CHIMICA ORGANICA II. Fabrizio Mancin

Documenti analoghi
Corso Integrato di Complementi di Chimica Modulo B: Complementi di Chimica Organica. Fabrizio Mancin

CHIMICA ORGANICA II. Fabrizio Mancin

CHIMICA ORGANICA II. Fabrizio Mancin

Alchini (C n H 2n-2 ) Alcheni: idrocarburi insaturi con uno o più legami carbonio-carbonio doppi.

CHIMICA ORGANICA. Fabrizio Mancin

La Chimica Organica idrogeno carbonio azoto ossigeno composti covalenti catene di atomi di carbonio strutture covalenti e debolmente polarizzate

Capitolo 4 Reazioni degli alcheni

Sapienza, Università di Roma. Antonella Goggiamani

1. COS È LA CHIMICA ORGANICA?

Sostituzione nucleofila Addizione a gruppi carbonilici Addizione a doppi legami attivati

Complementi di Chimica Organica. Composti Aromatici: Benzene C 6 H 6 (1825) (1865) Friedrich August Kekulé

Alcheni: : struttura e reattività. Alcheni. Gli alcheni sono detti anche olefine e sono idrocarburi insaturi C n. H 2n. Alcheni in biologia

La chimica della vita: i composti organici. CARBOIDRATI LIPIDI PROTEINE ACIDI NUCLEICI (DNA, RNA)

Alcheni: struttura e reattività

PIANO DI LAVORO ANNUALE

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu

06/03/2012. Elementi in chimica organica

Capitolo 10 Composti Aromatici

Aromaticità. Addizione elettrofila alcheni

Introduzione alla Chimica Organica. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

CHIMICA ORGANICA I con Elementi di Laboratorio Corso di Laurea in CHIMICA, Chimica Applicata, Scienza dei Materiali (L.T.)

Fondamenti di chimica organica Janice Gorzynski Smith Copyright 2009 The McGraw Hill Companies srl

Composti organici del silicio

Composti carbonilici. Chimica Organica II

COMPOSTI AROMATICI. Formula C 6 H 6

Capitolo I - CONCETTI BASE DI MOLECOLE ORGANICHE PER MATERIALI ORGANICI DONOR, ACCEPTOR, OM, HOMO, LUMO

AMMINE. con acidi RNH 2. con O come elettrofilo RNH 2 + H + + R NH 3 NESSUNA REAZIONE. atomo basico, atomo nucleofilo

Ammine : caratteristiche strutturali

Alcheni e alchini. idrocarburi. Insaturi C-C doppi/tripli. alcani. Saturi C-C semplici cicloalcani. aromatici

IL LEGAME SIGMA σ E IL LEGAME PI- GRECO π

COMPOSTI AROMATICI POLICICLICI

LA CHIMICA DEL CARBONIO

Teoria dell Orbitale Molecolare

Figura. Benzene e aromaticità

Reazioni Stereospecifiche e Stereoselettive

Reazioni di decomposizione

un legame covalente due legami covalenti? tre legami covalenti due legami covalenti un legame covalente

CHIMICA ORGANICA. Gli alcheni

ETOILEPEDIA IL LEGAME CHIMICO

S N. Reazioni di Sostituzione Nucleofila. Nucleofilo: Nu: + C X C + Nu + X - Sostituzione Nucleofila:

Lezione n. 22. Molecole poliatomiche Metodo VSEPR Orbitali ibridi Coniugazione π. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1

CHIMICA II (CHIMICA ORGANICA)

Appunti di Chimica Organica Elementi per CdL Ostetricia CHIMICA ORGANICA. Appunti di Lezione. Elementi per il corso di Laurea In Ostetricia

Zolfo (Z = 16) Conf. Elettronica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Conf. Elettronica esterna 3s 2 3p 4

Alchini. Francesca Anna Scaramuzzo, PhD

INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA CHIMICA ORGANICA

LA STRUTTURA DELLE MOLECOLE. Le Molecole Poliatomiche

CHIMICA ORGANICA PER BIOTECNOLOGIE con esercitazioni di LABORATORIO D. Savoia

Principi di Biochimica

L effetto del sostituente (induttivo e coniugativo) modifica:

Teoria degli orbitali ibridi

Alcani e cicloalcani. Nomenclatura e nomi comuni Struttura e proprietà Reazioni

CHIMICA ORGANICA II. Corso di laurea in CHIMICA (LT)

I legami covalenti eteronucleari spostano la carica del legame sull atomo più elettronegativo

Cos è un trasformazione chimica?

