alcooli [modalità compatibilità]

16/05/2011

1

A differenza delle altre tecniche analitiche (IR, UV-vis, NMR) in cui il campionerimane intatto dopo l’analisi, la spettrometria di massa, che forma ed utilizzaioni invece di molecole, è un metodo di analisi distruttivo.

PRINCIPI DELLA SPETTROMETRIA DI MASSA

In uno spettrometro di massa usato per analisi organica, di solito abbiamo a che fare con l’analisi di ioni positivi derivati da molecole. La ionizzazione semplice di una molecola si rappresenta con l’equazione:

M: M+. + e

Lo ione M+. si chiama ione molecolare. La massa (m) e la carica (z) dello ione vengono misurate dallo spettrometro di massa e quello che è importante è il loro rapporto.

Spesso si formano ioni con una sola carica positiva è quindi il rapporto èuguale alla massa dello ione che, a sua volta, è legata alla massa dellamolecola (dato che l’elettrone ha una massa piccolissima, 5.49 x 10-4

rispetto alla massa di un protone).

La risoluzione di un buon spettrometro di massa è 1 amu (atomic massnumber) su104 amu.

Lo ione molecolare ha una configurazione elettronica con un numerodispari di elettroni.

FrammentazioneSe stiamo formando uno ione molecolare con una carica positiva, significa che dobbiamo raggiungere il potenziale di ionizzazione della molecola.

Questo valore dipende dalla natura dell’HOMO, dato che è da questo orbitale molecolare che l’elettrone sarà rimosso.

I primi potenziali di ionizzazione della maggior parte delle molecole organiche cadono nell’intervallo 8-15 eV

Il processo di ionizzazione spesso usa energie molto maggiori di quellanecessaria per la ionizzazione. Questo eccesso di energia può esseretrasferito allo ione molecolare quando si forma, sotto forma di energiarotazionale, vibrazionale o elettronica.

Le ultime due sono le più importanti per la spettrometria di massa,perché la frammentazione di questi stati eccitati produce un nuovo ioneed una particella neutra.

16/05/2011

2

Lo ione molecolare può seguire due percorsi di frammentazione:

M+. A+ + N .M+. B+. + N

Nel primo caso si ha la frammentazione a un catione con numero pari dielettroni ed una specie neutra con un elettrone dispari.Nel secondo caso si ha frammentazione a uno ione con numero dispari dielettroni ed una specie neutra con numero pari di elettroni. In questo caso laspecie neutra può essere una molecola stabile

Prendiamo una molecolasemplice come C2H6 econsideriamo possibili percorsidi frammentazione dello ionemolecolare che comportino soloscissione del legame C-H, macon formazione di un atomoneutro, di un radicale neutro edi una molecola neutra

CH2

CH2 H

H

CH2

CH2 H CH2

CH2 H

CH2

CH2HH

CH2

CH2

HH

+.

+

.H.+

+ H+

+ +.

+.+

La frammentazione non si ferma qui, perché gli ioni frammento possono a loro voltaframmentarsi, subendo anch’essi perdita di specie neutre con numero pari o dispari dielettroni.

M+.

A+ + N1.

step Ia step Ib

B+. + N2

N3+C+

step IIa step IIb

D+ + N4.

Tutte queste frammentazioni formano un insieme di ioni che a loro volta danno luogo allo spettro di massa del composto in questione.

La conoscenza dei percorsi tipici di frammentazione permette la ricostruzione di un andamento di frammentazione (fragmentation pattern) caratteristico.

16/05/2011

3

Il cammino di frammentazione dipende da quattro fattori principali:- la forza dei legami che si devono rompere- la stabilità dei prodotti di frammentazione, sia ioni che specie neutre - le energie interne degli ioni che si frammentano- l’intervallo di tempo tra la formazione degli ioni e la loro rivelazione.

Attorno ai picchi grandi ci possono essere picchi di abbondanza relativabassa. Per esempio, una piccola parte di molecole di metanolo avrà 13C(1.08% di abbondanza naturale) invece di 12C e qualche atomo di idrogenosarà 2H (D) (0.015%) invece di 1H.

LO SPETTRO DI MASSA SEMPLICE

Analizziamo uno spettro di massa semplice. Un modo comune di mostrare uno spettro di massa è quello di una traccia che si può ottenere direttamente dal registratore della maggior parte degli spettrometri.

Consideriamo il metanolo: CH3OH, Peso Molecolare = 32

Ci si aspetta che il valore più grande m/z sia 32. Invece, osservando bene lo spettro, si osserva un segnale di intensità piccola (abbondanza relativa bassa), a M++1.

isotopi

due tracce dello spettro di massadel metanolo, una registrata conuna sensibilità dieci volte maggio-re dell’altra. Questo permette divedere anche i picchi meno ab-bondanti.

m/z attribuzione

32 CH3OH+.

31 CH2OH+

29 CHO+

15 CH3+

Il picco più intenso viene chiamato picco base dello spettro.Ad esso si assegna l’abbondanza relativa 100%: le abbondanze relative degli altri picchi si misurano rispetto a questo.

Lo ione con m/z 32 è lo ione molecolare: a parte un picolissimo picco a m/z 33, è lo ione di massa più elevata nello spettro

16/05/2011

4

La frammentazione sarà tanto più facile quanto più stabile è il catione che si forma.

Se sono possibili più frammentazioni che formano cationi di stabilità analoga, sarà preferita la frammentazione che dà il radicale più stabile.

CH2 CH3CH2CH2CH3 CH2 CH3CH2CH2CH3

CH2CH3CH2CH2CH2CH3 CH3.

CH2CH2CH3

e

2 e

+.

+ +.+ +

m/z = 57

m/z = 72

m/z = 43

CH3CH2CH3

CH3

CH

CH2CH3CHCH2CH3

CH3CH3

.

CH3CH2CH3

CH3

CH

CH3

CH3

CH+

e

2 e

+.

+.

+ +

m/z = 72

m/z = 57m/z = 43

16/05/2011

5

M+

M+M+ - 15

M+ - 15

M+ - 29

M+ - 29

ALCOOLICaratteristica strutturale degli alcooli O-H legato a C sp3

Caratteristiche Spettrali

Spettrometria di massa

Lo ione molecolare ha intensità piuttosto bassa per gli alcooli primari e secondari, è di solito assente negli spettri degli alcooli terziari

La frammentazione più importante avviene tra il C α all’OH ed il C β(carbocatione stabile)

C OH

R'

R''

R

+.+

R.

++

C OHR'

R''C OH

R'

R''

Il gruppo alchilico più grande viene perso più facilmente (radicale più stabile).

16/05/2011

6

1-esanolo, P.M. 102

M+-H2O

C4H9+

C3H7+

CH2OH+

2-esanolo, P.M. 102

M+-H2OM+-CH3

M+-C4H9

2-metil-2-pentanoloP.M. 102

M+-C3H7

M+-CH3

CH2CH2CH2CH3 CH CH3OH

CH2CH3 CH2 CH3

OH

CH3

C

16/05/2011

7

stretching O-H

picco stretto, 3650-3600 cm-1 (OH libero)picco largo, 3500-3200 cm-1 (OH in legame H)

Solo legami σ: le transizioni n → σ* richiedono λ = 185-195 nm (lontano UV): fuori dal comune intervallo

UV-visibile

IR

stretching C-O 1250-1000 cm-1

Negli spettri di film liquido si vede solo la banda dell’OH impegnato in legame idrogeno; in soluzione si vedono entrambe.

CH3 CH2 OHCH2(liquido puro)

CH3 CH2 OHCH2(in CCl4)

1-esanolo in CCl4

1-esanolo film liquido

16/05/2011

8

13C NMR L’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 13C: deschermato

1H NMR L’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 1H: deschermato a 3.5δ

Il nucleo 1H dell’OH può risuonare in un intervallo ampio di chemical shift, tra 0.5 e 5.0 δ; la posizione dipende da vari fattori (concentrazione, temperatura, solvente, legame idrogeno, ecc.)

R OH

R OR

OH - R OH2+

+

L’H dell’OH è sufficientemente acido (H mobile) per dare equilibrio acido-base veloce rispetto al tempo di risposta dell’NMR

Questo significa che, di solito, l’H non si ferma sull’O abbastanza a lungo per influenzare il campo magnetico di un H su un C adiacente, né per esserne influenzato.

l’H dell’OH è un singoletto, un po’ allargato, a meno di rallentare lo scambio,per esempio abbassando la temperatura, eliminando le impurezze acide,usando soluzioni diluite.

es.: metanolo

+ 37°C

OH

CH3 + 10°C

- 10°C- 65°C

16/05/2011

9

Se si vuole confermare che un segnale nello spettro 1H NMR sia dovuto a OH, si aggiunge alla soluzione qualche goccia di D2O

+ +R OD D O HR OH D O D

Il protone mobile scambia con D ed il segnale diminuisce o scompare del tutto

CH3 CH2 CH2 OHABC

A BC

A C

BOH

esempio: 1-propanolo

....

d

c

b a

C HCH O H

alcossidoBASE

a

C HCH O-

..

..R-O-H

ACIDO+

C HCH O

H

Hb,c

b

alcheni

C HCH X

CC

Ha,d

ossidazione

aldeidi e chetoni

C HC

O

16/05/2011

10

Rottura del legame C-O

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA + HBr + H2OCH3 CH2 OH CH3 CH2 Br

ELIMINAZIONE H2SO4Δ

+ H2OCH2 CH2CH2 CH2 OHH

-OH è un cattivo gruppo uscente: può essere trasformato in un buon gruppo uscente per protonazione

reazioni in ambiente acido

CH3 CH2 OH2Br-

+

..

.. + H+ +

buon gruppouscente

Nu:-+ H2O

Nu:- = I-, Br-, Cl-, F-

R OH R OH

HR Nu

esempi: CH3CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2Br + H2O

(CH3)2CHOH + HI (CH3)2CH-I + H2O

(CH3)3COH + HCl (CH3)3C-Cl + H2O

A parità di alcool, la reattività dipende dalla forza dell'acido HF HCl HBr HI3.2 -7 -9 -9.5pKa

reattività crescente verso gli alcooliforza acida crescente

A parità di acido, la reattività dipende dal tipo dell'alcoolmetile < primario < secondario < terziario

reattività crescente degli alcooli con HX

Su questa diversa reattività si basa il saggio di riconoscimento degli alcooli (saggio di Lucas)

alcool terziario (CH3)3C-OH + HCl25°C

(CH3)3C-Cl + H2O

16/05/2011

11

alcool secondario (CH3)2CH-OH + HClZnCl2 (CH3)2CH-Cl + H2O

alcool primario CH3CH2CH2-OH + HClZnCl2Δ

CH3CH2CH2-Cl + H2O

Il cloruro che si forma è immiscibile con la fase acquosa e si deposita sul fondo (ha densità maggiore dell'acqua).

stesso ordine di reattività

terziario (CH3)3C-OH + H2O H2SO4

60°CC CH2

CH3

CH3

secondario (CH3)2CH-OH + H2O H2SO4

100°CCH CH2CH3

CH2 CH2primario CH3CH2-OH + H2O H2SO4

180°C

Con H2SO4

Con H2SO4 si riesce ad isolare il prodotto di sostituzione solo a temperatura molto bassa

R-CH2CH2-OH + H2SO4 R-CH2CH2-OH2+

+ HSO4-

- H2O H2OH+, H2O

H2SO4

CH2O S OHO

OCH2RCH CH2CH2R

nucleofilo debole

ottimo gruppo uscente

Meccanismo:

H2SO4+

++

+ OH2lento

+ veloce

veloce

H+

CH3 CH CH3

OHCH3 CH CH3

OH2CH3 CH CH3

CH3 CH CH2

H

CH3 CH CH2

16/05/2011

12

Orientamento:

H2SO4

prevalente

+H2O

CH2 CH CH3

OHCH3 CH CH CH3CH3

CH2 CH CH2CH3

SaytzeffH2SO4

H2Ounico prodotto

CH2 CH CH3

OHCH CH CH3

Come sempre, quando si formano carbocationi, c’è possibilità di trasposizione

C CH CH3

OHCH3

CH3

CH3

H2SO4

95°CC C

CH3CH3

CH3 CH3H+

+

C CH CH3

OH2CH3

CH3

CH3H2O

+ +C CH CH3CH3

CH3

CH3

C CH CH3

CH3CH3

CH3

H+

Se con H2SO4 si trattano 1,2-dioli:

H++ H2OCH3 C

CH3

CH3

CH3CO

CH3 CCH3

OHCH3C

CH3

OH

2,3-dimetil-2,3-butandiolo (pinacolo) 3,3-dimetilbutanone (pinacolone)

TRASPOSIZIONE PINACOLICA

CH3 CCH3

OHCH3C

CH3

OH H+

CH3 CCH3

OH2

CH3CCH3

OH+

H2O

CH3 CCH3

CH3CCH3

OH+

- H+CH3 C

CH3

CH3

CH3COH

+

:CH3 C

CH3

CH3

CH3C

OH+

CH3 CCH3

CH3

CH3CO

16/05/2011

13

Può migrare anche un H:

H++ H2OCH3 C

H

OHCH3C

H

OHCH3 CH2 CH3C

O

+H+

H2O

+CH3 C

H

OH2

CH3CH

OHCH3C

H

OHCH3C

H

OHCH3 C

HCH3C

H

OH

- H+

+

: +

CH3 CH

HCH3C

OHCH3 C

H

HCH3C

OH

CH3 CH2 CH3CO

Se i sostituenti del diolo sono diversi:

viene protonato l'OH più basico

migra il gruppo che lascia il carbocatione più stabile

MECCANISMO della SOSTITUZIONE degli alcooli in ambiente acido

Sostituzione di -OH2+ SN1 o SN2 ?

con metanolo ed alcooli primari SN2H+ + X- δ+δ-

stato di transizione

CH3 CH2 OH2CH3 CH2 OHCH3

CH2 OH2X X-CH2CH3 + H2O

con alcooli secondari e terziari SN1

+H+

H2O+

X-CH3 CH OH

CH3

CH3 CH OH2

CH3CH3 CH

CH3

CH3 CHCH3

X

16/05/2011

14

La sostituzione dell'OH può avvenire anche in ambiente non acido

Il gruppo -OH può essere sostituito SOLO DOPO TRASFORMAZIONE IN UN BUON GRUPPO USCENTE

però…..

Gli alcooli si possono trasformare in alogenuri alchilici usando cloruri di P e S

PCl3 PCl5 SOCl2tricloruro di fosforo pentacloruro di fosforo cloruro di tionile

3 R-OH + PCl3 3 R-Cl + H3PO3 R-OH + PCl5 R-Cl + POCl3 + HCl

R-OH + SOCl2 R-Cl + SO2 + HClQuesti composti trasformano l’OH in un buon gruppo uscente, che viene sostituito con un meccanismo SN2 (e quindi gli alcooli terziari non reagiscono)

P e S hanno un buon gruppo uscente (Cl), che viene sostituito dall’alcool (O nucleofilo)

Con PCl5

+

Cl-+ HCl +..

.. ..R O H R O PCl4Cl PCl4 R O H

PCl4 buon gruppo uscentebuon gruppo uscente

+R Cl HOPCl4 POCl3 + HCl

Con SOCl2+

Cl-R O H + Cl S Cl

O

..

..R O H

SCl O

..

buon gruppo uscente

HCl + S Cl

O

R O

R-Cl + SO2 + HCl

buon gruppo uscente

16/05/2011

15

++ HCl +buon gruppo uscente

R ClR O H Cl PCl2 R O PCl2 OH PCl2

+ HCl + +

buon gruppo uscente

R ClOHP ClR O

OH

P ClClR O H

OHP ClOH

+ HCl + +

buon gruppo uscenteOHP OHR O

OH

PCl OHR O H R Cl

OHP OHOH

Con PCl3

ANDAMENTO STEREOCHIMICO

Con PCl3

1.+ +

- H+

(S)-2-butanolo clorofosfito di (S)-2-butile

H C OH

CH2

CH3

CH3

P ClCl

Cl

PCl

ClH C O

CH2

CH3

CH3

H

PCl

ClH C O

CH2

CH3

CH3

Nessuno dei legami del C* è stato interessato dalla reazione

2.Cl-

SN2

(R)-2-clorobutano

+ -OPCl2PCl

ClH C O

CH2

CH3

CH3

Cl C H

CH2

CH3

CH3

Inversione di configurazioneanalogamente con PCl5

16/05/2011

16

Con SOCl2 L’andamento stereochimico dipende dalle condizioni di reazione

(S)-2-butanolo

1.+ +

- H+

clorosolfito di (S)-2-butile

+ HClH C OH

CH2

CH3

CH3

S Cl

O

Cl S Cl

O

H C O

CH2

CH3

CH3

H

S ClH C O

CH2

CH3

CH3

O

In presenza di base (ammina terziaria):

R3N: + HCl R3NH+ + Cl-

Nu-

S ClH C O

CH2

CH3

CH3

O2.Cl-

SN2Cl C H

CH2

CH3

CH3

(R)-2-clorobutano

S OO+ + Cl-

Inversione di configurazione

In assenza di base, nel solvente poco polare (dietil etere) HCl è indissociato

manca il nucleofilo forte

gabbia del solvente

2.Cl-

SNi+ +

(S)-2-clorobutanocoppia ionica

H

C

CH2

CH3

CH3

S ClH C O

CH2

CH3

CH3

OH C Cl

CH2

CH3

CH3

SNi: il nucleofilo entra dalla stessa parte: “ritenzione” della configurazione

S OO

16/05/2011

17

ALTRE REAZIONI DEGLI ALCOOLI

+ H2O + H3O- +CH3 OH CH3 O

+ OH + H2OCH3 OH CH3 O

Per avere formazione completa di alcossido:

CH3 O H

CH3 O

+ Na°

- + 1/2 H2Na+

ALCOOLI COME ACIDI

REAZIONI CON GLI ACIDI

a) Acidi carbossilici

+ + H2OCH3 C OH

OO CH2H CH3

CH2 CH3OCH3 C

O

Formazione di esteri

+ + H2OC OH

O

O CH2H CH3CH2 CH3OC

O

b) Acidi inorganici

+ 3 H2O

OCH2 H

CH

OCH2 H

O H

OH NO2

OH NO2

OH NO2

+

NO2OCH2

CH

OCH2

O NO2

NO2

16/05/2011

18

Meccanismo:

1. formazione di NO2+

+-

OH NO2O NO2OH2

+NO2

(reazione acido-base)

+ +OH2

+NO2 H2O NO2

ione NITRONIO (elettrofilo)

2. reazione di NO2+

++:.. +

- H+

nitrato di metileNO2OCH3

HOCH3

HNO2

OCH3 NO2

+ +solfato acido di metile

OCH3 H H2OOCH3 S OHO

OOH S OH

O

O+

solfato dimetilico

+OH S OO

OCH3 OCH3 S O

O

OCH3

OCH3 H H2O

ROH + H2SO4

0°C

Δ

ROSO2OH + ROSO2OR + H2O

alcheni + H2O

c) Acidi solfonici

+H2O

acido p-toluensolfonico p-toluensolfonato di R (tosilato)

OR H OH SO

OCH3

O SO

OCH3R

Per avere completamente il solfonato, l’alcool si fa reagire con il cloruro di p-metil benzensolfonile

+

HCl

OR H Cl SO

OCH3

O SO

OCH3R

tosilato di R

SO

OCH3

Ts

Formare il tosilato è un altro modo di trasformare l’OH in un buon gruppo uscente

Cl-SN2

+ -

+ CH2

CH3

O Ts CH2 CH3Cl O Ts

CH3OHSN2

+ -+..

