Indice. xvii Prefazione 1 Introduzione per lo studente

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1 xvii Prefazione 1 Introduzione per lo studente CAPITL 1 6 Legame chimico e isomeria La disposizione degli elettroni negli atomi Il legame ionico e il legame covalente 1.2A. I composti ionici, 8; 1.2B. Il legame covalente, Il carbonio e il legame covalente I legami semplici carbonio carbonio I legami covalenti polari I legami covalenti multipli La valenza L isomeria Come si scrivono le formule di struttura Le formule di struttura semplificate La carica formale La risonanza Il significato delle frecce Gli orbitali e il legame chimico. Il legame sigma Gli orbitali ibridati sp 3 del carbonio Il carbonio tetraedrico. I legami nel metano La classificazione in base alla struttura molecolare 1.17A. I composti aciclici, 31; 1.17B. I composti carbociclici, 32; 1.17C. I composti eterociclici, La classificazione in base ai gruppi funzionali ALTRI PRBLEMI, 35

2 IV CAPITL 2 38 Alcani e cicloalcani; isomeria conformazionale e isomeria geometrica La struttura degli alcani La nomenclatura dei composti organici Le regole IUPAC per la nomenclatura degli alcani Alchili e alogeni come sostituenti L applicazione delle regole IUPAC Le fonti di alcani Le proprietà fisiche degli alcani e le interazioni intermolecolari di non legame Le conformazioni degli alcani La nomenclatura e le conformazioni dei cicloalcani L isomeria cis-trans nei cicloalcani Isomeri possibili e isomeri impossibili, Riepilogo sull isomeria Le reazioni degli alcani 2.12A. L ossidazione e la combustione: gli alcani come combustibili, 56; 2.12B. L alogenazione degli alcani, 58 Il metano, il gas di palude e l esperimento di Miller, Il meccanismo radicalico a catena dell alogenazione RIEPILG DELLE REAZII, 61 RIEPILG DEI MECCAISMI, 61 ALTRI PRBLEMI, 62 CAPITL 3 65 Alcheni e alchini Definizione e classificazione La nomenclatura Alcune caratteristiche dei doppi legami Il modello orbitalico del doppio legame; il legame L isomeria cis trans negli alcheni La chimica della visione, Le reazioni di addizione e di sostituzione a confronto

3 V Le reazioni di addizione polare 3.7A. L addizione di alogeni, 75; 3.7B. L addizione di acqua (idratazione), 75; 3.7C. L addizione di acidi, L addizione di reagenti asimmetrici ad alcheni asimmetrici. La regola di Markovnikov Il meccanismo di addizione elettrofila agli alcheni La spiegazione della regola di Markovnikov L equilibrio di reazione: che cosa rende possibile una reazione? La velocità di reazione: la reazione è veloce o è lenta? L idroborazione degli alcheni L addizione di idrogeno Le addizioni ai sistemi coniugati 3.15A. Le addizioni elettrofile ai dieni coniugati, 87; 3.15B. Le cicloaddizioni ai dieni coniugati: la reazione di Diels Alder, Le addizioni radicaliche; il polietilene L ossidazione degli alcheni 3.17A. L ossidazione con permanganato: un saggio chimico, 91; 3.17B. L ozonolisi degli alcheni, 92; 3.17C. Altre ossidazioni degli alcheni, 94 L etilene: materia prima e ormone delle piante, Alcune caratteristiche dei tripli legami Il modello orbitalico del triplo legame Il petrolio, la benzina e il numero di ottani, Le reazioni di addizione degli alchini L acidità degli alchini RIEPILG DELLE REAZII, 99 RIEPILG DEI MECCAISMI, 100 ALTRI PRBLEMI, 100 CAPITL I composti aromatici Alcune caratteristiche del benzene La struttura di Kekulé del benzene La risonanza nel benzene Il modello orbitalico del benzene I simboli del benzene La nomenclatura dei composti aromatici