IDROCARBURI AROMATICI

Elementi di Chimica Organica

LA CHIMICA DELLA VITA

La barriera rotazionale attorno ad un doppio legame è di 50 Kcal / mol Due polimeri

TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB) e GEOMETRIA MOLECOLARE (teoria VSEPR)

REAZIONE DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA MONOMOLECOLARE SN1

ESERCIZI PREPARATORI PER IL COMPITO DI CHIMICA MODULO 2

CHIMICA ORGANICA. Gli alchini

CHIMICA ORGANICA - CLASSE 3 - RISPOSTE

LA STRUTTURA DELLE MOLECOLE. Orbitali molecolari e legame chimico

I LEGAMI CHIMICI. Configurazione elettronica stabile: è quella in cui tutti i livelli energetici dell atomo sono pieni di elettroni

CHIMICA ORGANICA. Gli idrocarburi aromatici

Idrocarburi aromatici. Idrocarburi. Idrocarburi

TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA

2 HCl. H 2 + Cl 2 ATOMI E MOLECOLE. Ipotesi di Dalton

CHIMICA ORGANICA = STUDIO DEI COMPOSTI DEL CARBONIO. energia superiore. energia inferiore. orbitale s

I composti organici. Gli idrocarburi: composti binari, ovvero costituiti solo da due elementi. Carbonio (C) e idrogeno (H)

Elettronica II Legame covalente e bande di energia nei solidi p. 2

Molecole e legami. Chimica generale

Aldeidi e chetoni. Struttura e proprietà Nomenclatura e nomi comuni Fonti Reazioni Principali aldeidi e chetoni

Composti organici dello zolfo

I composti organici e i loro polimeri

Legame covalente Puro Polare Legame dativo o di coordinazione Legame ionico Legame metallico

Unità didattica 7 (segue) Reattività del benzene. Il benzene è ricco di eletroni π, per cui è un nucleofilo che reagisce con gli elettrofili

ORBITA ORBIT LI ALI MOLECOLARI

CORSO DI CHIMICA ORGANICA. Testo consigliato: Chimica Organica H.Hart,D.J.Hart, L.E.Craine Zanichelli

Organizzazione della materia

Informazioni che si possono ricavare da uno spettro protonico

Reazioni di Chimica Organica

CAPITOLO 4 STRUTTURE MOLECOLARI

Complessi π. Complessi alchenici (monoolefine)

Problema n.1 Bilanciare la seguente reazione redox utilizzando il metodo ionico elettronico: H 2 O 2(aq) + MnO 4

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA BIMOLECOLARE

ACIDI CARBOSSILICI. ac. formico ac. acetico ac. benzoico

LEGAMI CHIMICI e GEOMETRIA MOLECOLARE

IBRIDAZIONE DEL CARBONIO NEGLI ALCANI PREMESSA: COSA SONO GLI ORBITALI IBRIDI.

Il livello a cui verrà condotto l'esame sarà il livello con cui le materie vengono insegnate alle scuole superiori.

Ammine R N + H. ammina terziaria ammina secondaria ammina primaria sale di ammonio quaternario

I derivati del benzene e la loro chimica

Il legame chimico II: la geometria molecolare e l ibridizzazione degli orbitali atomici. Capitolo 10

Si dividono in monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

Transcript:

IMIA RGANIA II Fabrizio Mancin Dipartimento di Scienze himiche Edificio himica rganica, II Piano, Stanza 5 tel. 049 8275666, e-mail: fabrizio.mancin@unipd.it, http://www.chimica.unipd.it/fabrizio.mancin/ Università U di of Padova T

biettivi formativi del corso: Il corso si propone di completare le conoscenze di chimica organica acquisite al primo anno della laurea triennale esaminando classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche che non sono stati trattate in precedenza e che hanno importanti applicazioni nel campo dei materiali organici. Meccanismi delle reazioni organiche Strategie di sintesi organica Reazioni per la formazione di legami - omposti aromatici policiclici e eteroaromatici omposti organici del silicio, dello zolfo e del fosforo Elementi di biochimica

himica rganica: rganic chemistry is a discipline within chemistry which involves the scientific study of the structure, properties, composition, reactions, and preparation (by synthesis or by other means) of chemical compounds that contain carbon. (Wikipedia)

himica rganica: perché il carbonio? atenazione: abilità di un elemento chimico di formare lunghe catene tramite legami covalenti Isomerie strutturali, spaziali e conformazionali. Miliardi di composti possibili Presenza di eteroatomi

himica rganica: Palitossina: isolata da una conchiglia tropicale, contiene 129 atomi di carboni, 54 di ossigeno, 3 di azoto. E uno dei composti più tossici noti (0.15 µg/kg) Ascensore molecolare (Balzani, Stoddart)

himica rganica: Sistemi antenna: conversione dell energia solare Polimeri coniugati

himica rganica: N + N N x N N onoscere le regole che governano la reattività dei composti organici è il segreto della costruzione di strutture complesse e funzionali

himica rganica: Trasformazioni di gruppi funzionali

himica rganica: Trasformazioni di gruppi funzionali l N 2

Tipologie di meccanismo nelle reazioni organiche himica rganica II Una reazione organica consiste essenzialmente nella rottura e formazione di legami chimici. 3 3 N 3 N 3 Legami rotti Legami formati Il meccanismo della reazione è il modo in cui essa avviene: quali legami si rompono e in che ordine, quali intermedi si formano e qual è la loro energia, qual è la struttura degli stati di transizione, con che velocità avvengono i singoli stadi.