+- H+

CH2

CH3

O Ts CH2 CH3OH

CH3 O Ts CH2 CH3OCH3

16/05/2011

19

REAZIONI DI OSSIDAZIONE

Ossidazione biologica dell'etanoloalcool deidrogenasi

CH3 C HO

CH3CH2OH

Ossidazione chimica

[O] - HSCoA

acetilcoenzima A

trigliceridi, ecc.

CO2 + H2OCH3 C O

O

CH3 C HO

CH3 C SCoAO

alcool 1o RCH2OH[- 2H] [O]

R C HO

R C OHO

alcool 2o R2CHOH [- 2H] [O]R C R

O

Xalcool 3o R3COH

[- 2H]Xossidanti tipici KMnO4, OH-

HNO3 conc.

H2CrO4

Na2CrO4 + H+ K2Cr2O7 + H+

ATTENZIONE! Gli alcooli terziari non vengono ossidati; però alcuni ossidanti sono acidi e come tali possono reagire con gli alcooli terziari

R3COH + [O]

OH-

H+

NESSUNA REAZIONE

alchene prodotti di ossidazione dell'alchene

Meccanismo (semplificato)

R2CHOH- H2O

R C RO

+ HCrO4- R C

R

HO Cr O

O

O

.. - +

Cr(VI) Cr(IV)

Cr

O

O

OH-

ESEMPI

KMnO4, H2O, tampone basicoCH

OH

CH3C

O

CH3

72%

16/05/2011

20

HNO3 Br (CH2)5 CH2 OH Br (CH2)5 COH

O

75%

Per ossidare gli alcooli primari ad aldeide è necessario usare reagenti speciali, particolarmente blandi (mild) in condizioni controllate.

Reattivo di Jones K2Cr2O7, H2SO4 diluito, (CH3)2C=O

RCH2OH R C HO eccesso di reattivo

R C OHO

Reattivo di Collins CrO3 2. N

CH3 (CH2)5CH2 OH CH3 (CH2)5 C H

O

clorocromato di piridinio (PCC) CrO3 . . HClN

2-etil-1-esanolo 2-etilesanale87%

H

O

OH

Ossidazione dei DIOLI

HIO4 acido periodico

scissione + + HIO3CHCH OH

OHRR

CO

R H CO

RH

reagente caratteristico

perché la reazione avvenga è necessario che i due -OH siano su C adiacenti

16/05/2011

21

La scissione del legame C-C avviene anche se sono adiacenti un -OH ed un C=O

La scissione del legame C-C non avviene se sono adiacenti un -OH ed una funzione -OR

HIO4 + + HIO3O OH

RR CHC CO

R OH CO

RH

HIO4nessuna reazione



CHOH

R CHOH

RCH2

CO

R CHOH

RCH2

OH OCH3

RR CHCH

Se ci sono più di due -OH su C adiacenti, TUTTI i legami C-C si rompono

HIO4 + 3CH2

OHCHOH

CCHOH O

H CO

H H CO

H OH

Meccanismo:

C

C OH

OHR

RR

RH2O C

C O

OR

RR

R

I O

O

OH

I OO

O

OH..

..

CR

RO + C

R

RO HIO3+

16/05/2011

22

ETERI


Caratteristica strutturale degli eteri - O -


La frammentazione più importante avviene tra il C α all’OH ed il C β(carbocatione stabile)

+. +R

.+

+CH2 OHCH2 OHCH2 OR R'

diisopropil etere, P.M. 102

CH3 CH3OCH3

CH

CH3

CH

M+-C3H7

M+-CH3

UV-visibileSolo legami σ: le transizioni n → σ* richiedono λ = 185-195 nm (lontano UV): fuori dal comune intervallo

IR stretching C-O 1300-1000 cm-1

CH3 CH3OCH3

CH

CH3

CH

16/05/2011

23

13C NMR L’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 13C: deschermato

1H NMR L’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 1H: deschermato a 3.5δ

dipropil etere

CH3 CH3OCH3

CH

CH3

CH

CH

CH

CH3CH3

OCH2CH2CH3 CH2 CH3CH2A B C

AB

CA

B

C

16/05/2011

24

POCO REATTIVI

USATI SPESSO COME SOLVENTI

Fra gli eteri, quelli più usati come solvente, oltre al dietil etere, sono quelli ciclici O O

O

ossaciclopentano (tetraidrofurano)

1,4-diossacicloesano(diossano)

Danno reazione solo con HI, a caldo

+ HI..+

+ I-Δ

+ R'I + + RI....

R O R'H

R OH R' OHR O R'

reazione acido-base sostituzione nucleofila

esempio: CH3CH2OCH2CH2CH2CH3 + HIΔ

CH3CH2OH + I-CH2CH2CH2CH3 +

CH3CH2-I + HOCH2CH2CH2CH3

..

..R-O-R'

se c'è un eccesso di HI e si lascia il tempo, anche gli alcooli reagiscono con HI

CH3CH2OH + CH3CH2CH2CH2OHHI CH2CH2I + CH3CH2CH2CH2I

+ CH2=CH2 + CH2=CHCH2CH3

però+ HI

Δ+ CH3I

OHO CH3

Viene attaccato da I- SOLO il C sp3

+

- ecc.O CH3

O CH3legame C(aromatico-O più forte di C(alifatico)-O

Gli eteri ciclici con anelli tesi sono più reattivi perché, con l'apertura dell'anello, hanno sollievo dalla tensione d'anello

OSSACICLOBUTANI reagiscono anche con HBr, a caldo

APERTURA DELL'ANELLO

16/05/2011

25

ΔHBr

OHOCH2CH2CH2Br

meccanismo:

HBr + Br-O OH

OSSACICLOPROPANI MOLTO REATTIVI APERTURA DELL'ANELLO

a) con NUCLEOFILI FORTI SN2

+ Nu:--

H+CH2 CH2

ONu CH2 CH2

ONu

H

CH2 CH2

O

esempio:

+ -:SCH3

-H+

CH2 CH2

OCH2 CH2

OSCH3 CH2 CH2OH SCH3

Se l'ossaciclopropano è sostituito, la reazione ha un orientamento dovuto al meccanismo (SN2)

REGIOSPECIFICITA'

REGIOSELETTIVITA'

Di due "regioni" del substrato possibili e simili una sola viene attaccata

Di due "regioni" del substrato possibili e simili una viene attaccata di preferenza

-OCH3

SCH3OH

S

C CO

HH

CH3

H

H

OCH3

C C

O

HH

CH3

H

Reazione regiospecifica; reazione stereospecifica

SN2: più reattivo C meno sostituito

SN2: attacco di Nu da parte opposta al gruppo uscente

16/05/2011

26

b) in assenza di NUCLEOFILI FORTI

apertura dell'anello acido-catalizzata

Bisogna rendere -O- un miglior gruppo uscente

H+.... +

..

..H OCH3

..:

..+

H+CH2 CH2

O

HO

CH2 CH2

OH

CH3

OCH2 CH2

OH

CH3

CH2 CH2

OH

Il processo è SN1, ma non si forma un vero carbocatione, per l'interazione con il doppietto elettronico dell'ossigeno

SH+

+

δ+

δ+ δ+

δ+C C

O

HH

CH3

H C C

O

HH

CH3

H

H

C C

O

HH

CH3

H

H

C C

O

HH

CH3

H

H

parziale carbocatione primario

parziale carbocatione secondario

(se ne forma di più)

C C

O

HH

CH3

H

H

C C

O

HH

CH3

H

H

δ+

δ+ δ+

δ+

..H O

CH3

H+C C

OHHH

CH3

HOCH3

C COH

HH

CH3

H

O CH3

+

S R

Reazione regioselettiva; reazione stereospecifica

prodotto principale prodotto secondario

Si forma più (ma non solo) “parziale” carbocatione secondario

attacco di Nu da parte opposta al gruppo uscente

POLIETERI CICLICI (ETERI CORONA)

18-Crown-618-Corona-6

OO

O

OO

O

16/05/2011

27

+O

OO

OO

OK

12-Crown-4

OO

O O

15-Crown-5

OOO

OO OO

O

OO

O

OO

O

OO

O

NHO

NH

NH

NH

NH

ONH

CRIPTANDO

catione

+n+

complesso CRIPTATO

n+

OO

O O

OO

NNOO

O O

OO

NN

16/05/2011

1

AMMINE:NCaratteristica strutturale delle ammine



Lo ione molecolare è quasi sempre presente

La frammentazione più importante avviene tra il C α all’N ed il C β(carbocatione stabile)

+.+

R.

++

CR'

R''C N

R'

R''C N

R'

R''

RN

Per le ammine vale la “regola dell’azoto”

La regola dell’azotoE’ una regola universale che riguarda sia gli ioni molecolari che i frammenti con una singola carica.

“tutti gli ioni con numero dispari di elettroni hanno valori m/z pari, tranne quando contengono un numero dispari di atomi di azoto”

Questa regola viene dal fatto che l’azoto ha massa atomica pari e valenza dispari.

1-butanammina, P.M. 73

M+

30 (CH2=NH2+)

16/05/2011

2

dietilammina, P.M. 73

M+

M+-CH3

Solo legami σ: le transizioni n → σ* richiedono λ = 185-195 nm (lontano UV): fuori dal comune intervallo

UV-visibile

IR stretching N-H 3500-3300 cm-1

DUE bande per le ammine primarie; una banda per le ammine secondarie (debole se alifatiche, forte se aromatiche). Le amine terziarie non hanno assorbimento

stretching C-N 1350-1000 cm-1

bending N-H nelle ammine primarie, banda larga 1640-1560 cm-1

nelle ammine secondarie verso 1500 cm-1

1-butanammina

16/05/2011

3

2-butanammina

cm-1

%T

dietilammina

13C NMR L’effetto -I dell’N diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 13C: deschermato

1H NMR L’effetto -I dell’N diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 1H: deschermato a 2.5-3 δ

1-butanamminaCH2 CH2 NH2

ABCCH3CH2DA B

C

D

Anche l’H sull’N è mobile: scambia abbastanza rapidamente da non dare accoppiamento con nuclei adiacenti

16/05/2011

4

terz-butilammina

:N atomo basico, atomo nucleofilo

cattivo gruppo uscente, anche in seguito a protonazione

RNH2 + H+ +NESSUNA REAZIONER NH3

1. N come atomo basico o nucleofilo

con acidi RNH2 + H+ +R NH3

con O come elettrofilo SOLO con ammine terziarie

(CH3)3NH2O2

H2O

+ -(CH3)3N O

H2O2

H2O

CHN

CH3

CH3

CH3.. CH

N

CH3

CH3

CH3

O -+ 98%

16/05/2011

5

invece di H2O2 si possono usare peracidi R CO

O

OH

: + - +R C

O

OHNONR C

O

O

O

H

con alogenuri alchilici

La reazione dà miscele di prodotti, perché anche il prodotto della sostituzione è nucleofilo

..+

+Br-+

+ HBrR NH2 CH2 CH3R NH2 R NH CH2 CH3CH3 CH2 Br

..+

+Br-R

CH2 CH3

NH R NHCH2 CH3

CH2 CH3

CH3 CH2 Br R NCH2 CH3

CH2 CH3 + HBr

..+

+Br-R

CH2 CH3

CH2 CH3N R NCH2 CH3

CH2 CH3

CH2 CH3CH3 CH2 Br

Quando l’alchilazione dell’ammina si esegue fino al sale di ammonio si parla di METILAZIONE ESAURIENTE

con acido nitroso

La reazione con HNO2 è la reazione più caratteristica delle ammine, che permette di distinguere tra ammine primarie, secondarie e terziarie.

HNO2

Fatti sperimentali:

ammine primarie RNH2HNO2

H+ alcooli, alcheni, N2 sviluppo di gas

R2NHHNO2

H+ R2N-NOnitrosammina

ammine secondarie precipitato giallo

R3NHNO2

H+ NESSUNA REAZIONEammine terziarie

L'acido nitroso si genera in situ

NaNO2 + HCl HNO2 + NaCl

16/05/2011

6

MECCANISMO

+ H+ + + +NOO NOH

HH2OOH NO

catione nitrosonio

E+

ammine primarie

H2O

..+ +NO

+ +

N2

R+R NH2 R NH2 NO R N N

H2O

H+

alcool

alchene

i sali di diazonio si possono isolare solo con le ammine aromatiche

NH2 N N+

NaNO2H+

0°-5°Cisolabile

-+ +

+

-+

+

-++ N NN N+

N NN NN N

ammine secondarie

..+ +NO

+

H+

RN

RNOR NH R N NO

R R

H

ammine terziarie

+NO: ++

R NR

RR N

R

RNO

i sali di ammonio quaternari possono essere usati come

catalizzatori di trasferimento di fase

+ Na+ C N-CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Cl

solubile in solvente idrocarburico (solvente non polare)

solubile in acqua

NESSUNA REAZIONE (neanche a caldo)

16/05/2011

7

R4N+ se R contiene almeno 4 atomi di C, è solubile sia in acqua (per l'N positivo) che in solventi non polari (per R)

R4N+Cl- Na+ C N-+ R4N+ C N- + Na+ Cl-

porta in fase organica il reagente nucleofilo

R4N+ C N- + R4N+ Cl- +

R4N+ C N- Na+ C N-+R4N+ Cl-+ Na+ Cl-

R' Cl C NR'

R3N-+

pessimo gruppo uscente

Metilazione esauriente - Degradazione di Hofmann

Reazione utilizzata per la determinazione della struttura di ammine

Esempi:

.. 3 CH3I

2 HI

+I-CH3 CH2 CH2 N CH3

CH3

CH3

CH3 CH2 CH2 N HH

metilazione esauriente

+ I-AgOH +

HO:-

Δ

β

+ + H2O:

AgICH3 CH2 CH2 N CH3

CH3

CH3

CH3 CH CH2 N CH3

CH3

CH3

H

CH3 CH CH2 N CH3

CH3

CH3

β-eliminazione

16/05/2011

8

NH

2 CH3I

HI NCH3 CH3

+ I-

AgI

AgOH

NCH3 CH3

+ HO:-

+

β

HO-

Δ CH3II-+

AgI

AgOH+ HO-

NCH3 CH3

HH

NCH3 CH3CH3

NCH3 CH3CH3

CH2 NCH3

CH3

H

+

β

-OH

Δ ..+ + H2ON

CH3 CH3CH3N

CH3 CH3CH3

HH

CH3I

+

1)

2) AgOH

-OHΔ

NCH3

N NCH3

CH3I1)

2) AgOH +

-OHΔ

NCH3CH3

NCH3CH3

CH3I1)

2) AgOH -OH+ Δ

+ + H2ON

CH3CH3

CH3 NCH3

CH3 CH3

16/05/2011

9

NCH3

O

Composto naturale estratto dalla corteccia del melograno

NCH3

OHNa, CH3CH2OHNCH3

H2SO4

H2O

NCH3

CH3CH3I + I-

NCH3CH3

Ag2O/H2O

Δ

CH3CH3

CH3N

CH3I

+

I-

NCH3

CH3CH3

Ag2O/H2OΔ

Br

Br

Br2 (CH3)2N

N(CH3)2

NCH3CH3

H

HBrCH3

CH3

CH3

N

CH3

CH3

CH3N

CH3I

+

I-

+I-

Ag2O/H2O

Δ

+ 2 (CH3)2N + 2 H2O + 2 AgI

84% 84%

90%94,5%

72%

96%

68% (per i due passaggi)non isolato

97,5%

10-20%

Resa complessiva: 3%

Applicazione: sintesi del cicloottatetraene (Wilstätter)

Gli N-ossidi delle ammine terziarie danno β-eliminazione

Eliminazione di Cope

[O]CH2CH R'

N(CH3)2

R

O +-

CH2CH R'N(CH3)2

R

([O] = reagente ossidante, per esempio H2O2)

meccanismo:=/

C C

R

H H

R'+ HO-N(CH3)3C C R'

N(CH3)2

R

OH

H H

+-....

:

C C R'RH H

δ+δ-

HO N(CH3)2

------

reazione stereospecifica eliminazione sin

1

ALCHENI CICLOALCHENI

CARATTERISTICA FUNZIONALE:

legame πC C



Una frammentazione importante dà un valore m/z = 41, che corrisponde al carbocatione allilico

+. +R

.+

+CH2 CH2CH CH2CH2 CHCH2R CH2CH

Un solo legami π: le transizioni π → π* richiede λ = 190 nm (lontano UV): fuori dal comune intervallo. Però è una transizione permessa dalla simmetria (ε= 15 000 per l’etene)

UV-visibile

C=C

IR stretching =C-H a sinistra di 3000 cm-1

stretching C=C 1660-1600 cm-1

bending =C-H (fuori dal piano) 1000-650 cm-1

C=C

=C-H =C-H

Se lo stretching del doppio legame C=C non modifica il momento di dipolo, non si ha assorbimento

2-metil-1-butene

2

1-pentene

cis-2-pentene

trans-2-pentene

13C NMR L’anisotropia diamagnetica descherma il nucleo

C1

C21-pentene

3

1H NMR L’anisotropia diamagnetica descherma il nucleoSpesso gli spettri non sono del primo ordine

2-pentene

H vinilici{H vinilici{

1-pentene

ALCHENI

la rottura del legame π porta a due valenze libere sui due atomi di C, che vanno soddisfatte.

Più debole del legame σ, è il “punto debole” degli alcheni.

ADDIZIONE

la nuvola elettronica del legame π ATTIRA reagenti poveri di elettroni, RESPINGE reagenti ricchi di elettroni.