4 VI L energia di risonanza del benzene La sostituzione elettrofila aromatica Il meccanismo della sostituzione elettrofila aromatica 4.9A. L alogenazione, 114; 4.9B. La nitrazione, 115; 4.9C. La solfonazione, 115; 4.9D. Alchilazione e acilazione, Sostituenti attivanti e disattivanti l anello Gruppi orto,para-orientanti e gruppi meta-orientanti 4.11A. I gruppi orto,para-orientanti, 118; 4.11B. I gruppi meta-orientanti, 120; 4.11C. L effetto del sostituente sulla reattività, L importanza degli effetti orientanti nella sintesi Gli idrocarburi aromatici policiclici Gli idrocarburi aromatici policiclici e il cancro, 123 Il C 60, una sfera aromatica: i fullereni, 124 RIEPILG DELLE REAZII, 127 RIEPILG DEI MECCAISMI, 128 ALTRI PRBLEMI, 128 CAPITL La stereoisomeria La chiralità e gli enantiomeri I centri stereogeni e l atomo di carbonio stereogeno La configurazione e la convenzione R-S La convenzione E-Z per gli isomeri cis trans La luce polarizzata e l attività ottica Gli esperimenti di Pasteur, interpretati da van t Hoff Le Bel, Le proprietà degli enantiomeri Le proiezioni di Fischer I composti con più di un centro stereogeno; i diastereomeri I composti meso; gli stereoisomeri dell acido tartarico Riepilogo delle definizioni di stereochimica Il decorso stereochimico delle reazioni Enantiomeria e attività biologica, La risoluzione delle miscele racemiche ALTRI PRBLEMI, 157

5 VII CAPITL I composti organici alogenati. Le reazioni di sostituzione e di eliminazione La sostituzione nucleofila Esempi di sostituzioni nucleofile I meccanismi di sostituzione nucleofila Il meccanismo S Il meccanismo S I meccanismi S 1 e S 2 a confronto u X Le reazioni S 2 in natura: le metilazioni biologiche, La deidroalogenazione, una reazione di eliminazione. I meccanismi E2 ed E La competizione tra sostituzione ed eliminazione 6.8A. Gli alogenuri terziari, 175; 6.8B. Gli alogenuri primari, 175; 6.8C. Gli alogenuri secondari, I composti alifatici polialogenati I CFC, lo strato di ozono e il mercato, 178 I composti organici alogenati di origine marina, 179 RIEPILG DELLE REAZII, 180 RIEPILG DEI MECCAISMI, 180 ALTRI PRBLEMI, 181 CAPITL Alcoli, fenoli e tioli La nomenclatura degli alcoli Gli alcoli prodotti industrialmente, La classificazione degli alcoli La nomenclatura dei fenoli Il legame idrogeno negli alcoli e nei fenoli Acidità e basicità rivisitate L acidità degli alcoli e dei fenoli La basicità degli alcoli e dei fenoli La disidratazione degli alcoli ad alcheni

6 VIII La reazione degli alcoli con gli acidi alogenidrici Altri metodi di preparazione degli alogenuri alchilici a partire dagli alcoli Alcoli e fenoli a confronto Alcoli e fenoli di importanza biologica, L ossidazione degli alcoli ad aldeidi, chetoni e acidi carbossilici Gli alcoli con più di un ossidrile La sostituzione elettrofila aromatica sui fenoli I chinoni e il coleottero bombardiere, L ossidazione dei fenoli I fenoli come antiossidanti I tioli, analoghi solforati degli alcoli e dei fenoli I capelli: ricci o dritti?, 204 RIEPILG DELLE REAZII, 205 ALTRI PRBLEMI, 205 CAPITL Eteri ed epossidi La nomenclatura degli eteri Le proprietà fisiche degli eteri Gli eteri come solventi Il reattivo di Grignard; un composto organometallico La preparazione degli eteri La scissione degli eteri L etere e l anestesia, Gli epossidi (ossirani) L epossido della Limantria dispar, Le reazioni degli epossidi Gli eteri ciclici RIEPILG DELLE REAZII, 221 ALTRI PRBLEMI, 222

