Per ciascuna coppia acido-base coniugati, identificate la prima specie come acido o base e la seconda specie come base o acido coniugato. Inoltre, disegnare per ogni specie le strutture di Lewis, mostrando tutti gli elettroni di valenza e le cariche formali.
(a) HCOOH / HCOO–
(b) NH4+ / NH3
(c) CH3CH2O– / CH3CH2OH
(d) HCO3– / CO32-
(e) H2PO4– / HPO42-
(f) CH3CH3 / CH3CH2–
(g) CH3S– / CH3SH
Esercizio n. 2
Completare le seguenti reazioni di trasferimento protonico utilizzando le frecce curve per mostrare il flusso di elettroni in ogni reazione. Inoltre, indicare le strutture di Lewis per tutti i composti di partenza e per tutti i prodotti. Definire l’acido di partenza e la sua base coniugata, la base di partenza e il sui acido coniugato.
(a) NH3 + HCl —>
(b) CH3CH2O- + HCl —>
(c) HCO3– + OH– —>
(d) CH3COO– + NH4+ —>
Esercizio n. 3
Per ogni reazione di trasferimento protonico completare l’equazione ionica impiegando le frecce curve per indicare il flusso degli elettroni. Indicare l’acido di partenda e la sua base coniugata nonchè la base di partenza e il suo acido coniugato
(a) NH4+ + OH– —>
(b) CH3COO- + CH3NH3+ —>
(c) CH3CH2O– + NH4+ —>
d) CH3NH3+ + OH– —>
Esercizio n. 4
Nell’acido acetico, CH3COOH, l’idrogeno dell’OH è più acido degli idrogeni del CH3. Spiegare il perchè.
Esercizio n. 5
Ciascuna delle seguenti molecole o ioni può funzionare da base. Scrivere la formula di struttura dell’acido coniugato che si forma dalla reazione ddegli stessi con HCl.
Esercizio n. 6
Disporre i composti seguenti in ordine crescente di forza acida:
Esercizio n. 7
Disporre i composti seguenti in ordine crescente di forza basica:
Esercizio n. 8
L’acido acetico è un acido organico debole, pKa 4,76. Scrivere l’equazione della reazione di equilibrio dell’acido acetico con ognuna delle seguenti basi. Indicare dov’è spostato l’equilibrio
(a) NaHCO3
(b) NH3
(c) H2O
(d) NaOH
Esercizio n. 9
L’acio benzoico, C6C5COOH (pKa 4,19), è solo poco solubile in acqua, ma il suo sale sodico, C6C5COO–Na+, è piuttosto solubile in acqua. Potrà l’acido benzoico sciogliersi in:
A) determinate se ciascuna delle specie che compaiono nelle seguenti equazioni si comporta da acido o da base di Brønsted e indicatelo sopra la formula.
B) indicate se l’equilibrio è spostato a sinistra o a destra.
C) utilizzate le frecce curve per mostrare il movimento degli elettroni in ciascuna reazione acido-base.
Esercizio n. 2
Identificate ciascuna delle specie seguenti come acido di Lewis o come base di Lewis e per ognuna scrivete un’equazione che mostri una reazione acido-base di Lewis. Utilizzate le frecce curve per rappresentare il movimento dei doppietti di elettroni. Controllate che il prodotto di ciascuna reazione sia rappresentato da una struttura di Lewis completa e corretta.