ADDIZIONE ELETTROFILA

CARATTERISTICA FUNZIONALE:

legame πC C

4

I reagenti elettrofili possono venire da una molecola di tipo X-Y o da una molecola di tipo X-X

δ+ δ−

X Y HCl, HBr, HI; H2O, H+; ICl; HOCl, H+ (HOBr, H+); BH3

HCl, HBr, HI; H2O, H+ E+ = H+

δ+ δ−I Cl E+ = I+

BH3 E+ = atomo di B (orbitale vuoto)

+ H+ +OH Cl O ClH

H+O ClHH

H2O + Cl+E+ = Cl+

+ H+ +OH Br O BrH

H+O BrHH

H2O + Br+

E+ = Br+

δ+ δ−+C C X Y C C

X YMECCANISMO Processo in due stadi

+

1.+ lento

+C C X C C

X+

-+

2.YC C

XC C

X Y

E

coordinata di reazione

C C C CX Y

C CX

+

δ+δ+

- - - -C C

X

δ-

C C

X

Y

δ+

5

ORIENTAMENTO

REATTIVITA’

I fattori che stabilizzano il carbocatione: abbassano l'energia dello stato di transizionediminuiscono l'energia di attivazione

FAVORISCONO LA REAZIONE

E' PIU' REATTIVO L'ALCHENE che dà il CARBOCATIONE PIU’ STABILE

Se da un alchene si possono formare due carbocationi di diversa stabilità, si forma SOLO IL CARBOCATIONE PIU' STABILE (orientamento secondo Markownikov)

REAZIONE REGIOSPECIFICA

ESEMPI

con HCl

equazione + H Cl CH3 CH CH3

ClCH2 CH CH3

2-cloropropanomeccanismo:

++lento

CH3 CH CH3

ClCH3 CH CH3CH2 CH CH3 H Cl

:Cl:....

-

+ H BrCH2 C CH3

CH3

CH3 C CH3

Br

CH3

con HBr

equazione

2-bromo-2-metilpropanomeccanismo:

lento+

+ :Br:....

-

CH2 C CH3CH3

H Br CH3 C CH3

CH3

CH3 CH CH3

Br

6

+ H ICH2 C CH3

CH3

CH3 C CH3

I

CH3

con HI

equazione

2-iodo-2-metilpropanomeccanismo:

lento+

+ : I :....

-

CH2 C CH3CH3

H I CH3 C CH3

CH3

CH3 CH CH3

Br

con H2O, H+

+H+

CH2 C CH2

OHCH3 CH3

CH3

CHCCH2CH3 CH3

CH3

H OHequazione

3-metil-3-pentanolomeccanismo:

+ H+lento +

+....CH2CCH2CH3 CH3

CH3

CH2 C CH2

OCH3

H H

CH3

CH3

H O HCHCCH2CH3 CH3

CH3

H+CH2 C CH2

OHCH3 CH3

CH3

con ΙCl

+CH2CHCH2CH3CH2 CH CH2

ClCH3 II Cl

++lento :Cl:

..

..-

I Cl CH2CHCH2CH3I CH2 CH CH2

ClCH3 ICH2CHCH2CH3

equazione

meccanismo:

con HOCl, H+

equazione + HOClH+

CH CH2CH3 ClOH

CH CH2CH3

1-cloro-2-propanolo

meccanismo:

+ H+ + + Cl+O ClH

HO

H

HOH Cl

CH CH2CH3 + Cl+lento

CH CH2CH3 Cl+

CH CH2CH3 ClO

H H+

OH H....

CH CH2CH3 ClOH

7

con BH3 IDROBORAZIONE

equazione 3 + (RCH2CH2)3BCH CH2R BH3

ottetto incompletoBH3

B2H6diborano

B

HH

HB

HH

HB

HH

HB

HH

H

B2H6 2 BH3

orbitale vuoto

B HH

H l’atomo di B è E+

meccanismo:

HH C H

HC =H

HC

HHC. .

B HH

H

H

HC

HHC

B HH

H

..

complesso traalchene e borano

δ+

δ-

HH C H

HC

BH2 H-----

/=

HH C

HHC

BH2 H

δ+

δ-

HH C H

HC

BH2 H-----

/=

anche gli altri legami B-H reagiscono allo stesso modo

La reazione avviene in un unico stadio HH C H

HC

BH2 H-----

HH C H

HC

HH C

HHC

BH2 H

E


Reazione REGIOSPECIFICA

Anche se non si forma un intermedio carbocationico, lo stato di transizione ha un carattere di parziale carbocatione (sul C dove è più stabile)

8

I trialchilborani sono utili non come tali, ma perché il B viene sostituito facilmente da un gruppo OH

-OH

OH OHC B C OH

(RCH2CH2)3BH2O2, OH-

3 RCH2CH2OH

In questo modo è possibile ottenere da un alchene un alcool isomero rispetto a quello della reazione con H2O, H+.

CH2 CH CH3H+

+CH2CH CH3

H

H2O:+

CH2CH CH3

H

OH2

H+

CH2CH CH3

H

OH

2-propanolo

BH3CH2 CH CH3

BH2 H

CH2 CH2 CH3

OH OH

OH

1-propanolo

MERCURIAZIONE-SOLVODEMERCURIAZIONE

Hg(OCOCH3)2 in solvente polare protico (H2O, ROH, CH3CO2H)

Hg(OCOCH3)2+

CH3 C OO

Hg + CH3 C OO

-

E+

+ CH3 C OO

Hg+

CH3C

O

O

Hg+----

HgCH3

CO

O

+oppure

carbocatione

lento

ione mercurinio

HgCH3

CO

O

++ SolvOH

HgCH3

CO

O

OH

Solv+ H+

HgCH3

CO

O

O Solv

9

ORIENTAMENTO si forma il (parziale) carbocatione più stabile

I composti mercurati si trasformano in composti organici per trattamentocon idruro di boro e sodio (NaBH4) in ambiente basico

DEMERCURIAZIONE RIDUTTIVA

HgCH3

CO

O

O SolvH:-

H

O Solv+ Hg° precipita come mercurio

metallico (grigio)

SolvOH = H-OHmercuriazione

+CH3 CH CH2 Hg(OCOCH3)2H2O

CH3 CH CH2

OHHgOCOCH3

H+demercuriazione

CH3 CH CH2

OHHgOCOCH3

Hg°

H-CH3 CH CH3

OHalcool

rispetto all'addizione di acqua acido-catalizzata, questo metodo ha il vantaggio di non passare attraverso un carbocatione libero e quindi di non correre il rischio della trasposizione.

SolvOH = R-OH

mercuriazione+CH3 CH CH2 Hg(OCOCH3)2

ROHCH3 CH CH2

OHgOCOCH3

R

H+

demercuriazione

CH3 CH CH2

OHgOCOCH3

R

Hg°

H-CH3 CH CH3

O R

etere

esempi:

CH3 CH CH2+ Hg(OCOCH3)2

CH3 OH

H+CH3 CH CH2

OHgOCOCH3

CH3

1-acetossimercurio-2-metossipropano

10

NaBH4

Hg°

CH3 CH CH3

O CH3isopropil metil etere

CH3 CH CH CH2 CH3 + Hg(OCOCH3)2CH3 CH2OH

H+

+CH3 CH CH CH2 CH3

HgOCOCH3

CH3 CH2O HgOCOCH3

CH3 CH CH CH2 CH3

CH3 CH2O

3-acetossimercurio-2-etossipentano 2-acetossimercurio-3-etossipentano

+CH3 CH CH2CH2 CH3CH3CH2O

CH3 CH2 CH CH2 CH3

CH3CH2O

NaBH4Hg°

2-etossipentano 3-etossipentano

SolvOH = CH3C(O)-OH

mercuriazione

+ Hg(OCOCH3)2H+

CH3CO2HCH3 CH CH2

OHgOCOCH3

CO

CH3

CH3 CH CH2

demercuriazione

Hg°

H-CH3 CH CH2 HgOCOCH3

OC

O

CH3

OC

O

CH3

CH3 CH CH3 estere

acetato di isopropile

11

Reazione con alogeni (Br2, Cl2)

+ Br2CH2 CH2CH2 CH2Br Br

Il legame Br-Br (e Cl-Cl) è covalente, con gli elettroni tra due atomi con la stessa elettronegatività (legame non polare).

Il legame Br-Br (e Cl-Cl) può essere polarizzato per interazione donatore-accettore con un legame π. La polarizzazione è favorita da solventi polari.

dopo la polarizzazione SCISSIONE ETEROLITICA

Br

Br..

+

C C

Br

Br

..δ-

δ+

C C

complesso π

:

C C

Br..

vuoto

(+)

ione BROMONIO

Br..

(-)ionebromuro

+C C Br Br

δ+

δ-+

Br-C C

Br

Br

C C

Br

E+

δ+

δ+-----

+ Br2

π

δ-


C C

Br

Br

C CC C

Br

Br

C C

Br

C

Br

Br

C

C C

BrBr

C C

BrBr

δ−

+

Br-

+C C

Br

Br

C C

Br

C C

Br

Br

lento

REAZIONESTEREOSPECIFICA

12

ANDAMENTO STEREOCHIMICO

+ Br2

δ-δ+

δ-δ+

#

Br-

+

----- +

π

BrBr

Br

BrBr

Br

Br

Br

Br

partendo da un isomero geometrico:

Br2δ-δ+

π

H

CH3

CH3

HBrBrδ-

δ+#

HBr

CH3

CH3H

Br-

(A)

(B)

+

H

CH3

CH3

H

H

CH3

CH3

HBrBr

HBr

CH3

CH3H

Br-

(A)

+

=(A)

= treo

S

S(A)

H CH3

CH3H

Br

Br

H

CH3

CH3

H BrBr

H

CH3

CH3

H Br

Br

(B)

Br-

HBr

CH3

CH3H

+

=(A)

=treo

(A)

R

RH CH3

CH3H

Br

Br

H

CH3CH3

HBr

Br

H

CH3

CH3

H

Br

Br

Con Cl2 Cl, più piccolo di Br, sovrappone meno bene l'orbitale pieno con l'orbitale vuoto del C e quindi non forma un vero legame, ma dà solo un'interazione accettore-donatore

+ Cl2

ClCl δ-

δ+#

π

Cl

Cl δ-

δ+-----

Cl-

Cl+

:

Cl-

Cl:

+ +

13

Cl

Cl

Cl

Cl

+ +

ClCl

prevalente minorequantità

REAZIONE STEREOSELETTIVA

REAZIONE con HBr in condizioni radicaliche

Fatto sperimentale: l'addizione di HBr agli alcheni dà il regioisomero diverso da quello atteso (orientamento anti-Markownikov)

RO-OR 2 RO.Δ

R-HRO.+ H-Br + Br.meccanismo:

C C + Br. CBrC

.lento BrHC

BrC

HBr.+

continuala reazione a catena

Vladimir Vasilevich Markonikov 1838 - 1904

REAZIONE REGIOSPECIFICA Si forma il radicale più stabile

+ Br..CH CH2CH3 BrCH CH2CH3

.+ Br.+CH2 CH2CH3 BrCH CH2CH3 Br BrH

Orientamento anti-Markownikov

Quella con HBr in presenza di perossidi è la SOLA addizione radicalica degli alcheni.

Con Br2 o Cl2 e hν o riscaldamento, hn alchene dà il RADICALE PIU’ STABILE, che è quello in posizione ALLILICA!!!!!

CH CH2CH3 CH CH2CH2Br

+ Br2hν

14

RIDUZIONE

+ H2catalizzatore

C CH H

C C

catalizzatore Pt, Pd, Ni

superficie delcatalizzatore

H H H H C CH HH HHHCH2 CH2

CH2 CH2H H

H H

CC

H

HH

HHH

C C

H

H

H

HH

H

---------

--------------

insormontabile senzacatalizzatore

superabile con il catalizzatore

enegia di attivazioneabbassata


E

C C HHC C

REAZIONE STEREOSPECIFICA

H2

PtO+

enantiomeri cisCH3

CH2 CH3H

HCH3

CH2 CH3H

HCH3

CH2 CH3

15

D2

Pd-C= mesoC CCH3

H HCH3

D DC C

CH3

H H

CH3

C CCH3

H HCH3

D D

D2

Pd-C+

(R,R) (S,S)

C CCH3

H CH3

H

D D

C CCH3

H CH3

HC C

CH3

H CH3

H

D D

In soluzione (catalisi omogenea) si riesce ad avere reazione stereospecifica con catalizzatori che hanno un legante chirale:

OH

OH CC

H

NH2 CO2H

H2rodio.DIOP.Cl2

OH

OH

CH2C

NH2

CO2HH

(S)-(-)-DOPA

enzimicerebrali

cura del morbo di Parkinson

OH

OH

CH2 CH2

NH2

dopammina

(neurotrasmettitore)

OSSIDAZIONE DEGLI ALCHENIsenza scissione del legame C-C

[O]oppure C C

OH OHC C

OC C

con scissione del legame C-C

[O]oppure oppure C

OH

O

CO

CH

OC C

REAGENTE PRODOTTOOssidazione senza scissione

KMnO4, OH- 1,2-DioliOsO4 e poi Na2SO3 1,2-DioliRCO3H Ossaciclopropani

Ossidazione con scissioneKMnO4, OH-, Δ Acidi e/o Chetoni

O3 e poi H2O2, H+ Acidi e/o Chetoni

O3 e poi Zn, H+ Aldeidi e/o Chetoni

16

KMnO4

25°C

-OH+ MnO2

-

CH2 CH2

CH2 CH2

O OMn

O O

CH2 CH2

OH OH


- -

δ+δ- δ-

-OH

C CCH3

H CH3

H

OMn

O

O O

C CCH3

H

H

CH3

MnOO

O O - -

C CCH3

H CH3

H

OO

-

MnO2 + H2O

OHMn

OH

O O

H2O

-OHC C

CH3

H CH3

H

OHOH

=OH

OH

HCH3

CH3H =OH

OHH

CH3

CH3

H

OH

OH

H

CH3

CH3

H=

(S,S)

Con KMnO4, -OH

- --OHHO-

=

(R,R)

C CCH3

H CH3

H

Mn

OO

O O

CCCH3

HCH3

H

OMn

O

O O

C C

CH3H CH3

H

OHOH OH

OH

H

CH3

CH3

H

OsO4

25°C

Na2SO3+

H2OOs°

CH2 CH2

O OOs

O O

CH2 CH2

OH OHCH2 CH2

Con OsO4


OsOO

O O

C C

CH3 CH3

H

OOs

O

O O

H

δ+δ- δ-

OH2

C CCH3

H

CH3

HC C

CH3 CH3

H

OHOH

H

Na2SO3(riducente)

Os°OH

OsOH

O O

17

= =

(R,S)

mesoOHOH

H CH3

CH3H

OHOH

H

CH3

CH3

H

OH

OH

H

CH3

CH3

H

Os

OO

O O

C CH

CH3CH3

H

CCCH3

HHCH3

OOs

O

O OOH2H2O

C CCH3

H

CH3

H

OHOH=

OH

OH

H

CH3

CH3

H

(R,S)meso

Con peracidi

+ RCO3H + RCO2HCH2 CH2

O

CH2 CH2

meccanismo:

+C

OC

OO

H O

CR

C

CO

O

CR

H

CH3CO3H

acidoperacetico

HCO3H

acidoperformico(permetanoico)

acidom-cloroperbenzoico

Cl

CO3H

18

con scissione del legame C-C

KMnO4, -OH, a caldo

C CCH3

H CH3

CH3 KMnO4, -OH

ΔC

CH3

OO

-+ O C

CH3

CH3

H+C

CH3

OHO

[O] [O] [O]C COH OH

C C C CO O

con gli alcheni terminali si forma CO2

CH2

KMnO4, -OH

ΔO + CO2 + H2O

RC

R'CH2

[O] RC

R'O +

[O]OH C

O

H OH C

O

OH CO2 + H2Oacido metanoico acido carbonico

OZONO (O3)

1,2,3-triossaciclopentano 1,2,4-triossaciclopentano(4,4,5-trimetil) (3,3,5-trimetil)

- +: .. : :..

..

..

C CCH3

H CH3

CH3

O OO

C CCH3

H CH3

CH3

O O

OC CCH3

H CH3

CH3

OO

O

meccanismo probabile:-

+δ+

δ-

C

CH3

CH3

OO

C CCH3

H CH3

CH3

O OO

CCH3

H

OC C

CH3

H CH3

CH3

O O

O

Instabile, non si isola

19

TRATTAMENTO RIDUTTIVO

C CCH3

H CH3

CH3

O O

O

a chetone

ad aldeide

ad H2O2

Zn,H+

H2O+CCH3

H

OC

CH3

CH3

O

TRATTAMENTO OSSIDATIVO

H2O2

H+ + C

CH3

CH3

OCCH3

OH

O

C CCH3

H CH3

CH3

O O

O

a chetone ad acidocarbossilico

ad H2O2

Addizione di carbeni

Molecole contenenti un C BIVALENTE sono rare in Chimica Organica. Si chiaano CARBENI e possono essere di due tipi, a seconda della configurazione elettronica

C

metilene singoletto :CH2 (C sp2)

orbitale sp2pieno

orbitale p vuoto

orbitale p(un e)

orbitale p(un e)

H H

metilene tripletto

HCH (C sp)..

E+

R.

20

Si formano per decomposizione fotochimica del diazometano:

CH2 N NCH2 N N:-+ + -

diazometano

CH2 N N:- + +:CH2 N N

Il metilene attacca un legame π C=C, sia come singoletto che come tripletto

cis

con metilenesingoletto

cis

R

H

R

H

CH2R

H H

R

:CH2

hν

cis

con metilenetripletto

.

. .

