8) Configurazione elettronica semplificata con simboli di Lewis e grafici relativi per TUNGSTENO e ione I -.

Transcript

1 ESERCIZI PER LE VACANZE CHIMICA ORGANICA IBRIDAZIONE, LEGAMI, NOMENCLATURA, ISOMERIA 1) Indica il tipo di ibridazione per gli atomi centrali delle molecole e gli angoli di legame intorno a tali atomi : Descrivi i legami secondo la teoria degli O.M. Si tratta di molecole polari? Per ognuna indica le forze intermolecolari appropriate. a) CH 3 -S O 3 H b) CH 3 -NH 2 c) CH 2 =CH-CH 2 Cl d) CH 3 CN e) CH 3 COOCH 3 e) CH 3 COCl f) CH 3 N=N + Cl - g) CH 2 =CH-CH 2 SH 2) A) Nomina correttamente i composti seguenti, B)indica quale delle molecole può dare isomeria geometrica ed in questo caso disegna uno degli isomeri, indicando di quale si tratta utilizzando i simboli E,Z; C) indica, se ci sono, quali tra essi sono isomeri di struttura e di posizione D) infine classifica i composti come dieni cumulati, isolati o coniugati, spiegando cosa significano questi termini: a) CH 3 (CH 2 ) 3 CH=CH-CH 3 CH=C-CH=CH-C (CH 3 ) 2 b) C 2 H 5 C=C=C(CH 3 ) CH 2 CH 3 CH(CH 3 ) 2 CH 2 Cl c) C 2 H 5 C=C-CH=CH 2 d) CH 2 = -CH=CH 2 C 2 H 5 CH 3 CHCH 3 3) Quanti composti diversi sono rappresentati dalle formule di struttura sottostanti? Nominali correttamente. CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 -CH-CH 3 CH 3 a) CH 3 -C-CH 2 -CH-CH 2 -CH 3 b) CH -CH-CH 2 -C-CH 3 c) CH 3 -CH -CH 2 -C -CH 3 CH 3 CH 2 -CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 -CH3 CH 2 CH 2 CH 3 d) CH 3 -CH-CH 2 e) CH-CH 2 -CH f) CH 3 -C-CH 2 -CH-CH 2 CH 2 -CH 2 -C-CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 Ci sono ISOMERI DI STRUTTURA? Se sì indicali e spiega cosa si intende quando si parla di questo tipo di isomeria. Scrivi l ordine dei punti di ebollizione indicando chiaramente se crescente o decrescente, spiegando. 4) Scrivi la formula di struttura semplificata per i composti: a) 5-ETIL-3-ISOPROPIL-2,3,7-TRIMETIL-5-TER-BUTILOTTANO b) 2(2 -CICLOPROPILCICLOBUTIL)-6-PROPIL-1,3-DISECBUTILCICLOESANO c) 1-CICLOPROPIL-4,5-DIISOPROPIL-2,4,7-TRIMETIL-6-TER-BUTILOTTANO d) 2(2,4 -PENTADIENIL)-6-CICLOPROPIL-4-SECBUTIL-1,3,3-TRIMETILCICLOESANO 5) Disegna le conformazioni del TRANS-1,2 DIMETILCICLOESANO e del CIS-1,3-DIBROMOCICLOESANO con il grafico relativo delle energia. Indica la conformazione più stabile e motiva. 6) Utilizzando le proiezioni di NEWMAN rappresenta e nomina le conformazioni del 1-BROMOPROPANO lungo il legame C1-C2 e del BUTENE lungo il legame C3-C4, spiegando. 7) Scrivi e bilancia le reazioni di combustione completa e incompleta per uno dei composti dell esercizio 3) e per uno dei composti dell esercizio 4. 8) Configurazione elettronica semplificata con simboli di Lewis e grafici relativi per TUNGSTENO e ione I -. 9) Scrivi la struttura dei seguenti composti indicandone la geometria spaziale intorno ai doppi e ai tripli legami, correggendo il nome quando errato: a) 4-PENTEN-1-INO b) 2,2,5-TRIMETIL-3-ESINO c) 5-EPTEN1,3-DIINO d) 1-METIL-2,5- CICLOESADIENE 10) Indica nell esercizio precedente un orbitale molecolare di tipo sigma sp,sp ed uno di tipo sigma sp 2,s. 1

