilibrio di una reazione chimica?
22) Si definisce stato di transizione di una reazione: a) una delle strutture di risonanza dei reagenti b) la struttura a più bassa energia associata ad un certo stadio della reazione c) un carbocatione d) la struttura intermedia tra reagenti e prodotti, isolabile e relativamente stabile e) la struttura a più alta energia associata ad un certo stadio della reazione.
23) Quale delle seguenti coordinate di reazione è relativa ad una reazione esoergonica che procede con la formazione di un intermedio?
24) Assumendo condizioni standard e in riferimento alla seguente coordinata di reazione, quale delle seguenti affermazioni è sicuramente vera?
25) Data la seguente coordinata di reazione, la freccia rossa indica:
26) Osservando il seguente diagramma di coordinata per la reazione che da A porta a D, rispondere alle seguenti domande
a) quanti intermedi ci sono nella reazione?
b) quanti stati di transizione ci sono?
c) qual è lo stadio più veloce nella reazione?
d) chi è più stabile A o D?
e) qual è il reagente nello stadio determinante la velocità?
f) il primo stadio della reazione è esoergonico o endoergonico?
g) la reazione, nel complesso, è esoergonica o endoergonica?
27) Molte reazioni sono più veloci ad alte che a basse temperature. Questo è in accordo con: (I) Un aumento della energia di attivazione all’aumentare della temperatura (II) Un aumento della costante cinetica all’aumentare della temperatura (III) Un aumento della frequenza di collisioni efficaci all’aumentare della temperature. a)Solo I b)Solo II c)Solo III d)Solo I e II e)Solo II e III
28) Analizzare il diagramma di energia libera/coordinata di reazione dell’addizione di HBr al 2-metilpropene 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 cineticamente determinante.
f) Cosa sono, rispettivamente, B, C e D?
29) Disponi i seguenti composti in ordine di calore di idrogenazione decrescente
30) Disponi i seguenti composti in ordine di calore di idrogenazione crescente, motivando la scelta
Di seguito troverete 3 set di esercizi che possono essere usati come simulazioni per la prova stessa per capire se ci sono argomenti ancora poco chiari o su cui dovete ancora esercitarvi. Suggerimento: per poter usare questi esercizi come test di autovalutazione, svolgerli senza l’ausilio di libro/appunti ed impiegando un tempo massimo di 90 minuti per ciascun set.
PRIMO SET
1. Disporre i seguenti composti in ordine di solubilità crescente in acqua. Indicare l’ordine inserendo i numeri nei riquadri sotto le strutture: 1= il meno solubile, 4= il più solubile
2. Cerchiare quella che, tra le seguenti, è la conformazione meno stabile del 2-metilpentano e spiegare quali sono i fattori che la rendono tale:
3. Scrivere, in proiezione di Newman secondo i legami C1-C2 e C5-C4, uno dei conformeri a sedia del trans-1,4-dimetilcicloesano. Poi, effettuare l’inversione d’anello e dire qual è il conformero più stabile
4. Dire se le strutture riportate a destra sono isomeri conformazionali, isomeri geometrici, isomeri ottici, isomeri costituzionali, o lo strutture identiche rispetto alla seguente struttura a segmenti:
5. Calcolare il numero massimo di stereoisomeri possibili per la seguente struttura. Scriverne uno a scelta e determinare la configurazione assoluta dei carboni chirali
6. Indicare con una freccia i doppi legami che presentano geometria Z
7. Attribuire la configurazione assoluta al seguente carbonio chirale:
8. Dire quale dei seguenti composti non è otticamente attivo:
9. Assegnare il nome IUPAC comprensivo di stereochimica ai seguenti composti:
10. Stabilire le configurazioni assolute dei carboni chirali presenti nelle seguenti molecole (NB: la notazione va riportata vicino ai carboni cui fa riferimento) e dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i composti di ciascuna coppia (enantiomeri/diastereoisomeri/stesso composto/altro):
11.Prendere in considerazione il (2R,3S)-2-bromo-3-esanolo e completare la seguente tabella, disegnando o scrivendo quanto richiesto in ogni cella
12. Disegnare un diagramma di energia potenziale per la rotazione di 360° del legame C2-C3 del 2-metilbutano, partendo da uno dei conformeri meno stabili e disegnando tutte le conformazioni corrispondenti ai massimi e ai minimi di energia.