.

possibilitàdi rotazione

trans

+

cis

R

H

R

H

CH2

H-C-H

R

H H

RCH2R

H H

R R

R

H

H

CH2


Carbeni sostituiti con alogeni sono più stabili e si preparano più facilmente

diclorocarbene:CCl2

- + + -CCl3(CH3)3CO H CCl3(CH3)3COH

: + Cl-CCl

ClCl :CCl2

+ :CCl2ClCl

Esempio:

Reazione di Simmons-Smith

CH2I2 + Zn(Cu) carbenoide(C2H5)2O

CH2 ZnII

CH3 CH CH2CH3 CH CH2

CH2CH2I2 + Zn(Cu)

(C2H5)2O

Esempio:

21

ALCHINICARATTERISTICA FUNZIONALE:

legame π


Spettrometria di massaUna frammentazione importante dà un valore m/z = 39, che corrisponde al carbocatione propargilico

CH2R CHC

CH2 CHC CH2CH2 C

+. +R

.+

+

1-ottino

M+

4-ottino

IR stretching =C-H a circa 3300 cm-1

stretching circa 2150 cm-1C C manca negli alchini simmetricamente disostituiti

1-ottino

22

2-ottino

4-ottino

13C NMR L’anisotropia diamagnetica scherma il nucleo

C sp δ 70-90 ppm

C C

4-ottino

1-ottino

84.66 68.11

C1 C2

23

1H NMR L’anisotropia diamagnetica scherma il nucleo

C C H δ 1.9 – 2.5 ppm

C C H

Danno le stesse reazioni degli alcheni (legame π), con lo stesso meccanismo

L'addizione del primo equivalente lascia ancora un legame π, che perciò può dare ulteriore addizione

+ C C

X

YX

Y

C C X Y C CX

Y

il prodotto della reazione dipende perciò dal numero di equivalenti del reagente elettrofilo

esempi:

+trans

C CCH3 CH3 H Cl C CH

CH3 Cl

CH3


24

con HBr (addizione elettrofila)

+ +

(carbocatione più stabile)

:Br:....

-C CCH3 H H Br C CCH3 H

H

C CCH3 H

H

Br

+

(carbocatione più stabile)

:Br:....

-C CH2CH3

HBrC CH3CH3

Br

BrC CCH3 H

H

Br H Br

con HBr (addizione radicalica)

Δ2 RO.

RO. + RO-H + Br.RO OR

H Br

+.

(radicalepiù stabile)

+ Br.Br.continuala catena

C CCH3 H C CCH3 H

Br

H BrC CCH3 H

Br

H

.

(radicalepiù stabile)

continuala catena

+ Br. + Br.C CCH3 H

Br

H

H

BrC CCH3 H

Br

HCH CHCH3

Br

Br H Br

con H2O, H+ servono anche sali di Hg2+ come catalizzatori

meccanismo:

C CCH3 H + H2OH+

Hg2+C CH3CH3

O

+ H+ +:OH2

+carbocatione più stabileC C CH3

HH C C CH3

H

OH2

HCCH CH3

H

25

enolo

C CH CH3

H

OHC CH CH3

H

OH

TAUTOMERIA C C

OH

C C

O H

Ossidazione con KMnO4anche a temperatura ambiente si ha scissione del legame C-C

KMnO4-OH, 25°C

+--

CRO

OC R'

O

OCC R'R

H++CR

O

OHCR'

O

OH

RIDUZIONE La riduzione catalitica arriva ad ALCANO, se non si usano catalizzatori speciali

H2

Pt

H2PtCC CC

H HCC

H H

HH

Per fermarsi ad alchene è necessario che il catalizzatore sia meno attivo

H2

Pd "avvelenato"disattivato cis

CCH H

CC


Per ridurre alchini interni ad alcheni trans con Na° (K°, Li°) in NH3 liquida

trans

NaNH3

CC CCH

H


26

ATTENZIONE!! GLI ALCHINI TERMINALI DANNO GLI ALCHINURI

CC H + Na°NH3 CC :- Na+ + 1/2 H2

meccanismo:

+ Na° Na+ + CCR R-.. .

CC RR anione radicale

NH3Na+ + Na+ -NH2 C CR

H R

.+

-.. .CCR R radicale vinilico

C CR

H R

.+ Na° Na+ + C C

R

H R

..anione vinilico

Na+ C CR

H R

..NH3+ Na+ -NH2 +

trans

C CR

H R

H

L'andamento stereochimico viene spiegato con la maggiore stabilità del radicale vinilico con i gruppi R in trans, rispetto a quello con i gruppi R in cis (repulsione per ingombro sterico).

.

.C C

R

H

RC C

R

H R

ACIDITA' del legame Csp-H

I sali degli alchini terminali (alchinuri) si possono ottenere, oltre che con Na°, con idrossidi di metalli di transizione

+ Ag(NH3)2OH + H2O + 2 NH3CC HR CC AgR

"Ag+ -OH" legame covalente polare

+ Cu(NH3)2OH + H2O + 2 NH3CC HR CC CuR

"Cu+ -OH"legame covalente polare

27

DIENICARATTERISTICA FUNZIONALE: legame π

Caratteristiche Spettrali Analoghe a quelle dgli alcheni

UV-visibile La coniugazione abbassa la differenza di energia HOMO-LUMO (shift batocromico)

A

B

C

3-metil-1,4-pentadiene

=C-H

142.45ppm

113.13ppm

=CH2

28

1,4-esadiene

C sp2

{{H vinilici

Stesse reazioni degli alcheni; il prodotto dipende dal numero di equivalenti del reagente (elettrofilo)

CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH CH2 CH2 CH CH2

ClHCl

HClCH3 CH CH2 CH2 CH CH3

Cl

ClDIENI CONIUGATI

Anche con un solo equivalente si ottengono più prodotti:

CH2 CH CH2CHClH

+ HCl CH2 CH CH2CHCl H

+CH2 CH CH2CHaddizione 1,2

addizione 1,4

a bassa temperatura prevale addizione 1,2

a temperatura elevata prevale addizione 1,4

29

unico carbocationeDUE siti positivi

CH3 CH CH2CH+

CH3 CH CH2+

CH

CH2 CH CH2CH

H++

δ-

δ-

δ+

δ+

#

#CH3 CH CHCH

Cl

CH3 CH CH2CH

Cl

Cl-

addizione 1,2

addizione 1,4

E


Ea1,2

1,4

CH3 CH CH2CH+

CH2 CH CH3CHCl

CH3 CH CH2+

CH

CH3 CH CH2CHCl

CH2 CH CH2CH

1,4- controllo termodinamico1,2- controllo cinetico

Reazione di Diels-Alder

π3*

LUMO

π1HOMO

Δ

+

diene dienofilonuovolegame π

nuovi legami σ

Addotto di Diels-Alder

30

Otto Paul Hermann Diels1876-1954

Kurt Alder1902-1958

La geometria del dienofilo si mantiene nell’addotto

+

dienofilo cis addotto cis

CH

H C

O

O

O

O CH3

CH3 C O

OCH3

CO

O CH3

+

dienofilo trans addotto trans

CO

OCH3

CH O

OCH3

H

C O

OCH3

CO

O CH3

Se il diene ed il dienofilo sono sostituiti non simmetricamente, si ottengono due addotti

+ +

CH3

H

CHO

H

CH3

CH3CO

CH3

CO

CH3

CH3

31

Regola endo

Quando il dienofilo contiene un legame π nel gruppo elettron attrattore, gli orbitali π in quel gruppo si avvicinano agli atomi centrali del diene. Questa sovrapposizione secondaria aiuta a stabilizzare lo stato di transizione della formazione dell’addotto.

Fenomeno osservato formando i prodotti biciclici dal ciclopentadiene

eso

endo

esoendo

+ e non H

HH

O

H

O H

HH

HCHO

HH

H

+ e non OH

H

O

OCH3

OCH3

O O

HH

CO2CH3

O OCH3

O

HH

CO2CH3

CO2CH3

C CC

C

CO

C

C====

==

===

=

==

===

H

H

H

H

HH

O

H H

HH

CH2H

CH2H CH2

CC HO

HSovrapposizione secondaria

16/05/2011

1

COMPOSTI AROMATICIL’aromaticità è l’aspetto strutturale determinante per le caratteristiche spettrali e di reattività di questi composti.


Spettrometria di massa La maggior parte dei composti aromatici presenta un picco dello ione molecolare molto intenso.

Gli alchilbenzeni hanno una frammentazione molto facile con m/z 91.

E’ stato dimostrato che il carbocatione benzilico traspone a catione eptatrienilio.

CH2 R

+. CH2R +

+. +

m/z 91m/z 91M+

(78) M+

(128)

CH3

CH2 CH3

9291

91

108

16/05/2011

2

UV-visibile Il benzene ha legami π coniugati

Lo spettro di assorbimento elettronico è caratterizzato da due bande dette “primarie” e una banda detta “secondaria” o della struttura fine.

λ = 184 nm (ε = 47 000)

λ = 202 nm (ε = 7 000)

struttura fine

A

nm

λ = 255 nm (ε = 230)

È dovuta alle interazioni dei livelli elettronici con i modi vibrazionali

IR stretching =C-H a sinistra di 3000 cm-1

bending =C-H (fuori dal piano) 900-690 cm-1

stretching C=C spesso in coppia a 1600 e 1475 cm-1

16/05/2011

3

CH2 CH3

13C NMR L’anisotropia diamagnetica descherma il nucleo

1H NMR L’anisotropia diamagnetica descherma il nucleo

δ 7-8 ppm

δ 120-140 ppm

16/05/2011

4

COMPOSTI AROMATICII composti aromatici reagiscono MANTENENDO l’aromaticità

SOSTITUZIONE

HADDIZIONE

E+

+ E+

H+

possibili meccanismi?

1) meccanismo sincrono

δ+

δ+++ E

H

E

E

2) meccanismo in due stadi

E

HE

HE

+ +

HE

+H

++++ E

Evidenze sperimentali

La reazione è stata eseguita sul deuterobenzene k / k = 1HD

D

D

DD

D D

il legame C-D è piu forte del legame C-H:

significa che nello stadio lento non c'e rottura del legame C-H

16/05/2011

5

In alcuni casi si è riusciti ad isolare l'intermedio

CH3

CH3CH3

HH+ BF4

HH+ SbF6

MECCANISMO IN DUE STADI

MECCANISMO DELLA SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

primo stadio

primo stato di transizione

+ E+

δ+

δ+ =/H

E+

addotto sigma

lentoH

E

strutture dirisonanzadell'intermedio

++ +

HE

HE

HE

secondo stadio

secondo stato di transizione

H E

+veloce

δ+

δ+ =/

E

HE

Energia in funzione della coordinata di reazione:

E


+

---------------

----------------------------------- 10.8 kcal/mole

1° ST 2° ST

HE

E

16/05/2011

6

Tutte le variazioni strutturali che abbassano l'energiadell'intermedio abbassano anche l'energia dello stato ditransizione che porta all'addotto σ e quindi rendono piùfacile la reazione.

SOSTITUZIONI ELETTROFILE AROMATICHE

principali reazioni di Sostituzione Elettrofila

+ HNO3H2SO4 + H2ONITRAZIONE

NO2

+ SO3H2SO4

SOLFONAZIONE

SO3H

+ X2 + HXALOGENAZIONEFeX

X

(X = Cl)

(X = Br)

+ Cl2 + HClFeCl3

+ Br2 + HBrFeBt3

clorurazione

bromurazione

Br

Cl

+ RXAlCl3 + HXALCHILAZIONE

Alchilazione di Friedel-Crafts

R

R X

O R

O

+AlCl3

+ HXACILAZIONE

Acilazione di Friedel-Crafts

Queste reazioni permettono di introdurre nel benzene gruppi funzionali diversi, ma avvengono con lo STESSO MECCANISMO. E' perciò importante capire quale è il reagente elettrofilo e come si forma.

16/05/2011

7

NitrazioneHNO3 + H2SO4

++ HSO4

-

+H2O + +NO2 E+

catione NITRONIO

H2O + H2SO4 H3O+ + HSO4=

HNO3 + 2 H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2 HSO4

=

+ +NO2 +H+

NO2H

NO2

O NO2HH

O NO2HH

SolfonazioneE+

+ +-

+H+

SO3H

SO3H

HS OO

OH

S OHO

O

S OO

O

S OO

O

Alogenazione+ FeCl3 FeCl4

- + "Cl+" E+

+ Cl+ +H+ Cl-

FeCl4-

FeCl3

+ FeBr3 FeBr4- + "Br+" E+

+ Br+ +H+ Br-

FeBr4-

FeBr3

Cl Cl

HCl

Cl

Br Br

HBr

Br

16/05/2011

8

Alchilazione (di Friedel-Crafts)

+ AlCl3δ+ δ-δ+ δ-

... ...

+ R+ +H+

AlCl4-

AlCl3

"R+ E+R Cl R Cl AlCl3

HR

R

Acilazione (di Friedel-Crafts)

H+ Cl-

AlCl4-

AlCl3

+AlCl3

-+

E++

+ AlCl3 AlCl4-+

+

:+ +

δ-δ+

R C O

CR

O

CR

OAlCl3

OC

R

R C O

OC

ClR

R C O

+ ++

OC

R H

CR

OH

CR

O

AlCl3 si deve usare in quantità stechiometrica perché dà complesso di Lewis con il prodotto

Charles FRIEDEL (1832 - 1899)

James Mason CRAFTS (1839 – 1917)

16/05/2011

9

Sostituzioni elettrofile aromatiche dei Benzeni SOSTITUITI

Tutte le posizioni del benzene sono equivalenti.

Quando c'è un sostituente, le posizioni sono diverse: 2 orto, 2 meta e 1para

se i prodotti si formassero solo su basi statistiche, si dovrebbe avere 40% di orto, 40% di meta e 20% di para

a distribuzione dei prodotti osservata sperimentalmente non è MAI quella statistica

questo significa che il sostituente presente sull'anello del benzene indirizza l'attacco dell'elettrofilo

ORIENTAMENTOper esempio:

E+

H++

CH3 CH3

E

CH3

E

E+

H+

CH2Cl

E

CH2Cl

Non è un effetto del sostituente sul substrato!

ORIENTAMENTO Stadio lento: formazione dell’addotto σ: più stabile è l'addotto sigma, minore è l'energia dello stato di transizione che porta all'addotto.

1. Si scrivono tutti i possibili addotti e le rispettive strutture di risonanza.

2. Si esamina se c'è una struttura con la carica positiva sul C che lega il sostituente.

3. Si guarda se il sostituente stabilizza (o destabilizza) la carica positiva.

+ E+

CH3E

CH3

CH3

CH3

HE

++ +

CH3

HE

CH3

HE

++ +

CH3HE

CH3HE

CH3HE

++

+

CH3

H E

CH3

H E

CH3

H E

16/05/2011

10

E


+ E+

+

benzeneCH3

HE

+

CH3 HE

+

CH3

H E

+

meta

orto,para

+ E+

HE

CH3

E

La reattività del benzene sostituito rispetto a quella del benzene dipende dall'energia di attivazione dello stadio lento e si vede dalla stabilità dell'addotto σ più stabile (del benzene sostituito) rispetto a quella dell'addottodel benzene.

+ E++

+ +

CH2Cl CH2ClH

E

CH2ClH

E

CH2ClH

E

++ +

++

+

CH2Cl

H E

CH2Cl

H E

CH2Cl

H E

CH2Cl

HE

CH2Cl

HE

CH2Cl

HE

16/05/2011

11

E


o + E+

+

+

meta

benzene

orto,para

++

CH2Cl

CH2Cl

HE

CH2ClH

E

CH2Cl

H E

HE

+ E++

+ +OH

+

HE

OHH

E

OHH

E

OHH

E

OH

++ +

OH

HE

OH

HE

OH

HE

OH

H E

+

OH

H E

OH

H E

++

OH+

H E

16/05/2011

12

E


o

OH

+ E+

OH+

H E

OH

HE

+

OH+

HE

HE+

meta

benzene

orto,para

NO2

+ E+

NO2H

E+

NO2

HE

+

NO2

HE

NO2

HE

+ +

NO2

H E

NO2H

E

NO2H

E+ +

+

NO2

H E

NO2

H E

++

16/05/2011

13

E


o

NO2

+ E+

NO2

H E

NO2

HE

+

NO2H

E

HE+

meta

benzene

orto,para

+ +

Cl

+ E+

ClH

E+

Cl

HE

+

Cl

HE

Cl

HE

+ +

Cl

H E

ClH

E

ClH

E+ +

+

Cl

H E

Cl

H E

++

Cl

H E

ClH

E

+

+

16/05/2011

14

E


o

Cl

+ E+

Cl

H E

Cl

HE

+

ClH

E

HE+

meta

benzene

orto,para + +

E+ è specie a difetto elettronico reagisce meglio con centri RICCHI di elettroni

REATTIVITA’ Si deve considerare la densità elettronica delle POSIZIONI REATTIVE (orientamento)

Esempio:

mettere i seguenti composti in ordine decrescente di reattività, nei confronti di un reagente elettrofilo

ClNO2 OCH3CH3

1. Si individua la posizione (o le posizioni) di attacco, cioè l'orientamento (sulla base della stabilità degli addotti σ).

2. Si considera l'effetto del sostituente SU QUELLA POSIZIONE.

3. Maggiore è la densità elettronica, maggiore è la reattività (a parità di elettrofilo).

16/05/2011

15

Tutte le posizioni sono equivalenti. Non ci sono sostituenti, la densità elettronica è quella di riferimento.

NO2

OCH3

Orientamento in META.In questa posizione il gruppo NO2 esercita solo l'effetto induttivo.

-I attrazione elettronica

Le posizioni reattive del nitrobenzene sono più povere di elettroni (e quindi MENO reattive) delle posizioni reattive del benzene

Orientamento in ORTO + PARA. In queste posizioni il gruppo OCH3 esercita sia l'effetto induttivo che quello coniugativo.

-I , + R rilascio elettronico

Le posizioni reattive del metossibenzene sono più ricche di elettroni (e quindi PIU’ reattive) delle posizioni reattive del benzene

CH3Orientamento in ORTO + PARA. In queste posizioni il gruppo CH3 esercita solo l'effetto induttivo.

+I rilascio elettronico

Cl Orientamento in ORTO + PARA. In queste posizioni il gruppo OCH3 esercita sia l'effetto induttivo che quello coniugativo.

