chimica organica

1. CHIMICA
ORGANICA
DERIVATI DEGLI
IDROCARBURI
BEATRICE DI GREGORIO 5°E

2. DERIVATI
AZOTATI
DERIVATI
OSSIGENATI
DERIVATI DEGLI
IDROCARBURI
DERIVATI
ALOGENATI
ALOGENURI
ALCHILICI
ALOGENURI
VINILICI
ALOGENURI
ARILICI
AMMINE AMMIDI
ALCOLI ETERI FENOLI
ALDEIDI
CHETONI
ACIDI CARBOSSILICI
ESTERI

3. Sono composti organici in cui uno o più atomi di alogeno è direttamente legato a
uno o più atomi di carbonio di un alcano.
ALOGENURI ALCHILICI
gruppo funzionale
Corrisponde la formula molecolare generale R - X
dove R è un gruppo alchilico saturo a catena
aperta e X è un alogeno.
Il nome è costituito da un numero che indica la posizione dell'alogeno seguito dal
nome dell'alogeno e da quello dell'alcano corrispondente.
n-alogeno alcano 2-cloropentano o 1,2,2-tricloropropano

4. Gli alogenuri alchilici (tranne quelli del metano), si classificano in base al tipo di
carbonio della catena carboniosa a cui si lega l'alogeno:
R - CH - X
2
Carbonio primario Alogenuro alchilico primario
R' - CH - R''
Carbonio secondario Alogenuro alchilico secondario
X
-
R'' - C - X
Carbonio terziario Alogenuro alchilico terziario
R'''
-
R'
-
Hanno punti di ebollizione più alti rispetto quelli degli idrocarburi con lo stesso
numero di atomi di carbonio per via dell'alogeno presente nella catena che ha una
massa atomi rispetto l'idrogeno che ha sostituito.
CH F
3 < CH Cl
3
CH Br
3 <
< CH I
3
aumentano le dimensioni dell'alogeno quindi
aumentanto le interazioni dipolo-dipolo

5. La reattività degli alogenuri alchilici è dovuta alla maggiore elettronegatività
dell'atomo di alogeno rispetto all'atomo di carbonio che comporta la polarizzazione
del legame tra i due elementi.
L'atomo di carbonio con parziale carica negativa viene attaccato da
agenti nucleofili e da origine a due tipi di reazione:
- C - X
-
-
δ+ δ-
elemento con parziale o totale
carica negativa o con doppietto
elettronico libero
eliminazione
sostituzione
nucleofila
può avvenire in due meccanismi differenti che
dipende dal tipo di alogenuro alchilico (metilico,
primario...) e dal tipo di nucleofilo forte (OH RO )
o debole (molecole neutre con almeno un
doppietto elettronico disponibile).
- -

6. REAZIONE DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA S 2
Avviene in un solo stadio e prevede la partecipazione contemporanea dell'alogenuro e del
nucleofilo. Per questo si chiama anche sostituzione nucleofila bimolecolare.
I nucleofili forti, come lo ione idrossido (OH ) o lo ione alcossido (RO ), attaccano
l'alogenuro dalla parte opposta dell'alogeno con la formazione di uno stadio di
transizione in cui sia nucleofilo, sia alogenuro, sono parzialmente legati al carbonio.
N
- C - X
-
-
δ+ δ-
+
Nu- Nu- C -
-
-
+ X-
Nu
δ-
... C ... X
δ-
-
-
-
La formazione completa del legame tra nucleofilo e carbonio comporta l'inversione di
configurazione e l'alogeno si allontana sotto forma di anione alogenuro.
- -

7. il processo avviene in uno stadio quindi la velocità di reazione dipende dalla
concentrazione del nucleofilo e dell'alogeno che sono presenti insieme nello
stato di transizione
la reazione decorre più veloce negli alogenuri metallici e primari perchè hanno
un ingombro minore rispetto i secondari e i terziari che ostacolano l'attacco del
nucleofilo che avviene nella parte opposta dell'alogeno
è favorito da nucleofili forti, ovvero dagli anioni poliatomici OH e RO perchè fanno
decorrere la reazione più velocemente
Aspetti rilevanti del meccanismo S 2:
N
- -

