Chimica Organica-DiSTABiF

Esercizio n. 1

Per ciascuno dei seguenti alogenuri alchilici scrivere il principale prodotto di eliminazione E2 specificandone la stereochimica.

Esercizio n. 2

Per ciascuno dei seguenti alogenuri alchilici terziari, scrivere il prodotto della reazione di solvolisi con metanolo.

Esercizio n. 3

Per ciascuno dei composti dell’esercizio precedente, scrivere il/i prodotto/i della reazione E1 che accompagnano i prodotti di sostituzione. Indicare il prodotto principale.

Esercizio n. 4

Dalla reazione del seguente dialogenuro alchilico con metanolo si ottengono due cloroeteri. Mostrare la loro struttura.

Esercizio n. 5

Quale sarà il prodotto principale di eliminazione che si otterrà a partire da ciascuno dei seguenti reagenti per trattamento con una base forte e con una base debole?

Esercizio n. 6

il cis-4-bromocicloesanolo e il trans-4-bromocicloesanolo, per reazione con OH^– danno lo stesso prodotto di eliminazione ma differenti prodotti di sostituzione: uno dei due reagenti forma il trans-1,4-cicloesandiolo mentre l’altro forma il 7-ossabiciclo[3.2.1]-eptano.

a) Perchè danno lo stesso prodotto di eliminazione?

b) Illustrare il meccanismo delle reazioni di sostituzione

c) A quanti stereoisomeri dà origine ciascuna delle reazioni di sostituzione e di eliminazione?

Esercizio n. 7

Proporre un meccanismo per la seguente reazione. Spiegare perchè il metanolo sostituisce solo uno degli atomi di bromo

Esercizio n. 8

Quali prodotti si ottengono dalla seguente reazione?

Esercizio n. 1

Indicare i prodotti di eliminazione delle seguenti reazioni. Se i prodotti possono esistere come stereoisomeri specificare quali di essi si ottengono. 

1. (R)-2-bromobutano + HO^–
2. (R)-2-bromo-2-fenilbutano + H₂O
3. trans-1-cloro-2-metilcicloesano + HO^–
4. trans-1-cloro-2-metilcicloesano + CH₃O^–
5. 3-bromo-3-metilpentano+ HO^–
6. 3-bromo-3-metilpentano + CH₃O^–
7. (2S,3S)-2-cloro-3-metilpentano + CH₃O^–  
8. (2S,3R)-2-cloro-3-metilpentano + CH₃O^–
9. (2R,3S)-2-cloro-3-metilpentano + CH₃O^–
10. (2R,3R)-2-cloro-3-metilpentano + CH₃O^–
11. 3-cloro-3-etil-2,2,-dimetilpentano + CH₃O^–

Esercizio n. 2

Dalla seguente reazione si ottengono tre prodotti di sostituzione e tre prodotti di eliminazione. Spiegare la formazione di ciascuno di essi.

Esercizio n. 3

Scrivi le formule di struttura degli alcheni che si formano per trattamento di ciascun alogenuro alchilico con etossido di sodio in etanolo. Assumi che tutte le reazioni avvengano con un meccanismo E2

Esercizio n. 4

Come si può sintetizzare i seguenti composti a partire da un alogenuro alchilico ed un nucleofilo?

Esercizio n. 5

Scrivi la formula di struttura del prodotto organico principale per ognuna delle reazioni e specifica il meccanismo più probabile per la sua formazione

Esercizio n. 6

Quando il cis-4-clorocicloesanolo viene trattato con idrossido di sodio in etanolo, si ottiene solo il prodotto di sostituzione trans-1,4-cicloesandiolo (1). Nelle stesse condizioni di reazione il trans-4-clorocicloesanolo si trasforma nel 3-cicloesenolo (2) e nell’etere biciclico (3).

1. proponi un meccanismo per la formazione del prodotto (1) e spiega le ragioni della sua configurazione.
2. Proponi un meccanismo per la formazione del prodotto (2).
3. Spiega la ragione per cui l’etere biciclico (3) si forma dall’isomero trans ma non da quello cis.