-I , + R attrazione elettronica

Le posizioni reattive del clorobenzene sono più povere di elettroni (e quindi MENO reattive) delle posizioni reattive del benzene

Il rilascio elettronico dovuto a risonanza è maggiore di quello induttivo (alchili)

Le posizioni reattive del metilibenzene sono più ricche di elettroni (e quindi PIU’ reattive) delle posizioni reattive del benzene

Reattività: Cl NO2OCH3 CH3> > > >

16/05/2011

16

Sostituzioni Elettrofile sul NAFTALENE

A differenza del benzene, le posizioni del naftalene non sono tutte equivalenti:

α

β

β

β

β

α

α α

+ E +

ORIENTAMENTO

per conoscere l’orientamento, basta confrontare gli addotti sigma nelle posizioni α e β

++

+H EH E H E

+

+ +

H

EH

E

H

E

L’altro anello mantiene la completa aromaticità 2 volte su 3 nella risonanza dell’addotto in α, solo 1 nella risonanza dell’addotto in β e quindi è più stabile

+

NO2

+ HNO3

H2SO4 H+

Le sostituzioni elettrofile aromatiche sul naftalene avvengono in α

Un caso a parte è la solfonazione, in cui l’orientamento dipende dalla temperatura

Δ

T<100oC

T>150oC

SO3H

SO3H

H2SO4+ SO3 H2SO4 ,

E


β

α

a T<100°C: controllo cinetico, a T>150°C: controllo termodinamico

S OO

OHHS

OH

OOH

H

16/05/2011

17

REAZIONI CON ELETTROFILI DEBOLI

Avvengono solo con aromatici MOLTO reattivi

1. Reazione con i sali di benzendiazonio

:

+

X-

+

+ HX

4-idrossiazobenzene

OH

NHN

OH

NN

OH

NN

L’elettrofilo (voluminoso) va in in orto solo se la posizione para è occupata

Reagiscono solo: benzenolo (=fenolo) e benzenammina (=anilina)

(e analoghi del naftalene)

2. Reazione di carbossilazione (Reazione di Kolbe)

solo con fenolo- Na+CO2

Δ- Na+

O OHC

O

O

O-

+ C

O

O

δ+

δ- O H

CO

O

-

+ -

O H

CO

O

-

+ -

O H

CO

O

-

+-

O H

CO

O

-OH

CO

O OHC

OH

O

acido salicilico

(acido 2-idrossibenzencarbossilico)

COHO

O CCH3

O

aspirina(acido acetilsalicilico)

acido 2-acetossibenzencarbossilico

16/05/2011

18

3. Reazione di formilazione (reazione di Reimer-Tiemann)

solo con fenolo- Na+ Na+ -

CHCl3KOH

OC

H

OO

CHCl3 + -OH :CCl3-

Cl- + :CCl2 Elettrofilo

-

+

-

+ -

-

+ -

-

+-:CCl2 -

O H

CCl2

O H

CCl2

O H

CCl2

O H

CCl2

O

H2O

HO-

OHC

H

OOHCHCl2

OHCH

OHOH

aldeide salicilica

(2-idrossibenzencarbaldeide)

4. Reazione di idrossimetilazionesolo con fenolo

-

+

-+ -

O H

CH2 O

O

H CH2 O

O

CO

H H

+

OHCH2 OH

OH

CH2 OH

OHCH2 OH

O H

CH2 OHH2O

OCH2

o-chinometanoOH

CH2 OHH2O

O

CH2

p-chinometano

16/05/2011

19

PREPARAZIONE E REATTIVITA' DEI SALI DI BENZENDIAZONIO

+N N

Cl-

HNO3

H2SO4

+[H](Fe, HCl)

[O]

(CF3CO3H)

NaNO2, HCl, O°C N NNO2 NH2

+

-

H3PO2

BF4(solido)

H2O, Δ

CuCl

CuBr CuCNKI AgBF4

OH

ClBr C N I

N N

H

-

ΔF NO2

NaNO2, Cu

USO DEI SALI DI BENZENDIAZONIO

1. Introduzione di gruppi che non si possono introdurre diversamente

da

OH-OH è nucleofiloil benzene reagisce con gli elettrofili

HNO3H2SO4

NO2 [H] NH2 NaNO2HCl, 0°C

N N+

Cl-

H2O

-OH

OH+ N2

2. Introduzione di un secondo sostituente in una posizione diversa da quella possibile con una sostituzione elettrofila aromatica, sulla base dell'orienta-mento provocato dal primo sostituente

esempi ?C

CH3

N

16/05/2011

20

PROBLEMI difficile introdurre CNCN orienta un elettrofilo in meta

SOLUZIONE sali di benzendiazonio

(CH3CO)2O

CH3CO2H

CH3BrAlCl3

NH CCH3

OCH3

NH CCH3

ONH2

serve per ingombrare stericamente le posizioni ortoed avere solo la sostituzione in para e per diminuire la reattività altrimenti si avrebbero prodotti di polimetilazione

H2O, H+ NaNO2HCl, 0°C

+

Cl-CuCN

N2

C N

CH3

N N

CH3

NH2

CH3

CH3

Br

PROBLEMA sia -CH3 che -Br orientano in orto, para

SOLUZIONE sali di diazonio

(preparato come prima)

Br2

FeBr3

NH CCH3

OCH3

Br

NH CCH3

OCH3

-NHCOCH3 (|+R|>|-I|)gruppo a rilascioelettronico più fortedi -CH3

H2O, H+ NaNO2H2SO4, 0°÷ 5°C

NH2

CH3

BrNH C

CH3

OCH3

Br

+

HSO4-

H3PO2N N

CH3

BrH

CH3

Br

16/05/2011

21

? Br

BrBr

PROBLEMA - Br orienta in orto, para

Br2

FeBr3

Br2

FeBr3+

Br Br

Br

Br

BrBr2

FeBr3

+Br

BrBr

Br

Br Br

SOLUZIONE SALI DI DIAZONIO

NH2Br2

H2O

in queste condizioni reagisconotutte le posizioni influenzate da-NH2

NH2BrBr

Br

gli atomi di Br sono nellaposizione relativa voluta:basta togliere il gruppo-NH2

NH2BrBr

Br

NaNO2HX, 0°÷ 5°C

NBrBr

Br

N+

X-

H3PO2 BrBr

Br

16/05/2011

22

REATTIVITA' DI ANTRACENE E FENANTRENE CON I REAGENTI ELETTROFILI

L'aumento del numero di anelli condensati diminuisce l'aromaticitàFenantrene ed antracene (meno aromatici di benzene e fenantrene)danno ANCHE REAZIONI DI ADDIZIONE

FENANTRENE il legame C9-C10 ha caratteristiche di un doppio legame poco delocalizzato

Br BrBr

Br2

(FeCl3)+

9-bromofenantrene 9,10-dibromo-9,10-diidrofenantrene

ATTENZIONE!! nel nome del prodotto di addizione va indicata la presenza dei due H : 9,10-dibromofenantrene indica che in 9 e 10 ci sono due atomi di Br AL POSTO DI DUE H

BrBr

9,10-dibromofenantrene

il fenantrene si comporta con HX come un alchene

Cl

HCl

9-cloro-9,10-diidrofenantrene

L'addizione avviene al legame C9-C10, perché in questo modo rimane intatta l'aromaticità degli altri due anelli benzenici

ANTRACENE Si comporta anche come un diene coniugato, dando prodotti di addizione 1,4, oltre ai prodotti di sostituzione elettrofila aromatica (in posizione 9)

Br Br

Br

Br2

(FeCl3)+

9-bromoantracene 9,10-dibromo-9,10-diidroantracene

L’antracene dà le caratteristiche reazioni dei dieni coniugati e perciò reagisce con elettrofili del tipo HX e con i dienofili

16/05/2011

23

X

O

O

O

O

O

O

HX9-X-9,10-diidroantracene

addotto di Diels-Alder

OO

O

Reazioni in catena laterale

I benzeni sostituiti possono reagire anche in catena laterale (cioè sul sostituente), se si usano condizioni opportune.

+ Cl2

CH3

hν

CH2 Cl

FeCl3 +

CH3Cl

CH3

Cl

+ HBr

CH CH2 CH CH3

Br

REAZIONI DI OSSIDAZIONE

Monoalchilbenzeni Si ossidano a acido benzencarbossilico

KMnO4, OH-

Δ

-H+CH3 C O

OC

O

OH

16/05/2011

24

KMnO4, OH-

Δ

-H+

+CO2 C O

OC

O

OHCH2 CH3

KMnO4, OH-

Δ

-H+

+CO2 (n + 1)C O

OC

O

OHCH2 (CH2) CH3n

Anello benzenico molto resistente all'ossidazione

O2, V2O5

400-440°CO

O

O

Il naftalene è un po’ più facile da ossidareO2, V2O5

350-400°CO

O

O

Un’ossidazione meno drastica si può avere con CrO3 e gli aromatici con più anelli condensati

CrO3O

O

1,4-naftalenchinone (1,4-naftochinone)

CrO3

OO

9,10-fenantrenchinone

CrO3

O

O9,10-antracenchinone

benzendioli Si ossidano molto facilmente a chinoni

Ag2O O

O

OH

OHo-benzochinone

Ag2O O

O

OH

OHp-benzochinone

16/05/2011

25

REAZIONI DI RIDUZIONE

La riduzione catalitica richiede pressioni e temperature elevate per la prima addizione (perdita dell’aromaticità), mentre le addizioni successive sono più facili.

3 H2, P, Δ

cat. (Pt, Pd, Ni, Ru, o Rh)

- Con H2

- Con Na°Na (o Li)

NH3 liquida, CH3CH2OH

Riduzione di Birch

meccanismo:

+ Na° ..-

.

anione radicale

CH3CH2OH

CH3CH2O-

. Na°

radicale

H

H

-.. CH3CH2OH

CH3CH2O-carbanione

H

H

HH

H

H

Se la reazione si effettua su un benzene sostituito ORIENTAMENTO

Si formano carbanioni stabilizzati da gruppi ad attrazione elettronica, destabilizzati da gruppi a rilascio elettronico

Un carbonio che porta un gruppo ad attrazione elettronica viene ridotto

Na (o Li)

NH3 liquida, CH3CH2OH

CO2HH

HH

CO2H - CO2H

HH

intermedio stabilizzato

Un carbonio che porta un gruppo a rilascio elettronico non viene ridotto

Na (o Li)

NH3 liquida, CH3CH2OHH H

H HCH3CH3

- CH3

HH

intermedio destabilizzato

Na (o Li)

NH3 liquida, CH3CH2OHH H

H HO CH3

O CH3

- O

HH CH3

intermedio destabilizzato

16/05/2011

26

Il benzene non reagisce con i nucleofili + Nu-

la sintesi industriale del fenolo parte dal clorobenzenePerò …..

KCl

KOH, Δ, POHCl

…..e allora ????

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA AROMATICA

Perché i composti aromatici possano reagire con NUCLEOFILI, devono possedere i seguenti requisiti

1. BUON GRUPPO USCENTE2. SOSTITUENTE/I A FORTE ATTRAZIONE ELETTRONICA (NO2)

In questo caso si ha:

Meccanismo di ADDIZIONE-ELIMINAZIONE

La reazione avviene in due stadi, con formazione nello stadio lento di un intermedio (addotto σ negativo o complesso di Meisenheimer), stabilizzato per risonanza dal sostituente

lentoCl

NO O

O CH3

-+

-

-+

OCH3

NO O

+ -O CH3

Cl

NO O-

+

E


ΔH=/

δ-

δ-

X

OCH3

Clδ-

δ-Cl

X

OCH3

-

OCH3

X

Cl

X

Cl

X

OCH3 Cl

NO O

OCH3

-+

-Cl

NO O

OCH3

-+

-

Cl

NO O

OCH3

-+

-

Cl

NO O

OCH3

- -+

16/05/2011

27

Evidenze sperimentali:

qualche complesso di Meisenheimer è stato isolato

il legame C-F è più forte di C-Cl, ma

F

NO2

è più reattivo di

Cl

NO2

il legame con il gruppo uscente non si rompe nello stadio lento e F (più elettronegativo) favorisce l'attacco del nucleofilo, rendendo più positivo il C a cui è legato

la sintesi industriale del fenolo parte dal clorobenzenePerò …..

KCl

KOH, Δ, POHCl

…..e allora ????

Se manca il sostituente a forte attrazione elettronica, si può avere reazione con i nucleofili, purché vengano soddisfatti i seguenti requisiti:

1. BUON GRUPPO USCENTE2. il nucleofilo è UNA BASE FORTE

KOH (solida)NaNH2 in NH3 liquida

In questo caso si ha:Meccanismo di ELIMINAZIONE-ADDIZIONE

La base forte strappa un protone acido (in orto al gruppo uscente) e la base coniugata forma il benzino, che, essendo molto reattivo, addiziona l'acido coniugato della base

+ -OH..- + H2O

Cl- BENZINO

H2OCl

H HCl

HOH

HOH

HOH

l'addizione può avvenire in entrambi i modi

Evidenze sperimentali:*

Cl-+

* *-OHOHCl OH

* = 13C

con un clorobenzene sostituito si hanno miscele di prodotti

16/05/2011

28

NH2-+

Cl

CH3

H H+

NH2

CH3 CH3

NH2

-

Cl

CH2..- + NH3

Cl-

HNH2Cl

CH3 CH3

HNH2

p-metilclorobenzene

o-metilclorobenzene

Cl-+

CH3H

NH2 NH2CH3 CH3NH2

ClH CH3

HNH2

m-metilclorobenzene

Cl-

+

ClH H

CH3CH3CH3

+

HNH2

HNH2

CH3CH3

+ +

NH2CH3

NH2

CH3 CH3

NH2

16/05/2011

1

ALDEIDI e CHETONICaratteristica strutturale di aldeidi e chetoni O sp2 legato a C sp2



C=O

Lo ione molecolare di solito è osservabile, sia con le aldeidi che con i chetoni.

Una scissione molto facile è la “rottura α” (α-cleavage), che lascia un carbocatione acilio (stabilizzato per risonanza):

+.

R.+ C OH

+C OH

+

C OR+

H.

+ C OR+

C OH

R

+.C O

R'

R

C OR+

R' . + C OR+

R.

++ +

C OR' C OR'

CO

H

P.M = 106

M+M+ - H

CO

CH3

P.M = 120

M+

m/z 105

C O+

C O+

m/z 105

16/05/2011

2

stretching C=O a circa 1725 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione

due transizioni: π → π* a λ = 190 nm (lontano UV) permessa dalla simmetria (ε> 10 000)n → π* a λ = 280-290 nm proibita dalla simmetria (ε 15-20)

UV-visibile

IR

stretching C-H (del –CHO)

La transizione n → π* può non vedersi se la soluzione è diluita

La coniugazione con doppi legami sposta I massimi di assorbimento verso lunghezze d’onda maggiori (shift batocromico)

π → π* a λ = 231 nm (ε = 12 600 M-1cm-1)n → π* a λ = 321 nm (ε = 40 M-1cm-1)

O

ALDEIDI

deboli bande a 2750 e 2850 cm-1.

3-metilbutanale

benzencarbaldeide

16/05/2011

3

stretching C=O a circa 1715 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione

IR CHETONI

3-pentanone

fenil metil chetone

13C NMR L’effetto -I dell’O ed il campo magnetico generato dagli elettroni π diminuiscono la densità elettronica attorno al nucleo del 13C: molto deschermato

δCO 205-185 ppm (aldeidi) 220-190 ppm (chetoni)

3-metilbutanale

CO3-pentanone

CO

16/05/2011

4

1H NMRL’effetto -I dell’O ed il campo magnetico generato dagli elettroni πdiminuiscono la densità elettronica attorno al nucleo del 1H del CHO: molto deschermato (9,5-10,5 δ)

ALDEIDI

benzencarbaldeide

3-metilbutanale

CHO

CHO

1H NMR CHETONI

L’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 1H sul C adiacente: deschermato da 2,0-2,5 (CH3) fino a 3 (CH2, CH) δ

3-pentanone

fenil metil chetone

16/05/2011

5

ALDEIDI e CHETONI

δ+ δ-

C OCH

sp2

H acido

E+

Reazione caratteristica ADDIZIONE NUCLEOFILA

Nu:

Meccanismo:

1.Nu:-

lento -E+

C O

Nu

EC O C O

Nu

sp2 (trigonale planare)

sp3

(tetraedrico)

E+ = H+generalmente

2.

H++ +

+ C O H C O HC O

lentoC O H

+ C O

Nu

H:Nu-+

sp2 (trigonale planare)

sp3

(tetraedrico)

16/05/2011

6

Sono reazioni di equilibrio

Risentono dell'effetto sterico

Risentono degli effetti elettronici dei sostituenti

Sostituenti ad attrazione elettronica RENDONO PIU' POSITIVO il C carbonilico

FAVORISCONO l'attacco del nucleofilo

REATTIVITA' CRESCENTE

CHETONI < METILCHETONI < ALDEIDI < METANALE

a. NUCLEOFILI ALL'OSSIGENO

H2O

+ H2O aldeide idrataCO

R H C OHRH

OH

+ H2O chetone idratoC OHRR

OH

CO

R R

Meccanismo:

+:

lento+

-CO

OH2C

O

OH

HCOH

OH

16/05/2011

7

ROH

+:

lento+

-EMIACETALEC

O

OR

HCO

OHRC

OH

OR

Meccanismo:

esempi:

+C

O

CH3 HCH3CH2OH C

OH

CH3

H

O CH2 CH3

+ CH3CH2OHCO

CH3 CH3C

OH

CH3

CH3

O CH2 CH3

La reazione può avvenire anche in modo intramolecolare:

C

O

HCH2OH CH2 CH2CH2

CH2

CH2

OC

OH

H

Se la reazione con alcool si fa in ambiente ACIDO ANIDRO, prosegue:

+ 2 R'OH + H2OH+(*)

(*) HCl (gas) ACETALE

C OR'RH

OR'

CO

R H

+ 2 R'OH + H2OH+(*)

ACETALE (CHETALE)

C OR'RR"

OR'

C

O

R R"

(*) HCl (gas)

Meccanismo:

+ COH

R

H

OR'OR' HC

O

R Hcome già descritto

16/05/2011

8

+H+

..C

OH

R

H

OR'C

O

R

H

OR'

HH

H2O + CR

HOR'+

CR

HOR'+

OH R'..

+ + H+CO

R

H

OR'

HR'

COR'

R

H

OR'

+ 2 H+

CO

CH3

CH3

O CH2 CH3

CH2 CH3

CH3CH2OHC

O

CH3 CH3

I chetoni danno chetali con equilibrio spostato verso destra solo se il nucleofilo è un diolo (1,2- o 1,3-): la reazione è intramolecolare e si forma un anello stabile

Con I chetoni (meno reattivi delle aldeidi) l’equilibrio è spostato verso sinistra

..+

-C

OCH3

CH3CH2

CH2O

OHH

COHCH3

CH3CH2

CH2O

OHCH2

CH2OH

OH

C OCH3

CH3

H++

+COH2

CH3

CH3CH2

CH2O

OH

CCH3

CH3

CH2

CH2O

OHC

OHCH3

CH3CH2

CH2O

OH

++ H+C

CH3

CH3

CH2

CH2O

OC

CH3

CH3

CH2

CH2O

OH

Esempio di applicazione:

come ottenere daCHC

OH

CH2

OHOH

CHC

OH

CH2

?

