CHIMICA ORGANICA - CLASSE 3 - RISPOSTE

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1 CHIMICA ORGANICA - CLASSE 3 - RISPOSTE Prof: Anna Rosa MASTELLARI. Specializzazione di CHIMICA Testo: CHIMICA ORGANICA, BIORGANICA E LABORATORIO ALCANI E CICLOALCANI (Capitolo 2) 1. Assegnare la nomenclatura IUPAC ai seguenti compopsti: a) CH CH 2 C CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 CH CH CH 2 - CH CH 2-5-ETIL-8ISOPROPIL-2,3,10,10,12-PENTAMETILTETRADECANO CH 2 - CH 2 - b) CH CH C CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 C CH 2 CH 2 CH- 6-ETIL-8-ISOPROPIL-4-n-PROPIL-2,3,4,11,11-PENTAMETILTRIDECANO 2. Individuare il numero di carboni primari, secondari, terziari e quaternari nei composti a) e b) dell esercizio precedente. a) Primari =10, Secondari = 7, Terziari = 6, Quaternari = 1 b) Primari =11, Secondari = 8, Terziari = 5, Quaternari = 2 3. Scrivere tutti i possibili isomeri di posizione di: a) L alcano di formula bruta C 7 H 16. b) Il cicloalcano di formula bruta C 7 H 14 con ciclo base il ciclobutano. a) Isomeri = 9, Isomeri = 8 4. Dato il seguente cicloalcano individuare le isomerie CIS e TRANS evidenziando i gruppi a maggiore priorità. CH 2 TRANS TRANS OH H H H / CH 2 CH 2 CIS H /

2 5. Spiegare in cosa consiste la differenza tra isomerie conformazionali e configurazionali. Vedi testo a pag Illustrare quali sono le proprietà fisiche di alcani e cicloalcani. Vedi testo a pag Bilanciare le seguenti reazioni di combustionecompleta: a) 4 C 5 H O 2 20 CO H 2 O b) 2 C 4 H O 2 8 CO H 2 O c) 2 C 5 H O 2 10 CO H 2 O 8. Indicare quali sono i prodotti di bromurazione radicalica del: 2,2,3-trimetilbutano. C C + HBr Br 9. Scrivere la formula del seguente composto: 2,9-dimetil-5-etil-4-n-propil-7-secbutilundecano CH 2 - CH 2 - CH CH 2 CH CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH Scrivere un alcano che contenga almeno 2 carboni quaternari, 3 carboni terziari, 5 carboni secondari e 6 carboni primari. Esercizio libero!

3 LE REAZIONI IN CHIMICA ORGANICA ( Capitoli 1 e 3) 1. Indicare quali tra le seguenti sono reazioni di Addizione, di Eliminazione o di Sostituzione: a) C N + 2 H 2 CH 2 NH 2 Addizione b) C=O + NH 3 C=O + H Sostituzione NH 2 c) CH OH + KMnO 4 C=O Eliminazione d) C=O C N + H 2 O Eliminazione NH 2 e) CH 2 + NaOH CH 2 OH + Na Sostituzione 2. Illustrare la teoria acido-base secondo Lewis. Vedi testo pag Spiegare quali sono le caratteristiche ed i limiti della teoria acido-base secondo Brønsted e Lowry. Vedi appunti e testo pag Indicare tra i seguenti composti quali sono i nucleofili e quali gli elettrofili, a) Al 3 ; b) K + ; c) H + ; d) NH 2 ; e) H 2 O; f) H 3 O + ; g) -CH 2 - ; h) HSO 4 ; i) CH 4 ; l) Br. a) E, b) E, c) E, d) Nu, e) Nu, f) E, g) /, h) Nu, i) /, l) Nu 5. Spiegare quale è la differenza tra legami di natura elettrostatica e legami di natura covalente. Vedi appunti 6. Mettere in ordine di forza crescente i seguenti legami: a) Legame omopolare 5 b) Legame di Van der Waals 1 c) Legame ionico 3 d) Legame eteropolare 4 e) Legame dipolo dipolo 2 7. Scrivi tutto quello che sai sull ibridazione sp 2 del BORO. Vedi appunti e testo a pag Indica l ibridazione di tutti gli atomi presenti nei reagenti dell esercizio 1 basandoti sui legami (ove è possibile). a) = sp 3, C = sp, N= sp. b) e = sp 3, C = sp 2, O = sp 2 c) Tutti sp 3 d) e NH 2 = sp 3, C = sp 2, O = sp 2 e) Tutti sp 3

4 9. Ordinare secondo la stabilità crescente i seguenti carbanioni motivando la scelta fatta: a) -CH 2 ; b) -C 2 ; c) ; d) ( ) 2 CH ; e) ( ) 3 C. 1 1 >eff I Me 2 3 e) < d) < a) < b) < c) 10. Ordinare secondo la stabilità crescente i seguenti carbocationi motivando la scelta fatta: a) + ; b) 3 C + ; c) ( ) 3 C + ; d) -CH 2 + ; e) -CH 2 ( ) 2 C +. Me Me >eff I >eff +I b) < a) < d) < c) < e) ALCHENI E ALCHINI (Capitolo 4) 1. Assegnare la nomenclatura IUPAC ai seguenti composti: a) CH CH 2 CH CH 2 CH CH = C CH 2 CH=CH 2 CH 2 5-ETIL-3,7,9-TRIMETIL-1,8-UNDECADIENE b) CH CH 2 C C CH 2 CH CH 2 CH CH 2 C CH CH C( ) 3 CH 2 11,12-DIMETIL-4-ETIL-6-TERBUTIL-1,8-TRIDECADIINO c) CH C CH CH 2 CH = C CH 2 CH CH CH = CH CH 2 CH 2 CH 4,5-DIMETIL-7-ISOPROPIL-10-n-PROPIL-2,7-DODECADIEN-11-INO 2. Scrivere tutti i possibili isomeri di posizione del seguente Idrocarburo: C 6 H 10. Isomeri di posizione = 3. Scrivere le regole di Chan Ingold Prelog. Vedi testo a pag Dati i seguenti composti, stabilire le isomerie E / Z evidenziando i gruppi a maggiore priorità. O = C CH 2 \ / a) C = C E / \ HO CH 2 CH 2 HC C NH \ / b) C = C E / \ CH 2 N = N