7 IX CAPITL Aldeidi e chetoni La nomenclatura delle aldeidi e dei chetoni Aldeidi e chetoni comuni I metodi di preparazione delle aldeidi e dei chetoni Le aldeidi e i chetoni in natura Il gruppo carbonilico L addizione nucleofila ai carbonili: considerazioni meccanicistiche L addizione di alcoli: la formazione di emiacetali e di acetali L addizione di acqua; l idratazione di aldeidi e chetoni L addizione di reattivi di Grignard e di acetiluri L addizione di acido cianidrico; le cianidrine L addizione di nucleofili all azoto La riduzione dei composti carbonilici L ossidazione dei composti carbonilici La tautomeria cheto enolica L acidità degli idrogeni in ; l anione enolato Lo scambio di deuterio nei composti carbonilici La condensazione aldolica La condensazione aldolica mista Le sintesi industriali mediante condensazione aldolica Il trattamento delle acque e la chimica degli enoli/enolati, 248 RIEPILG DELLE REAZII, 249 RIEPILG DEI MECCAISMI, 249 ALTRI PRBLEMI, 250 CAPITL Gli acidi carbossilici e i loro derivati La nomenclatura degli acidi Le proprietà fisiche degli acidi Acidità e costanti di acidità Perché gli acidi carbossilici sono acidi? L effetto della struttura sull acidità; l effetto induttivo rivisitato La trasformazione degli acidi in sali I metodi di preparazione degli acidi

8 X 10.7A. L ossidazione degli alcoli primari e delle aldeidi, 261; 10.7B. L ossidazione delle catene laterali dei composti aromatici, 262; 10.7C. La reazione dei reattivi di Grignard con biossido di carbonio, 263; 10.7D. L idrolisi dei cianuri (nitrili), 263 Chimica verde e ibuprofene: un caso di studio, I derivati degli acidi carbossilici Gli esteri La preparazione degli esteri; l esterificazione di Fischer Il meccanismo di esterificazione con catalisi acida; la sostituzione nucleofila acilica I lattoni La saponificazione degli esteri L ammonolisi degli esteri La reazione degli esteri con i reattivi di Grignard La riduzione degli esteri I composti acilici attivati Gli alogenuri acilici Le anidridi degli acidi I tioesteri, le funzioni che attivano i gruppi acilici in natura, Le ammidi Sommario delle reazioni dei derivati degli acidi carbossilici Gli idrogeni in degli esteri; la condensazione di Claisen RIEPILG DELLE REAZII, 283 RIEPILG DEI MECCAISMI, 284 ALTRI PRBLEMI, 284 CAPITL Le ammine e altri composti azotati Classificazione e struttura delle ammine La nomenclatura delle ammine Le proprietà fisiche e le interazioni intermolecolari delle ammine La preparazione delle ammine; l alchilazione dell ammoniaca e delle ammine La preparazione delle ammine; la riduzione di composti azotati La basicità delle ammine Il confronto delle basicità e acidità delle ammine e delle ammidi La reazione delle ammine con gli acidi forti; i sali delle ammine

9 XI Gli alcaloidi e le rane delle frecce avvelenate, Le ammine chirali nella risoluzione delle miscele racemiche L acilazione delle ammine con i derivati degli acidi I composti di ammonio quaternari I sali di diazonio aromatici La diazocopulazione; i coloranti azoici RIEPILG DELLE REAZII, 308 RIEPILG DEI MECCAISMI, 308 ALTRI PRBLEMI, 309 CAPITL I metodi spettroscopici di determinazione della struttura I principi della spettroscopia La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (MR) 12.2A. La registrazione di uno spettro MR, 315; 12.2B. Il chemical shift e l area dei picchi, 316; 12.2C. La separazione spin-spin dei segnali, La spettroscopia 13 C MR L MR in biologia e in medicina, La spettroscopia infrarossa La spettroscopia visibile e ultravioletta La spettrometria di massa ALTRI PRBLEMI, 337 CAPITL I composti eterociclici I legami e la basicità della piridina Le reazioni di sostituzione sulla piridina Altri eterocicli a sei atomi Gli eterocicli a cinque termini: furano, pirrolo e tiofene Le reazioni di sostituzione elettrofila del furano, del pirrolo e del tiofene Altri eterocicli pentatomici: gli azoli Le porfirine: perché il sangue è rosso e l erba è verde?, Eterocicli a cinque termini con anelli condensati: gli indoli e le purine