CHCH2

CHCH2

OHOH

KMnO4 però, con KMnO4:KMnO4C

OHC

OOH

16/05/2011

9

+OH-

H+KMnO4CH CHCH2

CH2

CH2O

OCHC

OH

CH2CH2

CH2OH

OH

H2O, H++CH CHCH2

OHOH

O

CH CHCH2 CH2

CH2O

OOHOHCH2

CH2 OHOH

b. NUCLEOFILI ALLO ZOLFO

RSH

+:

lento+

-EMITIOACETALEC

O

SR

HCO

SHRC

OH

SR

esempi:

+ COH

CH3

H

S CH2 CH3CO

CH3 HCH3CH2SH

+CO

CH3 CH3C

OH

CH3

CH3

S CH2 CH3CH3CH2SH

+ 2H+ anidro

TIOACETALEC

OCH3CH2SH C

S CH2 CH3

S CH2 CH3

Se la reazione con si fa in ambiente ACIDO ANIDRO, prosegue:

Con ditioli la reazione è intramolecolare quando si possono formare anelli stabili (5 e 6 termini).grado di

..+

-C

OR

R CH2SH

CH2 SHCH2

CH2SH

CH2SHCH2

C OR

R COHR

R CH2SCH2

SH

CH2

16/05/2011

10

H+ +

+COH2

R

R CH2SCH2

SH

CH2C

R

R CH2S

CH2SH

CH2

++ H+

TIOACETALE (TIOCHETALE)

CR

R

CH2

CH2S

SCH2C

RR

CH2

CH2S

SH

CH2

NaHSO3 Reazione di Bertagnini solo con aldeidi

+ :-

-S OO

OCOH

H

S OHO

O

-CO

HS OHO

OCO

Hreazione acido-base

Serve per purificare le aldeidi: l’addotto precipita, si filtra, si torna ad aldeide

c. NUCLEOFILI ALL’AZOTO

con i nucleofili all'azoto i prodotti di addizione perdono una molecola diacqua

NH3, RNH2ammoniaca ed ammine primarie

+H+

+ H2O

IMMINA(base di Schiff)

RC

H

O

R CH NH2

OHR CH NH:NH3

+ R'NH2R

CH

OR CH NH

OHR' R CH N R' + H2O

IMMINA(base di Schiff)

.. H+

Meccanismo:

C O + H+veloce

C OH+

C OH+

16/05/2011

11

lento+

veloce..

+

+ +..

COH

NH2

R

COH2

NHR

C OH NH2 R

H2O

veloce veloce

H+

+C NH R C N R

La velocità della reazione dipende dal pH

pH

k5÷6

la velocità massima si ha a pH 5÷6

+ H+ +R NH2 R NH3

+ H++

CO

H

CO

+CO

H

a pH troppo acido manca il nucleofiloa pH non abbastanza acido, la concentrazione di composto carbonilico protonato è troppo bassa

16/05/2011

12

ammine secondarie R2NH

+ R2NH + H2O.. H+

ENAMMINACH2

CH

O

R'

CH2 CH NR2

OHR' CH CH NR2R'

Meccanismo:

veloce

+

CHCH NR

RCOH2

CH NHR

H + H2O + H+

C OCH2

+ H+ veloce +C OH+

lentoC

OH

NHR2CH2

+CH2

C OH NH RR..

Esempi:

CH3 CCH3

O+ NH

H+ CH2

CCH3

H2O N

H

H2O, H+

CH2

CH3

NC

CH3 CH

O+ (CH3)2NH CH2 CH N

OH

H CH3

CH3 H2OCH2 CH N

CH3

CH3

ammine terziarie R3N

NESSUNA REAZIONER3N + CO

CO

R3N+

-

derivati dell'ammoniaca H2N-X

X = OH NH2 OH..

IDROSSILAMMINA

H+

veloce

+..

+

+

lento

NCOH

HH OH

NH2 OHCOH

CO

COH

16/05/2011

13

H2O+

:NCOH2

H OH +

OSSIMANC

OHNC

H OH

Esempio:

+H+

H2O ossima dellabenzencarbaldeide

C H

O

NH2 OHCHOH

NH OHCH N OH

+H+

H2Oossima delbutanone

CH2CCH3

CH3N OHCH2C CH3

OCH3

NH2 OH CH2CCH3

OHCH3 NH OH

X = NH2 NH2 NH2

.. .. IDRAZINA

H+

veloce

H2O+

+..

+

+

lento

:NCOH2

H NH2

COH

NH2 NH2CO

COH

NCOH

HH NH2

+

IDRAZONE

H+

NC

H NH2NC

NH2

Esempio:

+H+

H2O idrazone del propanale

CH2CHCH3N NH2NH2 NH2CH2C H

OCH3

CH2CHOH

CH3NH NH2

16/05/2011

14

X = NH-C6H5.. ..

Nu

NH2 NHFENILIDRAZINA

H+

veloce

+..

+

+

lento

NH2 NHNCOH

HH NH

COH

CO

COH

H2O+

:NCOH2

H NH

+

H+NC

H NH NC

NH

FENILIDRAZONE

Esempio:

+H2O

.. ..

fenilidrazone delfenil metil chetone

C CH3

OCH N NHNH2 NH

+

H2O fenilidrazone delbutanale

CH2 C HO

CH2CH3

CH2CHCH2CH3N NHNH2 NH

Nu

NH2 NH NO2

NO2

.. ..

2,4-DINITROFENILIDRAZINA

16/05/2011

15

H+.. ..

+CO

NH2 NH NO2

NO2

NC

NH

NO2

NO2

2,4-DINITROFENILIDRAZONE

Esempio:

+ H+

H2O

CH3C CH3

O NH2 NHNO2

NO2

CH3

C NCH3

NHNO2

NO22,4-difenilfenilidrazone del del propanone

X = CONHNH2 NH2 CNH

O

NH2

....

Nu

SEMICARBAZIDE

....+

H2O

CO

NC

NH CNH2

O

NH2 CNH

O

NH2

SEMICARBAZONE

16/05/2011

16

d. NUCLEOFILI AL CARBONIO

HCN

+ HCN

cianidrina

R C HOH

C NRC

H

O

+ HCN

cianidrina

RC

R'

OR C R'

OH

C N

meccanismo:

+ C N ::-lento H+

C COH

N

:..

::

::.. -C CO

NCO

Addizione di carbanioni (composti organometallici)

RMgX

+ RMgXδ- δ+

- +MgXδ-

δ+ CO

RCO H2O

(H+)+ Mg(OH)XC

OH

R

Esempi:

HC

H

O+

MgBrCH2

OMgBrH2O CH2OH

CH3C

H

O+ CH3MgI

CH3CH

CH3

OMgI H2O

CH3CH

CH3

OH

CH3C

CH3

O+ CH3CH2MgI CH3 C

CH3

OMgICH2CH3

H2OCH3 C

CH3

OHCH2CH3

16/05/2011

17

RLi

+ RLiδ- δ+

δ-

δ+ CO

COLi

R

H2O

(H+)+ Li(OH)C

OH

Resempio:

+H2O

Li

CH3 CHCH3

CHOLi

CH3 CHCH3

CHOH

CH3 CHCH3

CO

H

FOSFORANO REAZIONE DI WITTIG

alogenoalcano + trifenilfosfina + base forte + composto carbonilico

ALCHENE

+.. SN2 + Br-

sale di FOSFONIO(bromuro di alchiltrifenilfosfonio)

R CH2 PPR CH2 Br

+ base +..-

FOSFORANO o ILIDE (yilide)

R CH2 P(C6H5)3 R CH P(C6H5)3 R CH P(C6H5)3

1. Sostituzione nucleofila

2. Reazione acido-base

Nu:

3. Addizione nucleofila

butillitio (CH3CH2CH2CH2Li) oppure idruro di sodio (NaH)BASE

IL FOSFORO PUO' ESPANDERE L'OTTETTO: stabilizza il carbanione

R CH P(C6H5)3

+..-+R'

CR"

O

R'

CR" O

R CH P(C6H5)3 BETAINA oFOSFETANO

16/05/2011

18

+fosfinossido

R'

CR"

R CH

O

P(C6H5)3

"driving force“ (forza trainante) Il legame P-O è più forte del legame P-C

Esempio:

+1. :PPh3

2. NaHCH3 CH2 CH2 Br CH3 CH

OCH CH2 CH3CH3 CH

+ :PPh3+ NaH

H2

+..-CH3 CH2 CH2 Br CH3 CH2 CH2 PPh3

CH3 CH2 CH PPh3

CH3 CH

O

CH3 CH2 CH PPh3

+..- + CH3 CHO

CH3CH2CHPPh3

O=PPh3

CH3 CH CH3CH2CH

Esempio:

+1. :PPh3

2. C4H9LiCH3 CH2 CH2BrCH3

C

OCH3 CH2 CH

CH3C

-.. ++ CH3 C

OCH3CH2CH

PPh3

CH3 CH2 CHCH3

CCH3 CH2 CH PPh3 CH3

C

O

CONDENSAZIONE ALDOLICA

2 10% NaOH in H2O

ALDOLOCH3

CH

OCH3 CH

OHCH2 C

H

O

16/05/2011

19

meccanismo:

1. reazione acido-base genera il nucleofilo

HO- + CH2 CH

OH OH H + CH2 C

H

O- CH2 C

H

O-α

2. addizione nucleofila

CH3 CH

OCH2 C

H

O- CH3 CH

OCH2 C

H

O-

3. reazione acido-base

+CH3 CHO

CH2 CH

O-

OH H CH3 CHOH

CH2 CH

O+ HO-

la suaconcentrazionenon cambia

l'aldolo, sottoposto a riscaldamento, perde una molecola di acqua

Δ

H2O doppio legame coniugato

CH3 CHOH

CH2 CH

OCH3 CH CH C

H

O

perché la condensazione aldolica possa avvenire, è necessario che l'aldeide abbia almeno un H in α al carbonile

per esempio:CHO

HCHO

C CHOCH3

CH3

CH3 non reagiscono

aldeidi con più C dell'etanale, comunque danno il carbanione in α al carbonile

CH CH

OCH3

HHO- + CH C

H

OCH3

αCH

H

OCH3 C

--

+ H2O

16/05/2011

20

CH CH

OCH3CH2 C

H

OCH3

δ-

δ+-+ CH2 CH

OCH3 CH C

H

O

CH3

-

-+ H2O + HO-CH2 CH

OCH3 CH C

H

O

CH3

CH2 CHOH

CH3 CH CH

O

CH3

CONDENSAZIONE ALDOLICA MISTA

La reazione con due aldeidi, entrambe con H in α, dà una miscela di prodotti

+

CH2 CH

O-

+ H2OHO-

-

CH3 CH

O

CH2 CH

OCH3

CH CH

OCH3

+ +

+

CH3 CHOH

CH CH

O

CH3

CH3 CHOH

CH2 CH

O

CH2 CHOH

CH3 CH2 CH

O

OH HCH2 CH

OHCH3 CH C

H

O

CH3

la condensazione aldolica mista (o incrociata) diventa utile quando una sola delle aldeidi ha un H in α (precursore del nucleofilo).

CH3 CH

OCH2 C

H

O-

+C H

O

nucleofilo

-H2O

CH2 CH

O- CH

OCH2 C

H

O

C H

O

CHOH

CH2 CH

O

HO-

+ HO-

16/05/2011

21

+ H2O

la coniugazione con l'anellobenzenico facilita la disidratazione

CHOH

CH2 CH

OC CH C

H

OH

ATTENZIONE! la condensazione aldolica in ambiente basico con i chetoni non avviene

equilibrio spostato a sinistra

2CH3

CCH3

OCH3 C

OHCH2 C

CH3

O

CH3

i chetoni possono essere utilizzati come fonti di carbanioni in condensazioni miste con aldeidi senza H in α

REAZIONE DI CLAISEN-SCHMIDT

+ -nucleofilo

-OHC H

O

CH3

CCH3

O

CH3

CCH2

O

meccanismo:

C H

O

+

H2OCHO

CH2 CCH3

O

CH2 CCH3

O-

-CHOH

CH2 CCH3

O

+ H2O

la coniugazione con l'anellobenzenico facilita la disidratazione

C CH CCH3

OH

esempio:

+ -OH- H2O

CH2

OHCH2C CH3

O

CH3

CCH3

O

CH2

OCH2 C CH3

O

HC

H

O

spontanea

In questo caso, per avere disidratazione occorre SCALDARE (meglio se in ambiente acido)

H++ H2O

Δ

+CH2

OH2

CH C CH3

O

HCH2 CH C CH3

OCH2

OHCH2 C CH3

O

16/05/2011

22

Le aldeidi SENZA H in α al carbonile possono reagire con NaOH, in condizioni più drastiche di quelle della condensazione aldolica (concentrazione più elevata di base, temperatura elevata)

REAZIONE DI CANNIZZARO

Cannizzaro (1826-1910)

2-OH

ΔCH3OH +

-HC

O

O

HC

H

O

Reazione di disproporzione (un -CHO si ossida e un altro di riduce)

1. attacco nucleofilo al C carbonilico

meccanismo:

HC

H

O

δ+

δ-

-OH+ H C HO

OH

-

Questo EQUILIBRIO si ha anche nel caso della condensazione aldolica, ma in quel caso c’è un’altra strada (attraverso la base coniugata) che porta a prodotti e quindi questo equiibrio è come se non ci fosse.

2. trasferimento di idruro (H con gli elettroni di legame)

- /= -

+H C HO

OHHC

H

Oδ- δ-

HC HO

OHH

CH

OC H

O

OHH C

H

OH

3. reazione acido-base -

+ CH3OH + HCO2-C H

O

OHH C

H

OH

Danno la reazione di Cannizzaro tutte le aldeidi SENZA H ACIDI

Di solito gli H acidi sono in α al carbonile, ma NON NECESSARIAMENTEesempio:

-OH+

-C H

OCH2OH C O

O

ma: -OH ?C

OH

CH3

H acido!

16/05/2011

23

COH

CH3

-OHC

OH

CH2-

+ H2O

COH

CH2

-

COH

CH2

-C

OH

CH2

-

ecc.

Nucleofilo condensazione aldolica

-

-

H2OCO

H

CH3

CO

HCH2

COH

CH2

COH

CH3

H2O

CH

CH3

CO

HCH

COH

H

CH3

CO

HCH2

16/05/2011

24

TAUTOMERIAC C

OH

C CO H

L'equilibrio tautomerico è catalizzato da acidi e da basi

meccanismo in ambiente basico:

+ -OH..-

-

ione enolato

+ H2O

enoloC

OCH

CO

C CO

C COH

C

reazione acido-base reazione acido-base

l'equilibrio è spostato verso la forma carbonilica

COH

CH3CH2

99.99% 0.01%CH3

CCH3

O

HC

CH3

O

HC

CH2

OH

99.90% 0.10%

OHH

OHH

99.4% 0.06%

l'equilibrio è spostato verso la forma enolica se ci sono fattori particolari che la stabilizzano

20% 80%

... . ..

stabilizzazione perlegame idrogeno

CH3

CO

CHC

CH3

OH

CH3

CO

CH2

CCH3

O

CH3

CO

CHC

CH3

OH

meccanismo in ambiente acido:

H3O+ +

+ :OH2CO

CHH

CO

C

HHC

OHCC

OCH

reazione acido-base reazione acido-base

16/05/2011

25

Un C chirale in α al carbonile in ambiente acido o basico racemizza

O

CH3

HHH *

(S)

H+

oppure-OH

OHCH3

O

CH3

HHH *

(S)

OCH3

H

HH *

(R)

+

RIDUZIONE

H2, cat.

idruro

(a) oppure (b)

[H] NH3

RC

R

O

R CH ROH

R CH2 R

R CH RNH2

R CH ROH

(a) Zn(Hg), HCl Clemmensen(b) NH2NH2, OH-, Δ Wolff-Kischner

idruro = NaBH4, LiAlH4

meccanismi:

NaBH4 ADDIZIONE NUCLEOFILA Nu: = H-

CO

-H BH3

CO

H

BH3-

H+

H2OCOH

H

NH2 NH2

.. ADDIZIONE NUCLEOFILA Nu: = H2N-NH2

CO

NH2 NH2+

H2O

..N NH2C

-OH

ΔCH2N N +

NH3

..ADDIZIONE NUCLEOFILA Nu: = :NH3

CO

+

H2O

..NHCNH3

H2Ni

NH2CH

idrogenazione catalitica

16/05/2011

26

OSSIDAZIONE

HC

R

O [O]

OHC

R

O[O] tutti gli ossidanti già visti con gli

alcooli

R'C

R

O [O]NESSUNA REAZIONE

Saggio di Tollens

Gottfried Tollens

+ Ag(NH3)2OH -+ Ag°

OC

R

O

HC

R

O

specchiod'argento

gli α-idrossichetoni possono dare un saggio positivo:

[-2H] Ag(NH3)2OH

CRO

R'CO

CHROH

R'CO

+ Ag°

REAZIONI IN CATENA LATERALE

α-ALOGENAZIONE

I chetoni vengono alogenati in α al carbonile. La reazione è promossa da basi oppure acido-catalizzata (Le aldeidi vengono ossidate dagli alogeni).

promossa da basi:

+ Br2 + -OH + Br- + H2OCCH2

O

CH3 BrCCH3

O

CH3

+ Br2 + -OH + Br- + H2OO

Br

O

la base si consuma

acido-catalizzata

CCH3

O

CH3

+ Br2 CCH2

O

CH3 Br+ Br- + H+

16/05/2011

27

O O

Br+ Br2 + Br- + H+

l'acido non si consuma

La velocità dell'α-alogenazione (sia in ambiente basico che in ambiente acido) NON dipende dalla concentrazione di alogeno.

meccanismo della reazione promossa da basi:

+ -OHlento

-

- + H2OCCH2

O

CH3C

CH2

O

CH3C

CH3

O

CH3

- + Br-CCH2

O

CH3Br

Br BrCCH2

O

CH3

meccanismo della reazione acido catalizzata:

+ H++

CCH3

O

CH3

H

CCH3

O

CH3

+lento

+ H+CCH2

OH

CH3

CCH2

OH

CH3

H

+:

+

+

CCH2

OH

CH3

Br Br C CH2

OHCH3 Br C CH2

OHCH3 Br

+

C CH2

OHCH3 Br C CH2

OCH3 Br

16/05/2011

28

Con i metilchetoni reazione dell'aloformio

con eccesso di alogeno e NaOH in acqua

-OH, H2O+ I2 + CHI3 -

iodoformio

solidogiallo

CO

O

C CH3

O

meccanismo: -OH

-CCH2

O

RC

CH2

O

R IC

CH3

O

R

Acidità maggiore di quella del metile -OH

- CCH

O

R II

CCH

O

R IC

CH2

O

R III

-OH-

3 atomi di iodio(elettronegativi)