8. Primo stadio: è lo stadio lento in cui è coinvolto l'alogenuro e avviene la sostituzione
nucleofila monomolecolare in quanto non si ha la partecipazione del nucleofilo.
Secondo stadio: è lo stadio veloce in cui il carbocatione reagisce con il nucleofilo debole
(molecola neutra con un doppietto elettronico libero) come acqua o alcol.
REAZIONE DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA S 1
N
2
- C - X
-
-
+
C
-
-
-
+ X-
In questa fase si rompe il legame tra carbonio e
alogeno e si forma un carbocatione con l'atomo
di carbonio ibridato sp.
In seguito all'attacco del nucleofilo, il
carbocatione perde un atomo di idrogeno
sotto forma di ione H.
+
+
C
-
-
-
+ Nu - H C
-
-
-
+ H
+
Nu

9. la velocità di reazione è determinata dallo stadio lento e quindi dipende solo dalla
concentrazione dell'alogenuro
la reazione decorre più veloce negli alogenuri terziari perchè danno origine a
carbocationi terziari più stabili di quelli di alogenuri alchilici secondari e primari
è favorito da nucleofili deboli, ovvero da molecole neutre che dispongono di un
doppietto elettronico libero come l'acqua
queste reazioni possono essere accelerate da solventi polari che possono donare i
protoni e che sono quindi in grado di solvatare (circondare) i carbocationi
Aspetti rilevanti del meccanismo S 1:
N

10. REAZIONE DI ELIMINAZIONE
Avviene per effetto di un nucleofilo forte (OH e RO ) che agisce da base sottraendo
all'alogenuro un atomo di idrogeno sotto forma di ione H.
Si ha inoltre il contemporaneo allontanamento dell'atomo o ione di alogeno legato al
carbonio terminale, portando la formazione di un nuovo legame π e quindi la
formazione di un alchene.
+
- -
R - CH - CH
-
-
+
Nu- NuH
+ X -
H X
2 R - CH = CH2 +

11. formula molecolare generale R - OH
Sono composti organici caratterizzati dalla presenza del gruppo funzionale idrossido o
ossidrile -OH legato ad un atomo di carbonio ibridato sp.
Il nome degli alcoli saturi è costituito dal
nome dell'alcano corrispondente in cui la
desinenza -o è sostituita dal suffisso -olo
ALCOLI
2
R è un gruppo alchilico saturo o
insaturo a catena aperta
a partire dal propanolo si verifica
l'isomeria di posizione: la numerazione
deve partire dal carbonio che permette
di assegnare il numero più piccolo al
gruppo -OH
metanolo etanolo propanolo
alcan-olo

12. Il nome degli alcoli insaturi è costituito dal numero
della posizione del legame multiplo, dal nome
dell'idrocarburo insaturo e dal numero della posizione
del gruppo -OH seguito dal suffisso olo
n-idrocarburo-n-olo
Gli alcoli si classificano in base al tipo di carbonio della catena carboniosa a cui si lega il
gruppo ossidrile -OH
R - CH - OH
2
Carbonio primario alcol primario
R' - CH - R''
Carbonio secondario alcol secondario
OH
-
R'' - C - OH
Carbonio terziario alcol terziario
R'''
-
R'
-
Le reazioni di sintesi degli alcoli sono l'idratazione
degli alcheni e la riduzione di aldeidi e chetoni

13. REAZIONE DI IDRATAZIONE DEGLI ALCHENI
Avviene in ambiente acido H ed è una reazione di addizione elettrofila che porta alla
formazione di alcoli secondari e terziari (in base al tipo di carbonio) in accordo con la
regola di Markovnikov.
+
nel primo stadio si ha l’addizione dello ione H al carbonio
del doppio legame con la formazione di un carbocatione;
nel secondo stadio si addiziona l’acqua con la formazione
di un intermedio instabile (alcol protonato) dal quale si
libera un atomo di idrogeno sotto forma di uno ione H .
La reazione avviene in due stadi:
La liberazione dello ione H porta alla ricostruzione del
catalizzatore acido e alla formazione dell’alcol.
+
+
+
C = C - C
-
-
-
-
+
-
H
+
C - C - C
-
-
-
-
-
Carbocatione
-
H
+
H O
+ 2
C - C - C
-
-
-
-
-
-
OH
-
H
+
H
-