2 11) Indica con i simboli E,Z, il tipo di ISOMERO CONFIGURAZIONALE (ISOMERO GEOMETRICO), nominandoli correttamente: CH 3 (CH 2 ) 2 H H H H a) CH 3 CH 2 C=CCH(CH 3 ) 2 b) FC=CCH 3 c) C 2 H 5 C=CCH 2 I d) CH 3 C=C-C=CH C 2 H 5 CH=CH 2 C 2 H 5 12) Indica V o F : a) gli alcani sono idrocarburi aromatici b) la solubilità in acqua degli alcheni è irrisoria c) le sole forze intermolecolari esistenti tra alcani sono forze dipolo-dipolo d) gli alcheni sono idrocarburi insaturi e) gli alchini non possono dare isomeria geometrica 13) Completa le reazioni acido base indicando la teoria coinvolta e le coppie coniugate se si tratta di A/B di Bronsted, e i Nucleofili o Elettrofili per la teoria di Lewis; spiega cosa significano i termini usati: a) CH 3 CHO + CH 3 OH CH 3 CH(OH)OCH 3 b) CH 3 NH 2 + HI CH 3 NH 3 + I - c) CH 3 CCl (CH 3 ) 2 + CH 3 O - K + CH 3 C=CH 2 + KCl + CH 3 OH CH 3 d) C 3 H 2 OH + NaNH 2 C 3 H 2 O - Na + + NH 3 14) Classifica i seguenti sostituenti in base all effetto + o I, spiegando di cosa si tratta: a) -Cl b) -CH 2 CH 3 c) -CH=CH 2 d) COOH e) -OCH 3 f)-nh 3 + g) -C(CH 3 ) 3 h) -O - ALCHENI E ALCHINI 1) Descrivi le seguenti reazioni con l appropriato meccanismo di reazione, spiegando come puoi classificare la reazione, perché si formano quel o quei prodotti e non altri, prodotti che devi nominare: a) 2-METIL-1,3-PENTADIENE + acqua in amb. acido b) 2-ETIL-1,4-CICLOESADIENE + 1 mole di ac. ipobromoso c) 3-METILCICLOESENE + KMnO 4 /H 2 O/OH - d) BUTINO + 2moli di ACIDO CLORIDRICO Disegna un unico grafico, calcolando l energia di attivazione dello stadio lento, l Ep dell intermedio ed il H globale per entrambe le reazioni. e) PROPINO + sodio metallico + ioduro di isopropile + H 2 /cat. Di Lindlar f) 2-METILPENTENE + BH 3 \ THF...+ Cl 2 /OH -... g) (BUTENE + HBr/luce/perossidi ) h) 3-METILCICLOESENE + H 2 O 2... i) CICLOPENTILETINO + 1 mole di HCl mole di HBr... Disegnare il grafico della prima reazione e determinare il H, l Eatt e l energia dell intermedio di reazione in KJ/mole j) CICLOPENTILBENZENE + Br 2 /UV... k) 3-METIL-2-VINIL-CICLOESENE + IODIO l) Trans-3-METIL-2-PENTENE + H 2 O in amb acido m) FENILACETILENE + NaNH 2..+ CLOROBUTANO 2) Descrivi una sequenza di reazioni che ti permetta di preparare: a) TRANS-2-BUTENE da un alchino b) 1-IODO-2-BUTANOLO da un alchene (con il meccanismo di reazione) c) TRANS-1,2-DIIODO-CICLOESANO (con il meccanismo di reazione) d) CH 3 COCH 2 CH 3 da un alchino. e) BUTANOLO da un alchene (con il meccanismo di reazione) f) 2-ETIL-1,4-DIMETIL-1,4-CICLOESADIENE (Diels Alder) g) TRANS-2-METIL-1,2-CICLOPENTANDIOLO h) CIS-3-METIL-1,2-CICLOPENTANDIOLO i) 1-CLOROACETONE CH 3 COCH 2 Cl da un alchino j) 1,2,3,6-TETRAMETIL-1,4-CICLOESADIENE (Diels Alder) 3) Da quali alcheni hai ottenuto per ozonolisi (4 alcheni diversi) : a) CHO-(CH 2 ) 4 CO CH 2 CH 2 CH 3 b) ETANOLO c) HO-(CH 2 ) 5 CHOH d) CH 3 CH 2 CHO + CH 2 O? Descrivi le reazioni. CH 2 CH 3 2