Esercizio n. 1

Completare le seguenti reazioni, scrivendo i prodotti di sostituzione. Illustrare il meccanismo e specificare la stereochimica, se necessario.

a) 1-bromoeptano + CN^–; 

b) iodociclopentano + etantiolato di potassio; 

c) clorobenzene + metanolo; 

d) bromuro di benzile + OH^–; 

e) 1-cloro-1-butene + Br^–

f) (R)-2-bromocicloesano + CH₃CH₂O^–

g) cloruro di benzile + etanolo

h) 1-bromo-2-pentene + metossido di potassio

i) 1-bromo-2-butene + metanolo

l) 1-bromo-2-metilenecicloesano + CN-

m) 1-bromo-2-metilenecicloesano + metanolo

n) 1-bromo-2,4-eptadiene + metanolo

Esercizio n. 2

Quali delle seguenti affermazioni sono tipiche di un meccanismo S_N2:

a) La reazione procede con inversione di configurazione

b) L’ordine di reattività dell’alogenuro alchilico è il seguente: metile (più veloce) > 1° >2° > 3°

c) Possono avvenire riarrangiamenti

d) La velocità di reazione dipende dalla concentrazione del nucleofilo e dell’alogenuro alchilico

e) La reazione è, generalmente, più veloce in solventi polari aprotici 

f) la velocità dipende dalla concentrazione del nucleofilo

g) la reazione avviene in uno stadio

h) Si forma un intermedio carbocationico

l) Si ottiene un prodotto in cui l’ibridazione del C che ha reagito è diversa da quella che aveva nel prodotto di partenza.

Esercizio n. 3

Quali delle seguenti affermazioni sono vere per sostituzioni nucleofile che avvengono con meccanismo SN2 e quali sono vere per sostituzioni nucleofile che avvengono con meccanismo SN1? 

a) gli alogenuri terziari reagiscono più velocemente dei secondari; 

b) se si usa un substrato otticamente attivo, la configurazione del prodotto è opposta a quella del prodotto di partenza;

c) la velocità della reazione dipende solo dalla concentrazione del substrato; 

d) la reazione avviene in un solo stadio; 

e) i carbocationi sono intermedi della reazione; 

f) la velocità della reazione dipende dalla natura del gruppo uscente; 

g) il 2,2-dimetil-1-cloropropano è poco reattivo.

Esercizio n. 4

Spiegare perché: 

a) lo ione fenato (=fenossido) è un nucleofilo più forte dello ione p-nitrofenato; 

b) la reazione del 2-cloropropano con KCN in acetone è più lenta di quella dell’1-cloropropano; 

c) i derivati allilici reagiscono rapidamente sia in condizioni di sostituzione unimolecolare che bimolecolare; 

d) il clorometil metil etere dà reazione SN1 molto velocemente.

Esercizio n. 5

Quale è il meccanismo di reazione (S_N1, S_N2, E1, E2) più probabile nelle seguenti condizioni di reazione. Argomentare la scelta fatta

a) 2-bromopropano + KI in acetone; 

b) 2-bromopropano + acetato di sodio in acqua; 

c) 2-bromopropano + etanolo; 

d) 2-bromopropano + etanolo, a caldo.

Esercizio n. 6

Indicare il prodotto principale di eliminazione che si ottiene dalle seguenti reazioni. Specificare la stereochimica.

a) (R)-2-iodopentano + NaOH (alta concentrazione)

b) (R)-3-cloro-3-metileptano + isopropanolo 

c) trans 1-cloro-2-metilcicloesano + NaOH (alta concentrazione)

d) 3-cloro-3-metilesano + metanolo

Esercizio n. 7

Rappresenta i prodotti delle seguenti reazioni S_N2, tenendo presente la stereochimica

a) (3S,4S)-3-cloro-4-etil-eptano + CH3O-

b) (3S,4R)-3-cloro-4-etil-eptano + CH₃O^–

c) (3R,4R)-3-cloro-4-etil-eptano + CH₃O^–

d) (3S,4S)-3-cloro-4-etil-eptano + CH₃O^–

Esercizio n. 8

Rappresenta i prodotti delle seguenti reazioni E2, tenendo presente la stereochimica

a) 2S,3S-2-bromo-3-metilesano + OH^– a caldo

b) 2S,3R-2-bromo-3-metilesano + OH^– a caldo

c) 2R,3R-2-bromo-3-metilesano + OH^– a caldo

d) 2R,3S-2-bromo-3-metilesano + OH^– a caldo

e) 2S,3S-2-fluoro-3-metilesano + OH^– a caldo

Esercizio n. 1

Il fenolo è più acido del cicloesanolo di 6 unità di pK (circa un milione di volte più acido). Così mentre gli alcoli sono neutri, i fenoli sono in realtà degli acidi, con una acidità  paragonabile a quella dell’ HCN e reagiscono con NaOH in modo pressoché completo, portando allo ione fenato corrispondente.