SECONDO SET
1. Disegnare la proiezione di Newman secondo il legame C2-C3 del conformero meno stabile del 2,3-dimetilbutano.
2.Disegnare la proiezione di Newman secondo il legame C2-C3 del conformero più stabile del seguente composto
3. 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?
4. Quello riportato di seguito è il diagramma delle variazioni di energia potenziale rispetto all’angolo diedro per l’1,2-dicloroetano.
a) A cosa corrispondono A, C, E, G? b) Disegnare le proiezioni di Newman di tutti i conformeri eclissati, indicandoli con la lettera corrispondente sul grafico. c) Discutere dei fattori che giustificano la minore energia potenziale dei conformeri più stabili.
5. Dire quale tra le strutture a-d è un’atra rappresentazione del seguente composto.
6. 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 b e c sono a e c sono
7. Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
8. Quali dei seguenti composti è otticamente attivo? NB: è possibile scegliere più opzioni
a) (2R,3S)-2,3-dibromoesano
b) (2R,3S)-2,3-dibromobutano
c) (2R,3R)-2,3-dibromobutano
d) (1S,2S)-1,2-dibromocicloesano
9. Scrivere, in proiezione di Fischer, il (2R,3S)-2-bromo-3-metil-3-esanolo.
10. Un composto che presenta 3 carboni chirali con configurazione (2R,3S,4R) ha rotazione specifica pari a +108°. Rispondere alle seguenti domande:
a) Possiamo dire quale sarà la rotazione specifica per lo stereoisomero che ha configurazioni (2S,3R,4S)?
b) Possiamo dire quale sarà la rotazione specifica per lo stereoisomero che ha configurazioni (2S,3S,4S)?
11. Assegnare il nome IUPAC comprensivo di stereochimica al seguente composto:
TERZO SET
1. Disporre i seguenti composti in ordine di punto di ebollizione crescente. Indicare l’ordine inserendo i numeri nei riquadri sotto le strutture: 1= quello col punto di ebollizione più basso, 5= quello col punto di ebollizione più alto
2. Disegnare il conformero a sedia meno stabile del trans-1-t-butil-3-metilcicloesano. Spiegare brevemente i fattori che rendono questo conformero meno stabile rispetto a quello che si ottiene effettuando l’inversione della sedia
3. Prendendo in considerazione il legame C3-C4 del 2-metilpentano, scrivere la proiezione di Newman del conformero più stabile in assoluto e la struttura a cavalletto del conformero meno stabile in assoluto.
4. Dire quale tra le strutture a-d rappresenta l’enantiomero del seguente composto
5. 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 b e c sono a e c sono
6. a) Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
b) Disegnare e attribuire il nome IUPAC comprensivo di stereochimica ad uno dei possibili stereoisomeri
7. Dire quale dei seguenti composti non è otticamente attivo (è possibile scegliere più opzioni):
8. Quale delle seguenti strutture corrisponde al (2R,3S)-2-bromo-3-metilesano?
9. Denominare le seguenti molecole secondo le regole del sistema di nomenclatura IUPAC (NB: il nome IUPAC deve includere anche le informazioni relative alla stereochimica):
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 a lezione, sia fare ricevimento (anche in gruppo)
1. Assegnare il nome IUPAC, comprensivo di stereochimica quando necessario, ai seguenti composti:
2. Disegnare il composto di formula molecolare C5H9Brche contenga 2 carboni chirali. Disegnare e attribuire il nome IUPAC a tutti i possibili stereoisomeri.
3. Disegna l’enantiomero di ciascuno dei seguenti composti:
4. Qual è il numero massimo di stereoisomeri per i seguenti composti:
Per i composti che contengono doppi legami, dire se si tratta dell’isomero E o Z.
5. Qual è il numero massimo di stereoisomeri per il seguente composto?
6.Individuare tra le strutture riportate sotto quella che rappresenta l’enantiomero del seguente composto:
7. Individuare tra le strutture riportate sotto (a-c) quella che corrisponde alla seguente:
8. Attribuire la configurazione assoluta a tutti i carboni chirali e individuare la relazione stereochimica esistente tra le seguenti strutture:
A)
B)
C)
D)
E)
9. Dire se le seguenti molecole sono chirali:
10. Quale dei seguenti è un composto meso?
a) (2R,3S)-diclorobutano
b) (2R,3R)-diclorobutano
c) (2R,3S)-3-cloro-2-butanolo
d) (2R,3R)-3-cloro-2-butanolo
11.Quale dei seguenti composti non è chirale?