3 4) Indica le formule, correggendo i nomi errati, indicare, se ci sono, i DIENI ISOLATI, CUMULATI o CONIUGATI,evidenzia chiaramente i composti che possono dare isomeria geometrica: a) 3-METIL-1,5 EPTADIENE b) ISOPROPILPENTEN-3-INO c) 1,2-DIMETILCICLOBUTENE d) 3-TERBUTIL-1,3-CICLOESADIENE e) 4-ETIL-2-METILESEN-5-INO f) 4-METIL-4-PENTEN-2-INO g) CICLOPROPIL-1,3-PENTADIENE h) CIS-2-METIL-2-BUTENE i) 3-SECBUTILCICLOESEN-4-INO l) 4-ETIL-1,4,5-ESATRIENE 5)Definisci il termine INTERMEDIO DI REAZIONE ed evidenzia le differenze con lo STATO DI TRANSIZIONE. Cos è una molecola che dà RISONANZA? Fai un esempio. Cosa si intende per TAUTOMERIA? Fai un esempio Spiega le definizioni: ADDIZIONE ELETTROFILA e REAZIONE a più STADI. 6) Ordina i seguenti composti secondo la loro reattività alle Ae, spiegando: a)2-clorobutene b) 2-METILBUTENE c) BUTENE d) BUTINO e) 2-METIL-2-BUTENE 7) Correggi e completa le seguenti reazioni, spiegando: a) 2,2,-DIBROMOBUTANO +. BUTINO + ZnBr 2 b) 2-METIL-1,4-CICLOOTTADIENE + 1 mole di HClO 4-METIL-4-CLORO-2-CICLOOTTEN-1-OLO c) BUTINO + KMnO 4 /OH - TRANS-BUTEN-1,2-DIOLO d) CICLOPROPILETILENE + BH 3 /THF.+H 2 O 2 /H + ETILCICLOPROPANOLO e) 4-CLORO-5-METIL-EPTENE + KOH alc. 5-METIL-1,4-EPTADIENE AROMATICI 1) Ordina i seguenti sostituenti del benzene in base alla loro reattività alla SEA, indicando gli effetti elettronici e l orientamento: a) -OCH 3 -O-COCH 3 -COCH 3 Cl- CH 3 CHCH 3 -NO 2 b) -NCH 3 -NH-COCH 3 -COOCH 3 I- COCH 2 CH 3 -O - 2) Confronta in un grafico la reattività del FLUOROBENZENE, ANILINA, BENZALDEIDE e CUMENE di fronte alla SEA, introducendo il BENZENE come confronto. 3) Definisci i seguenti termini: a) CRITERI PER DEFINIRE UN COMPOSTO AROMATICO b) ENERGIA DI RISONANZA DEL BENZENE c) TEORIA DEGLI IBRIDI DI RISONANZA applicata al NAFTALENE (disegnare le strutture limiti) d) INTERMEDIO σ O DI WHELAND e) EFFETTO INDUTTIVO + O I f) TEORIA DEGLI IBRIDI DI RISONANZA applicata all ANTRACENE (disegnare le strutture limiti) g) REGOLA DI HUCKEL: 4) Completa le seguenti reazioni con il meccanismo di reazione, quando conosciuto, ed indica i nomi di tutti i prodotti organici ottenuti, spiegando anche quale ritieni il prodotto che si forma in maggior quantità e perchè: a) 3-FENILPENTINO + ACIDO IPOCLOROSO b) 3-FENILPROPINO + BH 3 /THF..+ CLORO + HBr c) 3-PROPENILBENZENE + IODIO + PROPINO / d) o-cresolo + MISCELA SOLFONITRICA e) AC. o-nitrobenzoico + CLORO/ Fe f) p-nitroanisolo + OLEUM g) o-clorotoluene + MISCELA SOLFONITRICA.+ Fe/HClconc h) ETOSSI BENZENE + Cl-CO-CH 2 CH 3 /AlCl 3.+ H 2 /Pd i) P-CRESOLO + PROPENE / AC. ORTOFOSFORICO..+ O 2 /Al 2 O 3..+HCl conc. j) n-propilbenzene + CLORO/ luce k) AC. BENZENSOLFONICO + IODIO/ + NaOH (200 C).+.. l) O-TOLUIDINA anidride acetica..+ MISCELA SOLFONITRICA + H 3 O + / T 5) I composti sottoscritti presentano sostituenti diversi: accanto ad ognuno poni gli appropriati effetti elettronici, definisci l orientazione nella reazione con CLORO/ AlCl 3, confronta la reattività utilizzando un unico grafico Ep/cdr in cui supponi simili le energie dei diversi reagenti: CH 3 -CH-CH 2 CH 3 Ph-CHO Ph-N(CH 3 ) + 3 Cl - Ph-O-C 2 H 3 Ph-O - Ph-NO 2 Ph 3