Esercizio n. 3
Sulla base delle informazioni riportate sotto, indicare dove è spostato il seguente equilibrio acido-base:
Esercizio n. 4
Di seguito sono riportate delle coppie di composti, dire quale composto di ciascuna coppia ha il pK. più basso
Esercizio n. 5
Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente
Esercizio n. 6
Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente
Esercizio n. 7
Metti i seguenti composti in ordine di acidità crescente:
Esercizio n. 8
Metti i seguenti composti in ordine di basicità crescente
a) prevedete approssimativamente la geometria di oguno degli atomi indicati dalla freccia. Specificare il tipo dio ibridazione che giustifica tale geometria;
b) descrivete gli orbitali utilizzati per formare ciascun legame agli atomi indicati dalle frecce (s, p, ibridi sp, sp2, sp3);
c) disegnate e mostrate la sovrapposizione degli orbitali coinvolti nei legami indicati al punto b);
Esercizio n. 2
Certi composti, come quello rappresentato in basso, sono dotati di una potente attività biologica contro tipi di cellule caratteristici del cancro alla prostata. In questa struttura, individuate in esempio di ciascuno dei seguenti tipi di atomi o legami:
a) un legame covalente singolo fortemente polarizzato;
b) un doppio legame covalente fortemente polarizzato;
c) un legame covalente quasi polare;
d) un atomo di carbonio ibridato sp;
e) un atomo di carbonio ibridato sp2;
f) un atomo di carbonio ibridato sp3;
g) un legame tra atomi con ibridazione diversa;
h) il legame più lungo della molecola;
i) in legame più corto nella molecola (esclusi i legami agli atomi di idrogeno).
Esercizio n. 3
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?
Esercizio n. 4
Completare la seguente struttura di Lewis e calcolare la carica formale per tutti gli atomi diversi dall’idrogeno:
Calcolare la carica formale per tutti gli atomi (tranne idrogeno) delle seguenti specie.
Esercizio n. 2
Scrivere la struttura di Lewis dell’anione nitrato
Esercizio n. 3
Rappresentare la struttura di Lewis dello ione idrogenosolfato. Calcolare le cariche formali e scrivere almeno due strutture di risonanza.
Esercizio n. 4
Rappresentare la struttura di Lewis, comprendendo i tipici contributi alla struttura di risonanza (ove appropriato) in relazione a: (a) cloruro di ammonio; (b) ipoclorito di calcio.
Esercizio n. 5
Scrivere tre strutture di risonanza a differente energia dello ione periodato. Determinare la carica formale di ciascun atomo ed identificare la struttura di energia minima
Esercizio n. 6
Rappresentare la struttura di Lewis dello:
(a) ione solfato
(b) ione solfito
Calcolare le cariche formali e scrivere almeno due strutture di risonanza per ogni specie
Un saggio per la presenza degli ioni ferro (III) in soluzione consiste nell’aggiungere una soluzione di tiocianato di potassio, KSCN, ciò fornisce la colorazione rosso-sangue di un composto ferro-ione tiocianato. Formulare tre strutture di Lewis con diversa disposizione degli atomi per lo ione tiocianato e individuare la struttura più plausibile come quella in cui le cariche formali si approssimano allo zero. Per semplicità consideriamo solamente le strutture che contengono doppi legami.
Esercizio 2
Suggerire una struttura plausibile per il gas tossico fosgene, COCl2. Formulare la struttura di Lewis e indicare le cariche formali
Esercizio n. 3
In quale dei seguenti composti i legami hanno maggiore carattere ionico? (a) CO2; (b) NO2
Esercizio n. 4
In quale tra i composti NaBr e MgBr2 i legami manifestano più accentuato carattere covalente?
Esercizio n. 5
Disporre le seguenti coppie di ioni in ordine di raggio atomico crescente: (a) Mg2+ e Al3+; (b) O2- e S2- ; Ca2+ e K+; S2- e Cl–
Esercizio n. 6
Il cloro può presentare stati di ossidazione sia positivi che negativi. Qual è il numero di ossidazione massimo (a9 positivo, (b) negativo che esso può manifestare? (c) formulare la configurazione elettronica di tali ststi. (d) spiegare come sono stati stabiliti i valori scelti.
Esercizio n. 7
rappresentare la struttura di Lewis, comprendendo i tipici contributori alla struttura di risonanza in relazione a (a) ione solfito; (b) ione idrogenosolfito; (c) ione perclorato; (d) ione nitrito.
Esercizio n. 8
Per ciascuna coppia, individuare il composto i cui legami manifestano ilo maggiore carattere ionico: (a) HCl e HI; (b) CH4 e CF4; (c) CO2 e CS2
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
Spiegare come convertire il toluene in questi due acidi carbossilici
Esercizio n. 2
Proporre un meccanismo stdi per la preparazione del difenilmetano per trattamento del benzene con diclorometano in presenza di AlCl3.