12. Scrivete le formule di struttura dei seguenti composti:
a) una molecola ciclica, isomero costituzionale del cicloesano
b) molecole di formula C6H12 che contengano un anello ed esistano come coppia di enantiomeri
c) molecole di formula C6H12 che contengano un anello e siano diastereoisomere tra loro
13. Scrivere le formule di struttura di tutti gli stereoisomeri e di tutti i conformeri corrispondenti a ciascuno dei seguenti nomi. Indicate le coppie di enantiomeri e i composti achirali eventuali:
a) 1-bromo-2-clorocicloesano
b) 1-bromo-3-clorocicloesano
c) 1-bromo-4-clorocicloesano
Attribuire la configurazione R,S a ciascuno dei composti indicati nelle risposte
14. Il (2R,3R)-2,3-butandiolo ha una rotazione ottica specifica di -13,2° e una temperatura di ebollizione di 77,3° C. Quale delle seguenti affermazioni è falsa?
A) Il (2R,3R)-2,3-butandiolo è un enantiomero treo
B) Il (2S,3R)-2,3-butandiolo è un composto meso
C) Il (2S,3R)-2,3-butandiolo ruota il piano della luce polarizzata di +13,2°
D) Il (2R,3S)-2,3-butandiolo non ruota il piano della luce polarizzata
E) Il (2S,3S)-2,3-butandiolo ha una temperatura di ebollizione di 77.3°C
15.Dire quale dei seguenti composti ruota il piano della luce polarizzata
16. Dire qual è la relazione stereochimica esistente tra i seguenti composti (confrontare a/b; a/c; a/d; b/c; b/d; c/d).
17. 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___________________
18. Quale/i struttura/e è/sono diversa/e dalla seguente?
19.Scrivere, in proiezione di Fischer, formula prospettica e struttura a segmenti il (2S,3R)-2-bromo-3-metil-3-esanolo.
20. 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.
21. Quale delle seguenti strutture è la (2S,3R)-3-bromo-2-butanammina? (NB: è possibile scegliere più di una opzione):
22.Scrivere il (2R,3S)-3-bromopentan-2-olo (struttura a segmenti). Questo composto sarà quello cui si farà riferimento in tutte le domande seguenti (se non indicato diversamente). a) Scrivere un isomero di struttura che contenga comunque due carboni chirali e attribuirgli il nome IUPAC (sempre comprensivo di stereochimica b) Scrivi un isomero costituzionale che non contenga carboni chirali. c) Scrivi un composto costituito dallo stesso numero di atomi di C, Br e O, ma che sia caratterizzato da un grado di insaturazione e che non contenga carboni chirali. d) Scrivi la proiezione di Fischer e) Scrivi la proiezione di Newman del conformero più stabile in assoluto. f) in che relazione stereochimica sono la struttura descritta in d e quella in e? g) disegna un diagramma di energia potenziale per la rotazione di 360° del legame C2-C3, disegnando tutti i conformeri che corrispondono ai minimi e ai massimi di energia. h) analizzare i singoli conformeri eclissati e valutare quali tipi di tensione contribuiscono a renderli meno stabili i) quale fenomeno fa sì che i conformeri sfalsati siano a più bassa energia? l) Scrivi l’enantiomero m) Scrivi un diastereoisomero n) Scrivi la struttura a cavalletto del conformero più stabile in assoluto per i composti scritti in l ed m o) qualora conoscessi il potere ottico rotatorio specifico di l, potresti dire qualcosa circa il potere ottico rotatorio specifico del composto iniziale? p) e qualora conoscessi il potere ottico rotatorio specifico di m? q) immagina di aver sintetizzato il composto in laboratorio, di averne determinato la struttura, ma la misura del potere ottico rotatorio ti ha fornito un valore pari a 0 nonostante la presenza dei carboni chirali nella molecola. Cosa è possibile dedurre?
23. Fornire una definizione sintetica di a) enantiomeri; b) diastereoisomeri; c) carbonio chirale; d) unità stereogenica
24. Dire se ciascuno dei seguenti composti è o meno chirale
25. Le seguenti coppie di strutture rappresentano enantiomeri, diastereoisomeri o lo stesso composto?
Chimica Organica-DiSTABiF 
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