CCI2

O

RC

CHI2

O

RC

CI3

O

R

+ -OH

-

+ :CI3-

CHI3-+C

OR

OC

OR

OHC CI3

OR

OHC

CI3

O

R

I2 ossidante

ATTENZIONE!!! Ci possono essere “falsi positivi”

Si separa; giallo

anche composti diversi dai metilchetoni possono dare lo iodoformio (falsi positivi) se la molecola può essere ossidata dallo iodio a metilchetone

I2 I2 -OH

- CHI3+O CO

HCH3CO

HCH3CH2 OH

I2 I2 -OH

CHI3+-OCO

HCH CH3

OHCH3

C CH3

OCH3

16/05/2011

29

COMPOSTI CARBONILICO α,β-INSATURI

+-

+

-

CH2 CH CHO

CH2 CH CHO

CH2 CH CHO

centro nucleofilo

centro elettrofilo

Con reagenti elettrofili Addizione 1,2 e 1,4

H+ +

++

CH2 CH CHO

CH2 CH CHOH

CH2 CH CHOH

CH2 CH CHOH

Addizione 1,2

CH2 CH CHOH

Cl

Addizione 1,4

CH2 CH CHOH

Cl

CH2 CH2 CHO

Cl

CH2 CH CHO

+ HCl

Con reagenti nucleofili Addizione 1,2 e 1,4

+ HCN- +C N CH2 CH COH

CH3C N

CH2CH2 CO

CH3

C NCH2 CH C

OCH3

meccanismo:

1,4CH2 CH C

OCH3

C N-CH2 CH C

OCH3

C N

- CH2 CH CO

CH3C N

-

HCNC N- + CH2 CH C

OHCH3

C NCH2CH2 C

OCH3

C N

1,2CH2 CH C

OCH3

C N-

CH2 CH CO

CH3C N

CH2 CH COH

CH3C N

-HCN

+ -CN

con nucleofili basi più forti è preferita l'addizione 1,2 (al C=O)

16/05/2011

30

con nucleofili basi più deboli è preferita l'addizione 1,4

CH2 CH CO

CH3+ CH3MgI CH2 CH C

OMgBrCH3

CH3

CH2 CH COH

CH3CH3

CH2 CH2 CO

CH3CNCH2 CH CO

CH3 + HCN

RIDUZIONE di composti carbonilici contenenti C=C

il prodotto dipende dal catalizzatore e dalle condizioni di reazione

CH CH2 CHO

CH3 CH

H2, Ni25°C

CH2 CH2 CHO

CH3 CH2si riduce C=C

H2, Ni, ΔCH2 CH2 CH2

OHCH3 CH2

1. NaBH42. H2O

CH CH2 CH2

OHCH3CH

si riducono entrambi

si riduce C=O

1

ACIDI CARBOSSILCI e DERIVATICaratteristica strutturale di acidi carbossilici e derivati



Lo ione molecolare di solito è spesso debole.

La “rottura α” (α-cleavage), lascia il carbocatione acilio (stabilizzato per risonanza):

+.C O

OH

RC OR+

HO.

+ C OR+

CO

Y

Acidi carbossilici

Può essere perso il gruppo –CO2H

+. R. + CO2HR CO2H+

m/z 45

R+

Anche con gli altri gruppi funzionali è favorita la scissione dello ione molecolare che porta al carbocatione acilio

CO

NH2R

+.CO NH2

+R. +

m/z 44

Le ammidi non sostituite sull’N hanno un picco caratteristico a m/z 44

acido butanoico, PM 88

M+

M+

acetato di etile, PM 88

CH3CO+

2

propanammide, PM 73

M+

CO NH2

+

m/z 44

cloruro di butanoile, PM 106

M+ - Cl

anidride benzencarbossilica,

PM 226

CO

+

stretching C=O a circa 1730-1700 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione

IR

stretching C-O

ACIDI CARBOSSILICI

tra 1320 e 1210 cm-1

UV-visibile Analogo a quello di aldeidi e chetoni

stretching O-H banda molto larga a 2400 cm-1, spesso sovrapposta alle bande CH

RCOH

OR C

OH

O

acido butanoico

3

stretching C=O a circa 1735 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione con R. La coniugazione con OR’ sposta l’assorbimento verso valori più alti.

IR

stretching C-O

ESTERI

due o più bande tra 1300 e 1000 cm-1

acetato di etile

stretching C=O a circa 1670-1640 cm-1.

IR

stretching N-H

AMMIDI

3500-3100 cm-1 (CONH2 hanno due bande)

propanammide

H CO

NCH3

CH3

4

stretching C=O a circa 1800 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione.

IR CLORURI ACILICI

cloruro di butanoile

cloruro di benzoile

stretching C=O sempre due bande tra 1830 a 1800 cm-1 e tra 1775 e 1740, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione con R.

IR

stretching C-O

ANIDRIDI

tra 1300 e 900 cm-1

anidride propanoica

5

IR NITRILI

stretching a circa 2250 cm-1, spostato verso valori più bassi dalla coniugazione con R.

C N

propanonitrile

benzenecarbonitrile

13C NMR L’effetto -I dell’O ed il campo magnetico generato dagli elettroni π diminuiscono la densità elettronica attorno al nucleo del 13C: molto deschermato

δCOX 180-160 ppm

CO

CO

acetato di etile

acido butanoico CO

CO

propanammide

CO

anidride propanoica

6

1H NMRL’effetto -I dell’O diminuisce la densità elettronica attorno al nucleo del 1H sul C adiacente: deschermato da 2,0-2,5 (CH3) fino a 3 (CH2, CH) δ

OH (negli acidi arbossilici) fortemente deschermato: 10-15 δ; protone mobile, scambia con D2O

NH (nelle ammidi) deschermato e molto allargato: 6-7 δ; protone mobile, scambia con D2O

acido butanoico

OH

OH

acido benzencarbossilico

anidride benzoicaN-metiletanammide

NH

NH

propanammideacetato di etile

7

ACIDI CARBOSSILCI e DERIVATI

δ+ δ-

C OO

CH

Hsp2

H acido

Caratteristiche:

Nu:

H acido

Acidità del legame O-H

Il C del carbossile subisce attacco da parte dei nucleofili

I protoni in α al carbossile sono relativamente acidi e possono essere sostituiti

H+

δ+ δ-

C OCH

Ysp2

H acido

Caratteristiche:

Nu:

H+

(la sostituzione nucleofila può avvenire con meccanismo base- o acido-catalizzato)

gruppo uscente

δ+ δ-

C NCH

sp

H acido Nu:

H+

♦ sull'O del carbonile (o sull'N del nitrile) si ha protonazione

♦ I protoni in α al carbonile sono relativamente acidi e possono essere strappati con basi forti

♦ Qualche reazione caratteristica delle ammidi avviene sull'N

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA

Reazione caratteristica

8

Meccanismo:

lento -+

C OY

R C OYR

NuH Nu: H

sp2

(trigonale planare)sp3

(tetraedrico)

C OR

Nu

sp2

(trigonale planare)

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA AL CARBONIO ACILICO

Principali nucleofili::NuH = H2O, ROH, NH3, RNH2, R2NH, RSH, RCO2H

Nu:- = RCO2-, R-, H-

< < < <R

CCl

O

RC

NH2

O

RC

OR'

O

RCO

ORCO

RC

SR'

O

reattività crescente

Questo ordine di reattività è il risultto di più fattori

Basicità del gruppo uscente meno basico: miglior gruppo uscente

Basicità: -NH2 < -OR < -O-C(O)R < Cl-

capacità come gruppo uscente

Risonanza

-

+RC

Cl

O

RC

Cl

O

+

-

RC

SR'

O

RC

SR'

O

-

-

+ +R C

O

O

R CO

R CO

O

R CO

R CO

O

R CO

RC

OR'

O

RC

OR'

O-+ R

CNH2

O

RC

NH2

O-

+

9

il contributo della struttura di risonanza a separazione di carica diminuiscela bontà del gruppo uscente ed è tanto maggiore quanto migliore è la sovrapposizione degli orbitali (cioè con gli elementi della stessa riga).

Effetto induttivoMaggiore è l’effetto ad attrazione elettronica, più positivo è il C carbonilico

più facile è l’attacco del nucleofilo

H2O

H+oppureOH-

CR N

CRCl

O

CRO

O

CRO

CROR'

O

CRNH2

O

CROH

O

REATTIVITA‘ CRESCENTE

R"OH

CRCl

O

CRO

O

CRO

CROR'

O

CROR"

O



NH3

CRCl

O

CRO

O

CRO

CROR'

O

CRNH2

O

10

1. REAZIONE CON H2O

a) Alogenuri aciliciCR

Cl

O+ :OH2

lentoCR

Cl

OOH2

-+

CROH

O

HCl

Sostituenti ad attrazione elettronica su R FACILITANO l'attacco del nucleofilo

b) Esteri

Gli esteri sono meno reattivi degli alogenuri acilici: l’acqua da sola non reagisce)

-OH, H2O oppure H2O, H+

In ambiente basico Nu = -OH

+ lento

-

+ -OR'CR

OR'

O

OHCROR'

O-:OH CR

OH

O- + R'OHCR

O

O

L'ultimo passaggio rende IRREVERSIBILE l'intero processo

reazione acido-base


Nu = H2O

In ambiente acido Nu = H2O

:OH2

lento

+

H+

H2O

+

+CR OR'

OH

OH2

CR OR'O H

CROR'

OCR OR'O H

H+

CROH

O

+ ++

+

+ R'OHCR OR'

OH

OH2

CR OR'

OH

OH

HCR

OH

OHCR

OH

OH

Processo REVERSIBILE Questo significa che in ambiente acido si può idrolizzare un estere ad acido carbossilico

L'idrolisi acida degli esteri è praticamente insensibile agli effetti elettronicidei sostituenti; è invece sensibile agli effetti sterici

ATTENZIONEQuesta insensibilità agli effetti elettronici (induttivo e coniugativo) dei sostituenti è una caratteristica SOLO dell’IDROLISI ACIDA degli ESTERI

è il risultato di effetti opposti, praticamente uguali

11

Lo stadio lento è l’attacco del nucleofilo sull’estere protonato: dipende quindi dalla sua concentrazione, che, a sua volta, dipende dalla basicità dell’estere

K =[RC(O)OHR'+][RCO2R'][H+] [RC(O)OHR'+] = K [RCO2R'][H+]

v = k[RC(O)OHR'+] = kK [RCO2R'][H+]

La reattività dipende dalla costante di velocità dello stadio lento (k) Edalla costante di equilibrio acido-base preliminare (K)

k l'attacco del nucleofilo è favorito dai sostituenti ad attrazione elettronica

K la protonazione di una base è sfavorita dai sostituenti ad attrazione elettronica

Solo nel caso dell'idrolisi acida degli esteri gli effetti hanno valori molto simili, cioè la sensibilità della protonazione e dell'attacco nucleofilo all'effetto dei sostituenti è praticamente la stessa.

Essendo di segno opposto, gli effetti si annullano.

c) Ammidi

Le ammidi sono ancora meno reattive: l’acqua da sola non reagisce)


In ambiente basico Nu = -OH

+ -:OHlento

-CR

NH2

OOHCR

NH2

O Ci sono solo CATTIVI gruppi uscenti, -OH e -NH2, ma -OH è più ACIDO di –NH2

-+ -NH2

-:OH --CR

NH2

OOH CR

O

OCR

NH2

OO

-

+ NH3-CRO

OH2O


reazione acido-base


12


CRNH2

O

:OH2

lentoCR NH2

OH

OH2+

H+

H2O CR NH2

O H+

CR NH2

O H

+

CR NH2

OH

OH

HCR NH2

OH

OH2+ + CR

OH

OH+ CR

OH

OH

++ NH3

CROH

O+ NH4

+



d) Anidridi Nu = H2O

Le anidridi sono più reattive di esteri ed ammidi: basta l’acqua da sola

:OH2+

-+

R CO

O

R CO

R CO

O

R C

O

OH2

R C

O

OH2

++ R C

O

O

-

R CO

O

R CO

OHH

+

-

R COH

O2

e) NitriliI nitrili sono poco reattivi (meno delle ammidi): l’acqua da sola non reagisce)




13


H+ ++: +

:OH2 +

CR N CR N H CR N H CR N HOH2lento

H+ +tautomeria H+

CR N HOH

CR NH2

OPROSEGUE con l'idrolisi acida delle ammidi

:OH2 +

H+

H2O

+

+CR

NH2

OCR NH2

OH

OH2

CR NH2

O HCR NH2

O H

+ + +

++ NH3CR NH2

OH

OH

HCR NH2

OH

OH2

CROH

OHCR

OH

OH

+ NH4+CR

OH

O



2. REAZIONE CON ALCOOLI

a) Acidi carbossiliciIn ambiente acido Nu = R’OH

:

lentoCROH

OHOR'H

+CROH

O H+

CROH

O H+

O R'H

CROH

OH++ +

+H+H2O +

+

+

+CROH2

OHOR' CR

O

OR'CRO

OR'

H

CROH

OR'

La reazione intramolecolare è facile, se si formano anelli stabili (5 e 6 termini)

CHROH

CH2 CH2 COH

O

γ

:Δ CH

R

OCH2

CH2 OC

H2O + γ-lattoneH+

14

δ

:Δ

H2O +δ-lattone

H+CHROH

CH2 CH2 COH

OCH2

CHR

OCH2

CH2

OCH2 C

se l'OH è più vicino al carbossile, ci sono altri percorsi di reazione, più facili della chiusura di un anello teso

ββ-eliminazione

H+CHR CH C

OH

O

CHR

O

CH2 OC

CHROH

CH2 COH

O Δ

H+Δ+ H2O

α

2

lattide

CH CO

O

CHR

OC

O

RCCHR

OH O

OH

C CH ROH

O

OH

se l'OH è più lontano dal carbossile, il prodotto dipende dalle condizioni di reazione

in soluzione molto diluita:

Δ

H+CH2 CCH2

O

OHCH2CH2

OHCH2CH2 O

O

Δ

H+n ( )

n

+ n H2O

CH2 CCH2O

OHCH2CH2

OHCH2 CH2

CH2 CCH2

OCH2CH2O CH2 CH2

in soluzione concentrata:

b) Alogenuri acilici

CRCl

OCRCl

OOR'H

CROR'

O

+ HOR'

lento-

+

HCl

..

E’ opportuno effettuare la reazione in presenza di una base (per HCl)

15

es.:

+ CH3CH2CH2OH+ Cl-

+C

OCH2CH2CH3

ONC

Cl

O

NH

c) Anidridi

HOR'+

-

+..

R CO

O

R C

O

OR'H

R CO

O

R CO

++

-R C

O

OR'H

R CO

O+R C

OH

OR C

O

OR'

+

-

R CO

O

R C

O

OR'H

d) Esteri TRANSESTERIFICAZIONE

In ambiente basico Nu = -OR’’

+ -:OR"lento -

+ -OR'CROR'

OCR

OR'

OOR" CR

OR"

O

In ambiente acido Nu = R’’OH

:

lento

+

H+

R"OH

+

+CR

OR'

OCR OR'

OH

OR"H

CR OR'O H

CR OR'O H

O R"H

++

+

H++ R'OH CR

OR"

OCR OR'

OH

OR"

HCR

OH

OR"CR

OH

OR"

16

e) Ammidi Essendo meno reattive, richiedono condizioni di reazione troppo energiche per essere utili

REAZIONE CON AMMONIACA ED AMMINE3.

a) Acidi carbossilici

+ :NH3 - NH4+CR

OH

OCR

O

O

reazione acido-base

Scaldando il carbossilato di ammonio solido:

CRO

O- NH4

+(solido)

ΔCR

NH2

O+ H2O

CR

OH2

ONH2CR

O

O- NH4

+ CROH

O+ :NH3 CR

OH

ONH3

-+

-

+

CRNH2

O+ H2O

Meccanismo:

con NH3

con ammine primarie

+ RNH2 - RNH3+

- (solido) Δ + H2ORNH3+

CROH

OCR

O

O

CRO

OCR

NH

O

R

-

-+

-

+

+ H2O

RNH3+

+ RNH2CRO

O

CR

OH2

ONH R

CROH

OCR

OH

ONH2 R

CRNH

O

R

Meccanismo:

17

con ammine secondarie

+ :NHR2 -R2NH2

+

- (solido) Δ+ H2OR2NH2

+CR

NR2

O

CROH

OCR

O

O

CRO

O

Meccanismo:

-

-+

-

+

+ H2O

R2NH2+

+ :NHR2 CR

OH

ONHR2

CRO

OCR

OH

O

CR

OH2

O

NR2 CRNR2

O

Se si ha un amminoacido con il gruppo amminico in γ o δ al carbossile, la reazione è intramolecolare (si formano anelli a 5 o a 6 termini)

γ

Δ

H++ H2O

γ-lattameCH2 CCH2

OCH

OHNH2R

CH2 CCH2

O

CHNH

R

Δ

δ H+ + H2O

δ-lattame

CH2 CCH2

O

CHR

NHCH2

CH2 CCH2O

OHCHR

NH2

CH2

se l‘NH2 è più vicino al carbossile, ci sono altri percorsi di reazione, più facili della chiusura di un anello teso

H+β

Δ+ NH3

CO

CHR

NH

CH2C

O

OHCHRNH2

CH2

CO

OHCHR CH

β-eliminazione

18

b) Alogenuri acilici

+ :NH3lento

-+

HCl

CRCl

OCR

Cl

ONH3 CR

NH2

O

Meccanismo:

+ 2 :NH3 + NH4+Cl-CR

Cl

OCR

NH2

O

+ 2 R'NH2 + R'NH3+Cl-CR

Cl

OCR

NH

O

R'

+ 2 R'R"NH + R'R"NH2+Cl-CR

Cl

OCR

N

O

R'R"

c) Anidridi

R CO

O

R CO

:NH3+

R CO

O

R C

O

NH3

-+

R CO

O

R C

O

NH2

H+

-

R C

O

NH3

++ R C

O

O

-R C

OH

OR C

O

NH2 +

+ NH3 +OR

O

R

O

R

O

NH2 R

O

OH +NH4

R

O

O-NH3

19

OR

O

R

O

R

O

N R' R

O

O R

O

O-+ R'NH2 +

R'NH2 +R'NH3

OR

O

R

OR

O

N R'R"

R

O

O R

O

O-+

R'R''NH2+ R'R"NH +

R'R''NH

anidride ftalica

+ NH32..