10 XII La morfina e altri farmaci azotati, 358 RIEPILG DELLE REAZII, CAPITL RIEPILG DEI MECCAISMI, 360 ALTRI PRBLEMI, I polimeri sintetici La classificazione dei polimeri La polimerizzazione di addizione radicalica La polimerizzazione di addizione cationica La polimerizzazione di addizione anionica I polimeri stereoregolari; la polimerizzazione di Ziegler atta Poliacetilene e polimeri conduttori, I polimeri dienici: la gomma naturale e la gomma sintetica I copolimeri La polimerizzazione di condensazione: il Dacron e il nylon I polimeri degradabili, 378 Le poliammidi più recenti: le arammidi, I poliuretani e altri polimeri di condensazione RIEPILG DELLE REAZII, CAPITL RIEPILG DEI MECCAISMI, 383 ALTRI PRBLEMI, 15 Lipidi e detergenti I grassi e gli oli; i triesteri del glicerolo L idrogenazione degli oli vegetali La saponificazione dei grassi e degli oli; il sapone Come agiscono i saponi? I detergenti sintetici (detersivi) I detergenti in commercio, I fosfolipidi Prostaglandine, leucotrieni e lipossine Prostaglandine, aspirina e dolore,

11 XIII Le cere I terpeni e gli steroidi RIEPILG DELLE REAZII, 403 ALTRI PRBLEMI, 404 CAPITL I carboidrati Definizioni e classificazione I monosaccaridi La chiralità nei monosaccaridi; le proiezioni di Fischer e gli zuccheri D,L Le strutture emiacetaliche cicliche dei monosaccaridi Anomeria e mutarotazione Le strutture piranosiche e furanosiche Le conformazioni dei piranosi Esteri ed eteri da monosaccaridi La riduzione dei monosaccaridi L ossidazione dei monosaccaridi La formazione di glicosidi dai monosaccaridi I disaccaridi 16.12A. Il maltosio, 420; 16.12B. Il cellobiosio, 421; 16.12C. Il lattosio, 421; 16.12D. Il saccarosio, I polisaccaridi 16.13A. L amido e il glicogeno, 423; 16.13B. La cellulosa, 426; 16.13C. Altri polisaccaridi, 428 Sapore dolce e dolcificanti, 424 I surrogati dei grassi da carboidrati, I fosfati degli zuccheri I deossi zuccheri Gli ammino zuccheri L acido ascorbico (vitamina C) RIEPILG DELLE REAZII, 431 ALTRI PRBLEMI, 431 CAPITL Amminoacidi, peptidi e proteine Gli amminoacidi naturali Le proprietà acido base degli amminoacidi

12 XIV Le proprietà acido base degli amminoacidi con più di un gruppo acido o basico L elettroforesi Le reazioni degli amminoacidi La reazione della ninidrina I peptidi Alcuni peptidi di origine naturale, Il legame disolfuro Le proteine La struttura primaria delle proteine 17.10A. L analisi degli amminoacidi, 446; 17.10B. La determinazione della sequenza, 447; 17.10C. La scissione selettiva dei legami peptidici, La logica dell analisi sequenziale Il sequenziamento delle proteine e l evoluzione, La sintesi peptidica La struttura secondaria delle proteine 17.13A. La geometria del legame peptidico, 456; 17.13B. La formazione di legami idrogeno, 456; 17.13C. L -elica e il foglietto a pieghe, La struttura terziaria: proteine fibrose e proteine globulari La struttura quaternaria delle proteine RIEPILG DELLE REAZII, 461 ALTRI PRBLEMI, 462 CAPITL 18 zucchero 465 ucleotidi e acidi nucleici La struttura generale degli acidi nucleici zucchero I componenti dell acido deossiribonucleico (DA) I nucleosidi I nucleotidi La struttura primaria del DA Il sequenziamento degli acidi nucleici La sintesi di laboratorio degli acidi nucleici DA e crimine, La struttura secondaria del DA; la doppia elica

13 XV La replicazione del DA Gli acidi ribonucleici (RA) Il codice genetico e la biosintesi delle proteine Il genoma umano, 478 Gli acidi nucleici e i virus, Altri nucleotidi biologicamente importanti RIEPILG DELLE REAZII, 483 ALTRI PRBLEMI, 484 APPEDICI 486 A. Le energie di dissociazione del legame nella reazione AX n A X (in kcal/mol) 486 B. Lunghezze di alcuni legami (in angstrom, Å) 487 C. I principali gruppi funzionali 488 D. Acidità caratteristiche di gruppi funzionali organici 490 E. Tavola periodica degli elementi 491 Fonti delle illustrazioni fotografiche 492 analitico