14. REAZIONE DI RIDUZIONE DI ALDEIDI E CHETONI
Avviene in presenza di un riducente (molecola o ione che determina l'aggiunta di ioni H )
e porta alla formazione di alcoli primari e secondari (in base al tipo di carbonio).
+
Nel caso degli aldeidi si ha la formazione di
un alcol primario perchè il gruppo aldeico
interessa il carbonio terminale e quindi un
carbonio primario.
Nel caso dei chetoni si ha la formazione di un
alcol secondario perchè il gruppo chetonico
interessa sempre un carbonio interno alla catena
e quindi un carbonio secondario
R - CHO R - CH - OH
2
Aldeide Alcol primario
R - C - R
Chetone Alcol secondario
O
=
R - CH - R
O
=
[H]
[H]
Come riducente si utilizza il litio di alluminio idruro (tetraidruro di Litio e Alluminio) e il sodio
boridruro (tetraidruro di Sodio e Boro) perchè non vanno a colpire il doppio legame e permette
quidni di ottenere l'alcol senza ridurre il doppio legame

15. I punti di ebollizione degli alcoli sono più alti rispetto agli idrocarburi,
agli alogenuri alchilici e agli eteri aventi massa molecolare
corrispondente per via della presenza dei legami a idrogeno. R
O
H
-
-
δ+
δ-
R
O
H
-
-
δ+
δ-
...
Questi legami si formano a causa dell'elevata differenza di elettronegatività tra
idrogeno e ossigeno del gruppo -OH che porta alla formazione di due parziali
cariche elettriche che poi si uniscono in un legame a idrogeno.
La presenza all'interno della molecola del gruppo idrofilo -OH conferisce agli alcoli la
possibilità di formare legami a idrogeno intermolecolari anche con molecole di acqua.
Per questo i primi tre termini sono solubili in acqua mentre nei successivi la solubilità
diminuisce per via del prevalere del gruppo idrofobico sul gruppo idrofilo
metanolo etanolo solubili esanolo insolubile

16. Gli alcoli sono sostanze che possono comportarsi sia da acidi, sia da basi di
Bronsted-Lowry e per uesto vengono detti anfoteri.
Acidi di Bronsted-Lowry
La forza di un acido si esprime attraverso la costante
di dissociazione acida K
ROH + H O RO + H O
Per la presenza del legame O-H fortemente
polarizzato tendono a cedere uno ione H
all'acqua (base) portando alla formazione di uno
ione alcossido RO e dello ione ossonio H O
+
- +
3
3
acido
2
base
- +
base acido
a
[RO ] [H O ]
K =
a
[ROH]
- +
3
A valori bassi della costante di dissociazione
acida corrispondono acidi deboli e da qui
ricaviamo l'ordine di acidità degli alcol:
R - CH - OH
2
alcol primario
R' - CH - R''
alcol secondario
OH
-
R'' - C - OH
alcol terziario
R'''
-
R'
-
< <
Minore ingombro sferico dunque si
idrata più facilmente ed è più stabile

17. Basi di Bronsted-Lowry
Per la presenza di due doppietti elettronici liberi
sull'atomo di ossigeno si comportano da base
condividendo un doppietto elettronico con un
protone H portando alla formazione di un alcol
protonato che libera l'acqua con formazione di un
carbocatione.
Se nella molecola sono presenti sostituenti, l'acidità può diminuire o aumentare
per effetto induttivo:
elettron-attrattori (alogeni)
aumentano l'acidità
elettron-donatori (gruppi
alchilici) diminuiscono l'acidità
+
__
+
R + H O
+
R - O - H + H 2
__ R - O - H
H
-
__
+
Sono basi molto deboli e la maggiore basicità è
dovuta alla maggiore stabilità del carbocatione
che si forma
R - CH - OH
2
alcol primario
R' - CH - R''
alcol secondario
OH
-
R'' - C - OH
alcol terziario
R'''
-
R'
-
< <

18. REAZIONE DI ROTTURA DEL LEGMAE O-H
Avviene con i metalli alcalini che si comportano da base e porta alla formazione di sali
(alcossidi) con lo sviluppo di idrogeno molecolare
2 RO - H + 2 Me 2 ROMe + H 2 (g)
REAZIONE DI ROTTURA DEL LEGMAE C-H
Avviene in presenza di un catalizzatore acido che porta gli alcoli a comportarsi da base
e ad accettare uno ione idrogeno. La più comune è quella di disidratazione che avviene in
presenza di acido solforico come catalizzatore e alla temperatura di 180° per la sintesi
degli alcheni.