L’anilina, invece, è una base più debole della cicloesilammina (per cinque unità di pK). Come si spiegano queste osservazioni?

Esercizio n. 2

Il pirrolo, il furano e il tiofene sono tre eterociclici aromatici contenenti rispettivamente un atomo di azoto, ossigeno e zolfo. Dire quale di essi è più aromatico e quale meno, motivando la risposta.

Esercizio n. 3

La piridina e il pirrolo sono due composti eterocilici aromatici contenenti un atomo di azoto: mentre però la prima è basica, il secondo non lo è affatto. Come si spiega questa affermazione?

Esercizio n. 4

Disporre le seguenti molecole in ordine crescente di acidità. Spiegare la sequenza usando se necessario le appropriate forme di risonanza.

Esercizio n. 5

Disporre i seguenti fenoli in ordine crescente di acidità.

Esercizio n. 6

Classificare ciascuno dei seguenti composti come aromatico, antiaromatico o non aromatico:

Esercizio n. 1

Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente e spiegare sinteticamente il perché

Esercizio n. 2

Disporre i seguenti composti in ordine di basicità decrescente e spiegare sinteticamente il perché

Esercizio n. 3

Classificare ciascuno dei seguenti composti come aromatico (A), antiaromatico (AntiA) o non aromatico (noA).  

Esercizio n. 4

Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni illustrando i meccanismi di azione.

Esercizio n. 4

Utilizzando il diagramma degli orbitali molecolari per l’1,3,5-esatriene determinare l’HOMO e il LUMO per la molecola nello stato fondamentale e nello stato eccitato.  

Esercizio n. 5

Scrivere il meccanismo della seguente reazione, specificando le strutture di risonanza degli intermedi. Disegnare un diagramma di energia libera/coordinata di reazione e individuare lo stadio cinetico

Esercizio n. 6

Scrivere il/i prodotto/i della seguente reazione di Diels-Alder. Specificare la regiochimica e la stereochimica, se necessario.

Esercizio n. 7

Rappresentare le strutture di risonanza dei seguenti composti:

Esercizio n. 1

Prevedete la struttura del prodotto principale che si ottiene dall’addizione 1,2 di una mole di Br₂ all’isoprene (2-metil-1,3-butadiene). Prevedete, inoltre, la struttura del principale prodotto di addizione 1,4 nelle medesime condizioni.

Esercizio n. 2

Scrivete le formule di struttura dei due isomeri strutturali a formula molecolare C₅H₆Br₂ che si ottengono dall’addizione di 1 mole di D-Br al ciclopentadiene.

Esercizio n. 3 

Quali sono i prodotti principali che si ottengono dall’addizione di una mole di Br₂ ai seguenti dieni in condizioni di controllo cinetico o termodinamico?

Esercizio n. 4

Dite quale dei seguenti composti reagisce con anidride maleica (=cis-butendioica) e quale no, spiegando e scrivendo l’equazione chimica delle reazioni che avvengono: a) 1,4-pentadiene; b) butadiene; c) ciclopentadiene; d) 1,4-cicloesadiene; e) 1,3-cicloesadiene; f) 1,3-esadiene; g) 1,4- esadiene; h) 1,5-esadiene.

Esercizio n. 5

Anche gli alchini possono essere usati come dienofili nelle reazioni di Diels-Alder. Scrivere le strutture dei prodotti che si ottengono dalla reazione del 1-metossi-1,3-butadiene con: a) esafluoro-2-butino; b) propinoato di metile; c) butindioato dimetilico.

Esercizio n. 6

Prevedete i prodotti delle seguenti reazioni di Diels-Alder

Esercizio n. 7

A partire da quali dieni e dienofili si ottengono i seguenti addotti di Diels-Alder ?

Esercizio n. 1

Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni e il loro meccanismo di formazione

Esercizio n. 2

La reazione riportata in basso forma un solo prodotto: A. Disegnare gli intermedi che conducono a ciascun prodotto e spiegare perché non si osserva la formazione di B.

Esercizio n. 3

Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni:

Esercizio n. 4

Predire il prodotto principale delle seguenti reazioni. specificare la stereochimica dei prodotti, se necessario.