ombinazione di orbitali molecolari La formazione di un nuovo legame implica la formazione richiede la combinazione di due orbitali molecolari, uno pieno e uno vuoto. Elettrofilo Nucleofilo Nucleofilo: specie che accetta un doppietto elettronico Elettrofilo: specie che dona un doppietto elettronico Freccia curva: descrive il movimento degli elettroni

ombinazione di orbitali molecolari La formazione dei nuovi orbitali molecolari risulta vantaggiosa solo se gli orbitali di nucleofilo ed elettrofilo sono simili in energia. Grande guadagno di energia Piccolo guadagno di energia

ombinazione di orbitali molecolari La formazione dei nuovi orbitali molecolari risulta vantaggiosa solo se gli orbitali di nucleofilo ed elettrofilo sono simili in energia. l + :B l: + B Normalmente, gli orbitali vuoti utilizzabili dall elettrofilo sono orbitali di antilegame. Popolando un orbitale di antilegame si ottiene l indebolimento del legame corrispondente

ombinazione di orbitali molecolari Quali sono gli orbitali da considerare? 12 legami σ 3 legami π 30 orbitali molecolari LUM M LUM: LWEST UNUPIED MLEULAR RBITAL M: IGEST UPIED MLEULAR RBITAL

Nucleofili Il è un nucleofilo al carbonio e un elettrofilo al carbonio LUM: rbitale di antilegame π centrato sull atomo di carbonio M: rbitale di antilegame σ centrato sull atomo di carbonio

Reazioni: addizione al carbonile δ X INu Nu X δ+ Il nucleofilo popola con il suo doppietto elettronico il LUM del carbonile: l orbitale π* con lobi più grandi sull atomo di. Si rompe il legame π e si forma un legame tra il nucleofilo e l atomo di carbonio

Reazioni: sostituzione nucleofilica SN 2 himica rganica II

Reazioni: addizione elettrofilica agli alcheni himica rganica II

Nucleofili Nelle molecole organiche, è possibile individuare un sito nucleofilo ove vi siano orbitali pieni ad alta energia (M). Doppietti non condivisi N R R R Legami multipli N Legami σ B

Elettrofili Nelle molecole organiche, è possibile individuare un sito elettrofilico ove vi siano orbitali vuoti a bassa energia (LUM). rbitali vuoti rbitali di antilegame R B R R R R R l

Tipologie di reazioni chimiche Quasi tutte le reazioni organiche possono essere classificate in sei categorie: 1. Sostituzioni 2. Addizioni a doppi e tripli legami 3. β Eliminazioni 4. Riarrangiamenti 5. ssidazioni e riduzioni 6. ombinazioni delle precedenti

Sostituzioni Possono essere suddivise in tre sottocategorie: a. Nucleofiliche A X Y A Y X l R RN 2 N l l 3 l 3 3 l

Sostituzioni b. Elettrofiliche A X Y A Y X N N 2 B N 2

Sostituzioni c. Radicaliche A X Y A Y X Br Br Br 3 - Br 2 Br Br 2 Br Br 3 2 Br Br 2 Br

Addizioni Possono essere suddivise in quattro sottocategorie: a. Elettrofiliche Y W Y A B Y W W A B A B + Br Br

Addizioni b. Radicaliche Y A B Y W W A B W Y Y W A B Y - Br Br Br Br Br Br

Addizioni c. Nucleofiliche Y W Y A B Y W W A B A B Addizione di Michael d. Pericicliche W Y W Y A B A B Addizione di Diels-Alder

β eliminazioni W Y A B A B Br B Br B

Riarrangiamenti W W A B A B 3 2 l 3 l 3 l

Tipologie di meccanismo nelle reazioni organiche himica rganica II I meccanismi di reazione possono essere classificati in tre categorie a seconda di come i legami si rompono: 1. Eterolitiche 2. molitiche 3. Pericicliche

Reazioni omolitiche himica rganica II Gli elettroni del legame che si rompe rimangono entrambi su uno dei due atomi che erano uniti da quel legame. 3 l l 3 3 3 3 3 l l

Reazioni eterolitiche Il legame si rompe in modo ciascun frammento della molecola porta con se uno dei due elettroni del legame. In queste reazioni si formano radicali liberi. Br Br Br Br Reazioni pericicliche Gli elettroni (di solito 6) si ridistribuiscono con un movimento circolare formando e rompendo contemporaneamente i legami necessari. N N N N