- +NH3+..NH2

O

O

O

O

O

ONH4

NH2

O

OH

OLe anidridi cicliche danno immidi

ftalimmide

Δ

H2ONH

O

ONH

O

O

:B-

BHN

O

O

-base debole, H acido

d) Esteri

+ :NH3lento

-

+ R'OH+

-

+CR

NH2

OCROR'

ONH2

H

CROR'

O

NH3CROR'

O

+Δ + R'OHCR

OR'

ONH2 R" CR

NH

O

R"

+Δ

+ R'OHCROR'

ONH R"R'''

CRN

O

R"R'''

Gli esteri sono meno reattivi di alogenuri acilici e anidridi e perciòbisogna scaldare

20

REAZIONE CON ACIDI CARBOSSILICI E CARBOSSILATI4.

Con questi nucleofili possono reagire solo I derivati acilici più reattivi

a) Alogenuri acilici

+-

-

Cl-CR

O

OCR

Cl

O R ClO

R

C

O

OC

CRO

O

CRO

CRCl

OCR

O

O

CRO

CROH

O+

-R Cl

O

R

C

O

OC

HHCl

+

neutralizzato con una baseman mano che si forma

es:

CH3 CH2 CH2 CCl

O+ CH3 CH2 CH2 C

OH

ON

CH3CH2CH2

CO

O

CH3 CH2 CH2

CO

NH

+ Cl-

b) Acidi carbossilici(SOLO con acidi bicarbossilici in grado di formare anelli stabili)

CCH2

CH2 COH

O

O

OH

CO

CCH2

CH2

O

OH2O

Δ

2. REAZIONE CON TIOLI

a) Alogenuri acilici

CRCl

OSHR' + CR Cl

O

SHR'

-

+ HCl

CRSR'

O

NH

+ Cl-

es:

CH3 CH2 CCl

OCH3 CH2 SH+ N CH3 CH2 C

S

O

CH2 CH3

21

REAZIONE CON COMPOSTI ORGANOMETALLICI6.

con reattivi di Grignard e litioorganici

a) Esteri

+δ- δ+

- +MgX R"OMgX+R' C OR"

OR MgX R' C OR"

O

R

R' CO

R

δ- δ++

- +MgX H2O, H+R MgXR' C

OR R' C R

O

RR' C R

OH

R

da qui prosegue la reazione dei chetoni

i chetoni sono più reattivi degli esteri e perciò si arriva all'alcool terziarioes.:

+H2O, H+

CH2CH3 C CH3

OO

MgBr

2 C OMgBrCH3 C OHCH3

δ- δ++ R"OLi+

- +LiR LiR' C OR"

OR' C OR"

O

RR' C

OR

da qui prosegue la reazione dei chetoni

δ- δ++

- +Li H2O, H+R' C

OR R Li R' C R

O

RR' C R

OH

Rb) Cloruri acilici

δ- δ++

- +MgXMgXCl+R' C Cl

OR MgX R' C Cl

O

RR' C

OR

con accorgimenti sperimentali, è possibile fermare la reazione alla formazione del chetone, altrimenti, si arriva ad alcool terziario

δ- δ++

- +MgX H2O, H+R' C

OR R MgX R' C R

O

RR' C R

OH

R

22

+δ- δ+ LiCl+

+Li

R' C ClO

R Li R' C ClO

RR' C

OR

+δ- δ+

- +Li H2O, H+R' C R

OH

RR' C

OR R Li R' C R

O

R

con cadmioorganici e cuprati organici

Per fermare la reazione a chetone si devono usare:

composti organometallici meno reattivisolo con i cloruri acilici

2 RMgX + CdCl2 R2Cd + MgCl2 + MgX2(R = CH3, alchile primario, fenile)

CdCl2MgBr

Cd

esempio:

+

-

CH3 CH2 CO

ClCH3 CH2 C

OCl CH3 CH2 C

O

Cd

δ- δ++

-R' C

ORR' C Cl

OR' C Cl

O

RR2CuLi

es.:

+C

Cl

O

(CH3)2CuLiC

CH3

O

-78°C

92%

C CH

CH CH3

C ClO

CH3

CH2

CH3

(CH3CH2)2CuLi C CH

CH CH3

C CH2

O

CH3

CH2

CH3

CH3

(feromone delle formiche)

23

RIDUZIONI

a) Con idruro LiAlH4

OHCR

OOHCH2R

LiAlH4CR

Cl

OOHCH2R

LiAlH4CR

OR'

OOHCH2R

LiAlH4CR

NH2

ONH2CH2R

LiAlH4CR N NH2CH2R

Meccanismo:

OCR

O

HH AlH3

- (Li+)+ H2 +O

CRO

AlH3

- (Li+)

Y = Cl, OR', OAlH3-

CRY

O+ -:H CR

Y

OH

-CRO

H + Y-

CRO

H + -:H CR

H

OH

-H2O

CR

H

OHH

Y = NH2

+ -:H

-

-

+ OH-CR

NH

OHH CR

NHHCR

Y

OCRNH2

OH

24

+ -:H-

CR

NH

HH

CR

NH2

H

HH2OCR

NH

H

C NR + -:H C NR

H-

+ -:H C NR

H

H

2- H2O2C NH2R

H

H

Diminuendo la reattività dell'idruro è possibile fermare ad aldeide la riduzione dei CLORURI ACILICI

+ -Li+[(CH3)3CO]3AlHCR

Cl

OC

R H

O

es.:+ -

Li+CH3 CH2 CH2 CCl

O[(CH3)3CO]3AlH CH3 CH2 CH2 C H

O

b) Con idrogeno e catalizzatoreH2, Pt

CR N NH2CH2R

Con catalizzatore disattivato è possibile fermare ad aldeide la riduzione degli ALOGENURI ACILICI

Pd, BaSO4Pd, chinolina

N

+ H2 CR H

OCR

Cl

O

es.:

+ H2Pd C

H

O

CCl

O

N

25

REAZIONI SPECIFICHE DELLE SINGOLE CLASSI DI GRUPPI FUNZIONALI

1. Acidi carbossilici

(a) trasformazione del gruppo OH in buon gruppo uscente

cattivo gruppo uscenteR C

O

OH

Per trasformarlo in buon gruppo uscente si possono utilizzare i reagenti che trasformano -OH in -Cl

+ SOCl2 + HCl + SO2R CO

OHR C

O

Cl

+ PCl5 + HCl + POCl3R CO

OHR C

O

Cl

+ PCl3 + P(OH)33 3 R CO

ClR C

O

OH

esempi:CH3 C

OOH + S ClCl

OCH3 C

OCl + HCl + SO2

Con agenti alogenanti

C OH

O

+ PCl5C Cl

O

+ HCl + POCl3

CH3 CO

OHCH2CH3+ PCl3 CH3 C

OClCH2CH3

+ P(OH)3

Meccanismo con SOCl2:

+ + HClS ClClO

CH3 CO

O S ClO

CH3 CO

OH

+ ++ -CH3 C

OO S Cl

OO S Cl

OCH3 C O CH3 C O

+CH3 CO

Cl O S O

Con diazometano: CH2N2 N NCH2+ -..

: N NCH2:- +

R CO

OH+ N NCH2

:- +

reazione acido-base

R CO

O -N NCH3

++

ottimo gruppo uscenteNu sp3

26

+ R CO

O CH3

N2Con diazometano si formano esteri metilici

Con dicicloesilcarbodiimmide, DCC N C N

+..

N

CN

R CO

O H RCO

O CN

NH NH2 R'

Nu

Addizione nucleofila buon gruppo uscente

-

+

R CO

O CN

NH

NH2R'

R C

O

NH2 R'+

O CN

NH

-+

reazione acido-base

+R C

O

NH R' OH CN

NH

dicicloesilurea

O CNH

NH

La DCC permette di ottenere ammidi dagli acidi carbossilici in condizioni molto blande

b) reazione in posizione α

PBr3, Br2oppureP + Br2

α-alogenazione

CH CO

OHR

Br

CH2 CO

OHR Reazione HVZ

(Hell-Volhard-Zelinski)

PBr3

..

CH2 CO

OHR CH2 C

O

BrR CH C

OH

BrR

Meccanismo:

gli alogenuri acilici enolizzano più facilmente degli acidi carbossilici

Il C=C addiziona Br2

27

CH CBr

OHR

Br

CH COH

BrR

Br

BrCH C

O

BrR

BrBr-+ CH C

Br

OHR

Br

+H+

Quando si lavora la reazione (aggiunta di acqua), il bromuro acilico è più reattivo di quello alchilico. Oppure si possono aggiungere nucleofili

H+

ROH, H+

CH CO

BrR

Br

H2OCH C

O

OHR

Br

CH CO

ORR

BrCH C

O

NH2

RBr

NH3

2. Esteri

Con alcossido (condensazione di Claisen)

+CH3 CO

OCH2CH3

2CH3CH2O-Na+

CH2 CO

O CH2 CH3CH3 CO

CH3CH2OH

L’alcossido DEVE essere identico al gruppo -OR dell’estere

Meccanismo:

CH3 CO

O CH2 CH3

+ CH3CH2O-Na+ CH2 CO

O CH2 CH3

+ CH3CH2OH-(Na+)

reazione acido-base (equilibrio spostato a sinistra)E

Nu

CH3 CO

O CH2 CH3

CH2 CO

O CH2 CH3 CO

O CH2 CH3

CH3 C

O

O CH2 CH3

CH2

+-:

-

(equilibrio spostato a sinistra)

28

CH2

CO

O CH2 CH3CH3

CO

CHCO

O CH2 CH3CH3

CO

+ CH3CH2O- -+ CH3CH2OH

(equilibrio spostato a destra)

CHCO

O CH2 CH3CH3

CO

-(Na+)

H2OCH2

CO

O CH2 CH3CH3

CO

OH-

H più acidi di quelli dell’estere di partenza

E' possibile la condensazione incrociata, quando un solo estere ha H in α:

CH3CH2O-Na1.

2. H++C CH2

C O

O O

CH2CH3CH3 C OO

CH2CH3

C OO CH2CH3

qualsiasi carbanione è in grado di dare condensazione

CH3 C C(CH3)3

O

NH3

NaNH2 H2C C C(CH3)3

O-(Na+)

CH2CO

CCH3 CH3

CH3 -+

CH3CH2O-CH3 C O

OCH2CH3

CH2C C(CH3)3

OCH3 C

O

3. AmmidiCon anidride fosforica, P2O5

RC

NH2

OC NR + H2O

Con con Br2 + NaOH (Trasposizione di Hofmann)

+ Br2 + 4 NaOH R-NH2 + 2 NaBr + Na2CO3 + 2 H2OR C NH2

O

(oppure NaOBr, OH-)

meccanismo

- + H2OR C NHO

+ -OHR C NH2

O

-N-bromoammide

+ +R C NHO

BrR C NHO

Br Br Br-

29

-+ -OH R C NO

BrR C NHO

Br + H2O

-....

..

..nitrene

+ Br-R C NO

Br R C NO

..

..isocianato

R C NO

R N C O

-+ -OHR N C O R N C O

OH H2OR NH C O

OH

--

+ H2O+ -OH- -OH

R NH C OOH

R NH C OOH

OHR NH C O

OH

O-

--

--

++

--

C OOO

R NH2R NH2 C OO

OR NH C O

OH

O

DECARBOSSILAZIONE

a) da carbossilati di metalli pesanti (reazione di Hunsdiecker)

RC

OH

O+ Ag2O

RC

O

O

- Ag+

RC

OH

O+ HgO

RC

O

O

- Hg2+)2

RC

OH

O+ Pb(OCOCH3)4

RC

O

O

- Pb4+)4

RC

O

O-

Ag+ + Br2 (o I2)

R Br + CO2R I( )

Δ

30

meccanismo:

-acil ipobromitoR C O

OBrBr BrR C O

O

inizio...

..

.. :..radicale carbossilato

+ Br:....

.R C O

O:

..

: .. .R C OO

Br

propagazione R.

+R C OO:

..

: .. . O C O

R . + + .... .RCO

OBr R C O

OR Br

b) da β-chetoacidiΔ

+ CO2R

O

OH

OR

O

CH3

Δ#

+

RC

CH2

HO

CO

ORC

CH2

OCO

O

H

RC

CH2

C

O

O

HO

RC

CH2

HO

RC

CH3

O

in ambiente basico:

-+ CO2-

-

RC

CH2

OCO

O RC

CH2

O

RC

CH2

O

31

b) da acidi β-dicarbossilici

+ CO2OH

O

CH3OH

O

OH

O

Δ+

OHC

CH2

HO

OHC

CH2

C

O

O

HO

#

OHC

CH2

OCO

O

H

OHC

CH2

HO

OHC

CH3

O

CO

O

la decarbossilazione è favorita da sostituenti ad attrazione elettronica

COCH2CH3O

CR"O

CH2

COCH2CH3O

CR"O

CHC

OCH2CH3O

CR"O

C

R X

COCH2CH3O

CR"O

CH R

+ CH3CH2O- :--

Na+

(Na+)

sostituzione nucleofila al C saturo

ecc.

c'è ancora un H acido(meno di prima )

H2O, OH- -

idrolisibasica

CO

OCR"O

CHR

neutralizzazione(acido-base)

H+

COH

OCR"O

CHRΔ

decarbossilazione

- K+(CH3)3C O

COCH2CH3O

CR"O

C R:- (K+)

sostituzione nucleofila al C saturo

R1 X

H2O, OH-

idrolisibasica

- H+Δ

CO2

1.2.

COCH2CH3O

CR"O

C RR1 CO

OCR"O

CR

R1

CR"O

CH RR1

CR"O

CH2 R

SINTESI "ACETOACETICA" Sfrutta l'acidità degli H in mezzo a due CO e la facile decarbossilazione dei β-chetoacidi

32

Scegliendo opportunamente il reagente R-X, si possono ottenere chetoni con un altro gruppo funzionale

R-X = α-alogenoesteri

COCH2CH3O

CCH3 O

CH: - + R CHBr

C O

O

CH2 CH3

RCH C O

OCH2 CH3

COCH2CH3O

CCH3 O

CH

1. NaOH, H2O

2. H3O+α

β

γα

β Δ

CO2RCH C OH

OCOHO

CCH3 O

CH RCH C OH

O

CCH3 O

CH2

RCH C OH

OCCH3

OCH2

γ-chetoacido

R-X = α-alogenochetoni

COCH2CH3O

CCH3 O

CH: - 1. NaOH, H2O

2. H3O+CH2 C R

OCOCH2CH3O

CCH3 O

CHCH2Br C R

O

αβ

Δ

CO2

CH2 C ROC

OHO

CCH3 O

CH CH2 C RO

CCH3O

CH2

γ-dichetone

R-X = alogenuri acilici

Non si può usare come base CH3CH2ONa in CH3CH2OH, perché l'alogenuro acilico è molto reattivo (e reagisce con l’etossido ed anche con l'etanolo)

33

NaH

H2

COCH2CH3O

CCH3 O

CH: - + R CCl

O

CH C ROC

OCH2CH3O

CCH3 O

COCH2CH3O

CCH3 O

CH2

1. NaOH, H2O

2. H3O+

Δ

CO2

CH2 C RO

CCH3

Oβ-dichetone

Con una base molto forte (ammide di sodio o di potassio) si possono strappare due protoni.Il dianione può essere fatto reagire con un equivalente di alogenuro alchilico

KNH2

NH3

:-

-..

2 K+:- NH4

+ClC OCH2CH3O

CCH2

O

CH

R

COCH2CH3O

CCH2

O

CHC OCH2CH3O

CCH3

O

CH2

C OCH2CH3O

CCH2

O

CH2

RR X

per la neutralizzazione conviene usare l'acido coniugato del solvente

il β-chetoestere con catena allungata può essere utilizzato in tutte le reazioni viste in precedenza

SINTESI "MALONICA"

Sfrutta l'acidità del metilene tra due funzioni esteree e la facile decarbossilazione degli acidi β-dicarbossilici

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

C

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

C

+ CH3CH2O-:-

-

-propandioato dietilico (malonato dietilico)

"estere malonico"

:-

X

1. H2O, -OH

2. H3O+Δ

CO2

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH R

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH R X C OHO

COHO

CH R COHO

CH2

R

acido acetico α-sostituito

34

1. H2O, -OH

2. H3O+

Δ , - CO2

(CH3)3CO-K+-

3.

C OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CR R'C

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

C:R R' XC OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH R

COH

OCHRR'

acido acetico α,α-disostituito

La reazione si può effettuare con tutti gli alogeno derivati utilizzati con il 3-ossobutanoato di etile (estere acetoacetico)

alogenuri alchilici, alogenuri acilici, α-alogenochetoni, α-alogenoesteri

altri esempi (che si possono usare anche nella sintesi acetoacetica:

R-X = α,ω-dialogenoalcani COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH+ CH3CH2O- :-Na+ Na+

1. H2O, -OH

2. H3O+

Δ , - CO2

(CH3)3CO-K+-

3.

C OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CR R'C

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

C:R R' XC OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH R

COH

OCHRR'

acido acetico α,α-disostituito

La reazione si può effettuare con tutti gli alogeno derivati utilizzati con il 3-ossobutanoato di etile (estere acetoacetico)

alogenuri alchilici, alogenuri acilici, α-alogenochetoni, α-alogenoesteri

altri esempi (che si possono usare anche nella sintesi acetoacetica:

R-X = α,ω-dialogenoalcani COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH+ CH3CH2O- :-Na+ Na+

35

a) in eccesso di estere

:-

:-( )nBr CH2 Br ( )nC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CHC

OCH2CH3O

C

OCH2CH3

O

CH CH2

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CHC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH

1) H2O, OH-

2) H+( )n

Δ

2 CO2

( )n

acido bicarbossilico

COH

OCH2C

OH

OCH2 CH2

COHO

COHO

CHC

OHO

COHO

CH CH2

b) in quantità equimolari

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH Br CH2 Br( )n

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

CH CH2 BrC

OCH2CH3O

COCH2CH3

O

C C Br:-

( )n

CH3CH2O-

( )n:--

COCH2CH3O

COCH2CH3

O

C (CH2)nC

OHO

COHO

C (CH2)n1) H2O, OH-

2) H+

Δ

CO2

(CH2)n COH

OC n = 2,3,4,5

acidi cicloalcancarbossilici

Documents

alcooli [modalità compatibilità]