Esercizio n. 4

Scrivere i composti di partenza che sono stati utilizzati per formare i seguenti prodotti di Diels-Alder:

Esercizio n. 5

I seguenti composti vanno incontro a due reazioni di Diels-Alder consecutive. Scrivere il prodotto di ciascuna addizione.

Esercizio n. 1

Quali composti si ottengono per reazione di ognuno dei seguenti reagenti con il 2,4-esadiene?

                            (a)  HCl;

                            (b)  Br₂ in H₂O;

                            (c)  H₂SO₄ in CH₃CH₂OH.

Esercizio n. 2

Scrivere i prodotti delle reazioni del trans-1,3-pentadiene con ciascuno dei reagenti elencati nell’esercizio n°1.

Esercizio n. 3

Scrivere i prodotti delle reazioni del 1,3-cicloeptadiene con ciascuno dei reagenti elencati nell’esercizio n°1.

Esercizio n. 4

Scrivere i prodotti delle reazioni del 2-metil-1,3-pentadiene con ciascuno dei reagenti elencati nell’esercizio n°1.

Esercizio n. 5

Predici il prodotto maggioritario formato dall’addizione 1,2 dell’HCl al 2-metil-1,3-butadiene (isoprene).

Esercizio n. 6

Predici il prodotto maggioritario formato dall’addizione 1,4 di HCl all’isoprene.

Esercizio n. 7

Predici la struttura del prodotto maggioritario dell’addizione 1,2 di una mole di Br₂ all’isoprene. Predici anche la struttura del prodotto di addizione 1,4 che si forma in queste condizioni nella stessa reazione.

Esercizio n. 8

Quale delle seguenti due molecole ti aspetti sia il prodotto maggioritario nell’addizione 1,2 di HCl al ciclopentadiene? Spiega.

(b) Predici il prodotto maggioritario che si forma dall’addizione 1,4 di HCl al ciclopentadiene.

Esercizio n. 9

Quali sono i prodotti cinetici e termodinamici che ti aspetti dall’addizione di una mole di Br₂ ai seguenti dieni:

Esercizio n. 10

Scrivete il/i prodotto/i di reazione dei seguenti alcheni con un equivalente di HI. Illustrate il meccanismo di ciascuna reazione.

Esercizio n. 1

Quali delle seguenti specie hanno elettroni delocalizzati?

Esercizio n. 2

Disegnate le forme di risonanza, mostrando appropriatamente il movimento degli elettroni) e una rappresentazione dell’ibrido di risonanza più appropriato per ciascuna delle seguenti specie.

Per ciascuna specie, indicate la forma di risonanza che dà il contributo maggiore all’ibrido di risonanza. Spiegate le vostre scelte.

Esercizio n. 3

Quali tra i seguenti carbocationi possono andare incontro a trasposizione?

Esercizio n. 4

Disponete i seguenti composti in ordine di basicità crescente

Esercizio n. 5

Ordinate i seguenti fenoli dal più acido al meno acido

Esercizio n. 6

Quali tra i seguenti carbocationi possono andare incontro a trasposizione?   (1 pt)

Esercizio n. 1

Partendo dal 2-metilpropene e impiegando qualsiasi altro reagente, delineate uno schema di sintesi per ciascuno dei seguenti composti:

a) 2-metil-2-propanolo

b) 2-cloro-2-metilpropano

c) 1-cloro-2-metil-2-propanolo

d) 2-metil-1-propanolo

Easercizio n. 2

Partendo da etino e 1-bromopentano come unici composti organici e impiegando qualsiasi composto inorganico ritenuto necessario, proponete un metodo di sintesi del 2,2-dibromoeptano. Illustrare l’analisi retrosintetica.

Esercizio n. 3

L’attrattivo sessuale della mosca comune (Musca domestica) è un composto chiamato “muscalure”, la cui formula di struttura è (z)-CH₃(CH₂)₁₂CH=CH(CH₂)₇CH₃. Elaborate una possibile sintesi del feromone partendo dall’etino e impiegando i reagenti necessari. Illustrare l’analisi retrosintetica.

Esercizio n. 4

Partendo da etino come unica fonte di carbonio e impiegando qualsiasi composto inorganico ritenuto necessario, proponete un metodo di sintesi di ciascuno dei seguenti composti. Illustrate l’analisi retrosintetica.