Isomeria Costituzionale. Isomeria Conformazionale

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1 Isomeria ostituzionale Isomeri ostituzionali: omposti con uguale formula molecolare ma con un diverso ordine con cui sono legati gli atomi tra loro. Isomeria onformazionale onformazione: ciascuna disposizione degli atomi di una molecola nello spazio derivante dalla rotazione intorno ad un legame semplice. I conformeri si interconvertono per rotazione intorno al legame semplice ONFORMAZIONE SFALSATA Etano 3-3 ONFORMAZIONE ELISSATA Tensione torsionale Tensione Torsionale: interazione di non legame, repulsione tra le nuvole elettroniche di atomi legati a carboni adiacenti. Gli isomeri conformazionali non sono separabili. Sufficiente Energia per superare la barriera di rotazione 1

2 onformazioni Butano 2

3 icloalcani: Un alcano con struttura ciclica icloalcani Formula Generale n 2n anno 2 in meno rispetto agli alcani a catena aperta cicloesano 3

4 icloesano assiale equatoriale assiale Il cicloesano non è planare No tensione angolare: Tutti gli angoli tra i legami sono di circa 109,5 2 No Tensione Torsionale e no Tensione Sterica 2 4

5 Inversione delle conformazioni a sedia nel cicloesano 5

6 Inversione delle conformazioni a sedia nel cicloesano Tutti i legami assiali diventano equatoriali e viceversa Inversione della sedia, i legami equatoriali nella conformazione a sedia di sinistra diventano assiali nella conformazione a sedia di destra e viceversa (cfr. Legami assiali in rosso) fr. ad esempio i due idrogeni sul carbonio 1 1: l idrogeno equatoriale nella sedia a sinistra diventa assiale nella sedia a destra. 6

7 Le rotazioni intorno a legami - generano altre conformazioni Analisi conformazionale cicloesano Interazione ad asta di bandiera; tensione sterica E barca Sedia 10,8 kcal/mol 7,1 kcal/mol Sedia onformazione a barca del cicloesano 7

8 Isomeria IS TRANS trans cis Trans 1,4-dimetil cicloesano trans cis is 1,4-dimetil cicloesano 8

9 Nella interconversione della sedia i sostituenti assiali diventano equatoriali e viceversa. Nel caso di sostituenti, la conformazione a sedia più stabile è quella che porta il sostituente più ingombrante in posizione equatoriale Interazione 1,3 diassiale Trans 1,4-dimetil cicloesano Interazione 1,3 diassiale Stabilità relative sostituenti assiali ed equatoriali. Interazione 1,3 diassiale esempio tensione sterica tra sostituenti presenti sul cicloesano sostituito in posizione assiale 9

10 Nella interconversione della sedia i sostituenti assiali diventano equatoriali e viceversa. Nel caso di sostituenti, la conformazione a sedia più stabile è quella che porta il sostituente più ingombrante in posizione equatoriale is 1,3-dimetil cicloesano

11 Idrocarburi Insaturi: idrocarburi contenente uno o più doppi o tripli legami carbonio-carbonio. Acheni, Alchini, Areni. Alcheni: contengono uno o più doppi legami Etene (Etilene) Alchini: contengono uno o più tripli legami Etino (Acetilene) Areni: Idrocarburi insaturi ciclici, con più di due doppi legami che devono soddisfare determinati requisiti: Rappresentazioni del gruppo fenilico es. Il Benzene 11

12 Struttura degli Alcheni Il doppio legame Un legame s e un legame p Rotazione impedita intorno al doppio legame. per farlo ruotare bisogna rompere il legame p (63 Kcal/mol) Il carbonio impegnato nel doppio legame è ibridato sp 2 12

13 impegnati nella formazione del legame = Struttura degli Alcheni - Il doppio legame p z p z sp 2 impegnati nella formazione del legame - 13

14 Nomenclatura degli Alcheni ambiando il suffisso -ano (degli alcani) in -ene Formula generale n 2n esene metilesene Si prende la catena più lunga contenente il doppio legame etil-3-metilpentene 2 3 icloalcheni metilciclopentene ,2-dimetilciclopentene 4-etil-1-metilcicloesene 14

15 Nomenclatura degli Alcheni - Diastereoisomeria cis-trans Isomeria cis-trans negli alcheni: dovuta alla rotazione impedita intorno al = cis-2-butene trans-2-butene cis b a b y a Z X a b Trans a y b Z X si ha diastereoisomeria cis-trans negli alcheni quando su ciascun carbonio sp 2 ci sono sostituenti diversi cis e trans specificano la configurazione del doppio legame 15

16 Nomenclatura degli Alcheni Isomeria negli alcheni Trans-3-esene 3 is-4-metil-2-pentene cis o trans? 1-bromo-1-cloro-propene 16

17 Nomenclatura degli Alcheni Isomeria E-Z negli alcheni Più alta Più alta Più alta Più bassa Più bassa Più bassa Più bassa Z (zusammen) E (entgegen) Più alta Z-1-bromo-1-cloro-propene E-3-pentene 17

18 - La priorità si basa sul numero atomico: N 2 O S l Br I Priorità crescente - Se l ordine non può essere stabilito sulla base degli atomi legati direttamente al sp2, si esaminano gli atomi legati immediatamente dopo: N 2 2 O 2 l Priorità crescente - Se nel raggruppamenti di cui si deve stabilire la posizione nella scala di priorità compaiono legami multipli, gli atomi coinvolti vengono reiterati per altrettante volte : 2 2 O O O 18

19 Nomenclatura dei icloalcheni 3-metilciclopentene 4-etil-1-metilcicloesene Dieni, trieni, polieni Gli alcheni con due doppi legami sono detti dieni 2-metil-1,3-butadiene 1,3-ciclopentadiene 19

20 Struttura degli Alchini n 2n-2 Il triplo legame ibridato sp Etino (acetilene) Un obitale sp due obitali sp due obitali sp e due obitali 2p non ibridati Obitali 2p Legame p Obitali 2p Legame p 20

21 Nomenclatura degli Alchini ambiando il suffisso -ano (degli alcani) in -ino p z p z sp sp p y py sp 3-metil-1-butino 6,6-dimetil-3-eptino Alcheni diffusi in Natura Vitamina A limonene geraniolo 21

22 composti con la stessa formula molecolare (bruta) ma che differiscono per l'ordine con cui sono legati gli atomi Isomeri costituzionali butano 2-metilpropano 2 6 O conformazionali eclissata sfalsata stereoisomeri etano diasteroisomeri configurazionali enantiomeri si ha diastereoisomeria cis-trans (E/Z) negli alcheni quando su ciascun carbonio sp 2 ci sono sostituenti diversi 3 2 O alcol etilico O 3 3 alcol isopropilico 3 8 O 3 O 3 etere dimetilico O alcol n-propilico a b cis 3 3 Z a b X y cis-2-butene a Z b b a X Trans y 3 trans-2-butene O 3 etilmetiletere Sistemi ciclici 1,2-cis-dimetilciclopentano 3 1,2-trans-dimetilciclopentano