Esercizio n. 3
Proporre una sintesi del trifenilmetano a partire dal benzene come unica fonte dell’anello aromatico. E’ possibile utilizzare ogni altro reagente necessario.
Esercizio n. 4
La reazione del fenolo con l’acetone, in presenza di un catalizzatore acido, dà il bisfenolo A, un composto utilizzato nella produzione del policarbonato e delle resine epossidiche. Proporre un meccanismo per la sintesi del bisfenolo A
Esercizio n. 5
il 2,6-diterz-butil-4-metilfenolo, più noto come idrossitoluene butilato o BHT, è usato come antiossidante nei cibi per ritardarne il deperimento. Il BHT è sintetizzato industrialmente dal 4-metilfenolo (p-cresolo) per reazione con 2-metilpropene in presenza di acido fosforico. Proporre un meccanismo per questa sintesi.
Esercizio n. 6
partendo dal benzene, dal toluene o dal fenolo come uniche fonti di anelli aromatici, mostrare la sintesi dei seguenti composti:
a) Scrivere il meccanismo della reazione del bromuro di t-butile con il benzene e il tricloruro di alluminio per dare il t-butil-benzene.
b) Ripetere la parte (a) usando il bromuro di isobutile.
c) Ripetere la parte (a) usando il bromuro di s-butile.
d) Ripetere la parte (a) usando il bromuro di n-butile.
Esercizio n. 2
Scrivere il meccanismo completo per l’acilazione di Fridel-Crafts del toluene con cloruro di acetile, usando il tricloruro di alluminio come catalizzatore
Esercizio n. 3
Quali sono i prodotti principali di sostituzione elettrofila aromatica, partendo dai seguenti composti?
Esercizio n. 4
Completare le seguenti reazioni. Precisare inoltre se ogni reazione è più veloce o più lenta della corrispondente reazione del benzene:
Esercizio n. 5
Impostare la sequenza delle reazioni necessarie per la preparazione dei seguenti composti a partire dal benzene:
Esercizio n. 6
La piridina dà sostituzioni elettrofile aromatiche preferenzialmente alla posizione 3 come mostrato dalla sintesi della 3-nitropiridina. Il pirrolo dà sostituzioni elettrofile aromatiche preferenzialmente alla posizione 2 come illustrato nella sintesi del 2-nitropirrolo.
(a) Scrivi le strutture di risonanza per l’intermedio formato all’attacco di NO2+ alle posizioni 2, 3 e 4 della piridina. Dall’esame di questi intermedi, suggerisci una spiegazione per la nitrazione preferenziale alla posizione 3.
(b) Scrivi le strutture di risonanza per l’intermedio formato all’attacco di NO2+ alle posizioni 2 e 3 del pirrolo. Dall’esame di questi intermedi, suggerisci una spiegazione per la nitrazione preferenziale alla posizione 2.
Esercizio n. 7
Di seguito sono riportati gli stadi finali della sintesi del trifluralin, un nuovo erbicida.
(a) Spiega l’effetto orientante della nitrazione nello Stadio 1.
(b) Proponi un meccanismo per la reazione di sostituzione nello Stadio 2.
Proporre la sintesi del 4-fenil-2-butanone a partire dall’estere acetoacetico e dalla benzaldeide.
Esercizio n. 2
L’anticoagulante warfarina (coumadin) viene sintetizzato a partire da 4-idrossicumarina, benzaldeide e acetone. Mostrare come effettuare la sintesi.
Esercizio n. 3
L’ossanammide è un blando sedativo appartenente a una classe di molecole chiamate ossanammidi. Proporre una sintesi di questo composto partendo dal solo butanale.
Esercizio n. 4
Il 3,5,5-trimetil-2-cicloesenone può essere preparato usando acetone e acetato di etile come fonti di atomi di carbonio. IN questa sintesi i nuovi legami carbonio-carbonio si formano per combinazione di reazioni aldolica, di Claisen e di Michael. Mostrare la sintesi di questo composto.
Esercizio n. 5
Facendo uso delle reazioni dei carbonio in alpha, suggerire i materiali di partenza A-L necessari per preparare ciascuna delle strutture che seguono (1-6). Mostrare il meccanismo di ciascuna reazione.
Chimica Organica-DiSTABiF 
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