4 Nomina i composti soprascritti. 6) Indica un possibile metodo di sintesi, a partire da BENZENE, con tutti i reattivi necessari, per ottenere: a) m-n-propilfenolo b) 3-IODO-4-METILANILINA c) FENIL-1,2ETANDIOLO d) AC. p-α-clorometilbenzoico e) m- n-propilanilina f) 5-CLORO-3-ETILFENOLO g) CLORURO DI m-iodobenzile h) 2-FENILETANOLO STEREOCHIMICA 1) Delle seguenti molecole identificare i C asimmetrici, determinarne la configurazione assoluta, il n di stereoisomeri possibili ed il significato e le caratteristiche di ENANTIOMERIe di DIASTEREOISOMERI: a) 2,3-DIBROMOBUTANO b) 2,3-PENTANDIOLO c)1,2,3-butantriolo Se [alfa] 25 D= -66 per C, calcolare la purezza ottica e ponderale se per una miscela al 10% si è letto un alfa=-5,9. 2) Assegna la corretta configurazione ed il nome Jupac ai seguenti composti: CH 3 OH CH 3 CH 3 OH Ph H-C C-CH 2 CH 3 CH 3 C H CH 3 C 2 H 5 CH 3 H OH a) CH 3 -C----C------C-CH 3 b) CH 3 H-C-Ph c) C 2 H 5 C-OH d) H-C C-OH e) CH 3 C-----C---CH-CH 3 H CH 2 H CH 3 Ph-C-H CH 3 Ph-C-CH 3 H Ph-CH CH 3 CH 3 H CH 3 Ci sono tra i composti sopra scritti: a) isomeri di struttura? _cosa si intende? b)isomeri configurazionali? spiega_c) stereoisomeri? perchè?_ d) composti sono otticamente attivi? perché?_e) diastereoisomeri? perchè? f) enantiomeri? perchè? b) forme meso? perchè? (spiega i vari termini) ALOGENURI, ALCOLI, FENOLI, ETERI 1) Completa, ove possibile, le seguenti reazioni, nominando i prodotti ottenuti ed indicando il meccanismo di reazione o il bilanciamento elettronico per le redox: a) 2-FENIL ETANOLO + PERMANGANATO DI POTASSIO / H 3 O + /25 C b) CICLOPENTANOLO + SODIO metallico + CLOROETANO c) METILCICLOPENTANOLO + BICROMATO DI POTASSIO / H 3 O + d) FENOLO + ETOSSIDO DI SODIO e) P-NITROCLOROBENZENE+ Mg/THF..+ACETONE.+ HCl f) BUTENE + HBr...A p-etilfenolo + NaOH aq...+ A... g) R-alfa-CLORO-ETILBENZENE + ACQUA... h) R-alfa-CLORO-ETILBENZENE + METOSSIDO di SODIO in alcool... i) ETILBENZENE + CLORO / luce...+ Mg/ THF anidro...+ ETANALE...+ ACQUA l) S-2-PENTANOLO + FOSGENE...+ ETILAMMINA...+ NaOH m) 2-CICLOESENONE + LiAlH 4 n) 2-CICLOESENONE + NaBH 4 o) C 6 H 5 -C=O + CH3CH(CH 3 ) MgBr + H 3 O + CH 3 p) R-2-BROMOBUTANO + METOSSIDO DI POTASSIO q) CIS-2-CLORO-1-METILCICLOESANO + ETANTIOLO r) S-3-BROMO CICLOESENE + CIANURO DI SODIO s) S-3-BROMO-3-ETILCICLOESENE + KHS 2) Indica un possibile metodo di sintesi per i seguenti composti: a) 3-FENIL-PROPANOLO da benzene via reattivi di Grignard e non utilizzando Grignard. b) METOSSI CICLOESANO (ETEREMETILCICLOESILICO) a partire da cicloesene. c) 1-FENIL 2-METIL-2-PROPANTIOLOda benzene via reattivi di Grignard e non utilizzando Grignard. d) ETERE DIPROPILICO (PROPOSSIPROPANO) a partire da propene. e) TOLUENE da CLORO BENZENE f) N-ETIL-p-VINIL ANILINA da BENZENE g) R-2-FENIL-2-METILBUTANOLO da BENZENE via Grignard. 3) Scrivere le strutture e ordinare a seconda dell acidità crescente, motivando: a) 2-CLOROBUTANOLO b) o-metossifenolo c) PENTANOLO d) 2-METILCICLOPENTANOLO e) p-amminofenolo f) METILCICLOPENTANOLO Scrivere una possibile reazione di salificazione per il composto a) ed e). 4

5 5