5 5. Illustrare il meccanismo di idratazione sul 2-metil-2-esene. C = CH CH 2 CH 2 + H + C CH 2 CH 2 CH 2 + H 2 O H 2 O HO C CH 2 CH 2 CH 2 H + C CH 2 CH 2 CH 2 6. Scrivere le proprietà chimiche e fisiche di alcheni e alchini. Vedi testo pag. 64 e Illustrare il meccanismo di preparazione del 3-metil-1-butino a partire da carbon coke e calce viva. 3 C + CaO CO + CaC 2 CaC H 2 O H C C H + Ca(OH) 2 H C C H + NaNH 2 H C C Na + + NH 3 H C C Na + + CH H C C CH + Na 8. Illustrare il meccanismo di disidratazione del seguente composto: HO CH CH CH 2 CH + H + CH 2 H 2 O CH CH CH 2 CH H 2 O CH 2 CH CH CH 2 CH H + CH 2

6 C = CH CH 2 CH 2 CH 2 9. Illustrare il meccanismo di doppia deidroalogenazione sul seguente composto: CH CH CH 2 + NaNH 2 CH = C CH 2 + NH 3 + Na CH = C CH 2 + NaNH 2 C C CH 2 + NH 3 + Na Condizioni di reazione: -33 C e NH 3 liquida come solvente! 10. Completare e bilanciare le seguenti reazioni: a) C C CH 2 + H 2 / Cat. Di Lindlar CH = CH CH 2 b) ( ) 3 C CH + NaNH 2 / -33 C, NH 3 (l) Impossibile, mancano H vicinali c) 3 CH 2 CH = CH 2 + BH 3 H 2 O 2 /NaOH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH + Na 3 BO 3 d) CH = CH CH + H/ hν, perossidi CH CH 2 CH d) C + Zn Impossibile, alogeni geminali! e) CH 2 C CH + 2 Br 2 CH 2 CBr 2 CHBr 2 f) C C Na + + CH 2 C C CH 2 + Na g) HC CH + H 2 O / H + CH = O 11. Illustrare il meccanismo di idratazione dell 1-butino.

7 H 2 O CH 2 C CH + H + CH 2 C = CH 2 + H 2 O CH 2 C = CH 2 H + HO CH 2 C = CH 2 CH 2 C = O 12. Illustrare il meccanismo di idroalogenazione su: C = CH CH + H + Br C CH 2 CH + Br Br C CH 2 CH 13. Spiega quali sono i metodi con cui possono essere identificati i legami multipli (doppi e tripli). Vedi testo pag. 69 ed appunti Spiega per quale motivo l idratazione degli alchini dà un prodotto instabile, l enolo, che evolve in chetone e non torna indietro. Vedi testo pag. 68 ed appunti. 15. Assegnare il numero di ossidazione organico agli atomi scritti in grassetto nei seguenti composti: a) HO b) CH 2 C = CH 2 2 CH 2 C = O c) Br +1 1 C CH 2 CH 2

8 IDROCARBURI AROMATICI (Capitolo 5) 1. a) 6-benzil-2,9-dimetil-4-fenil-3,5-undecadiene e) 4,8-dibenzil-2,4-difenil-5-undecen-10-ino c) Para-xilene oppure: 1,4-dimetilbenzene 2. a) CH 2 =CH O CH 2 OH CH 2 CH = O + CH 2 OH +M - Attivante b) CH 2 =CH C = O + CH 2 CH = C O -M - Disattivante OH OH c) CH 2 =CH J CH 2 CH = J + +M - Disattivante 3. a) NO! Non rispetta la regola di Hückel b) NO! Non è planare e non rispetta la regola di Hückel c) NO! Non è planare, non è delocalizzato e non rispetta la regola di Hückel d) SI! 4. La Alchilazione di Friedel Crafts non può essere effettuata se sul benzene sono già presenti gruppi disattivanti, non possono essere inseriti sul benzene gruppi alchilici lineari superiori a tre atomi di carbonio, si ottengono sempre notevoli miscele di sottoprodotti di reazione che inquinano il prodotto. 5. Vedi libro di testo da pagina 88 a pagina Preparazione dell elettrofilo: HNO 3 + H 2 SO 4 H 2 O + NO HSO4 - NO 2 H + NO ecc NO 2 + H + H + 7. Vedi libro di testo a pag. 91 ed appunti personali. 8. Il meccanismo è analogo a quello dell esercizio n 6, l attacco avviene in posizione para rispetto al gruppo sostituente o in posizione orto, si ha comunque una forma mesomera in più: H Br - OH

9 9. a) CN COOH b) HO NH 2 c) O 10. a) CH 2 CH 2 + KMnO 4 COOH b) C N + CH 2 + Al 3 X - + c) SO 3 H + NaOH SO 3 Na d) C = O + LiAlH 4 CH 2 e) + Br 2 + AlBr 3 Br + HBr + Prodotti orto- e orto-para sostituiti

10 ALOGENURI ALCHILICI ( Capitolo 6)

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