19. REAZIONE DI OSSIDAZIONE
Avviene negli alcoli che hanno almeno un atomo di idrogeno legato al carbonio del gruppo
ossidrile (primari e secondari) che possono essere ossidati a composti carbonilici (aldeidi
e chetoni)
Reazione di ossidazione: gli atomi di carbonio di una molecola formano nuovi legami
con atomi di ossigeno di conseguenza aumenta il numero di atomi di ossigeno o
diminuisce il numero di atomi di idrogeno.
Alcol primario Alcol secondario
R - CHO
R - CH - OH
2
Aldeide
Alcol primario
[O]
R - C - R
Chetone
Alcol secondario
O
=
R - CH - R
O
=
[H]
Avviene in presenza di un forte ossidante [O] ovvero di una molecola o ione che in una
reazione redox accetta elettroni o atomi di idrogeno da un riducente

20. POLIOLI / ALCOLI POLIVALENTI
Sono composti che derivano dagli alcani per sostituzione di due o più atomi di idrogeno
con due o più gruppi ossidrili.
Il nome è costituito dal nome dell'alcano
corrispondente e dal suffisso -diolo, -
triolo, tetraolo, pentaolo
I composti con due gruppi alcolici
adiacenti sono detti glicoli
etandiolo
propantriolo esanesolo
CH - OH
2
CH - OH
2
__
CH - OH
2
CH - OH
__
CH - OH
2
__ CH - OH
2
( CH - OH )
__
CH - OH
2
__
4

21. ETERI
Sono composti in cui il gruppo funzionale è l'atomo di idrogeno legato a due gruppi
organici (alchilici o arilici). Le formule molecolari possono essere:
R - O - R' R - O - Ar Ar - O - Ar'
Il nome è formato dai nomi dei due gruppi organici
posti in ordine alfabetico, seguiti dalla parola etere
dietil etere
etil metil etere
fenil metil etere
Si presentano sotto forma di liquidi, incolori e volatili e per via della debole polarità dovuta
all'elettronegatività dell'ossigeno, gli eteri possono formare:
legami intermolecolari
dipolo-dipolo
legami a idrogeno
con l'acqua
punti di ebollizione bassi perchè le
forze attrattive sono deboli
solubilità simile agli alcol che
diminuisce con l'aumentare della
massa molecolare

22. REAZIONI DEGLI ETERI
Gli eteri presentano legami molto forti (carbonio-ossigeno e carbonio-idrogeno) e quindi
sono poco reattivi ma in seguito ad un prolungato riscaldamento e in soluzione acquose
concentrate di acidi alogenidrici (acidi forti HI, HBr) si può avere la rottura del legame
carbonio-ossigeno con la formazione di un alogenuro alchilico e di un alcol primario.
R - O - R' + H - X R - X + R'- OH
l'anione alogenuro X si lega al
carbonio etereo che presenta minore
ingombro sferico
-
Gli eteri ciclici prendono il nome di epossidi o ossirani e sono formati da un anello a tre
termini contente un atomo di ossigeno
C
R
R''
R'''
__
R'
_
C
O
_
_
_
_
_
il termine più semplice è
l'ossido di etilene o ossirano
CH __
_
CH
O
_
2 2

23. Il nome è formato dal numero che indica la
posizione del sostituente, dal nome del
sostituente e dal termine idrossibenzene
Se oltre al gruppo ossidrile sono presenti anche il gruppo aldeico -CHO o
carbossile -COOH, il gruppo ossidrile va considerato un sostituente perchè
il gruppo aldeico e carbossile ha la priorità nell'adozione della desidenza
La presenza del gruppo ossidrile conferisce la proprietà di acido e quindi la possibilità di
formare legami a idrogeno intermolecolari che portano i punti di ebollizione ad essere
più elevati degli idrocarburi. Inoltre possono formare legami a idrogeno con l'acqua, ma
restano poco solubili per via dell'anello aromatico idrofobico.
FENOLI
Sono composti in cui il gruppo idrossido -OH è legato direttamente all'anello benzenico.
Hanno forma molecolare:
Ar - OH
_
OH
idrossibenzene
p-idrossibenzaldeide
acido m-idrossibenzoico
o

24. Si comportano da acidi di Bronsted-Lowry cedendo all'acqua l'atomo di idrogeno del
gruppo ossidrile sotto forma di ione portando alla formazione dello ione fenossido e dello
ione ossonio.
_
OH
+ H O
2
fenolo
_
O
-
+ H O
3
+
ione fenossido
L'acidità dei fenoli è maggiore di quella degli
alcoli perchè nello ione fenossido, la carica è
delocalizzata per risonanza delle posizioni
orto e para dell'anello e quindi lo ione
fenossido è più stabile dello ione alcossido
dove la carica è localizzata sull'ossigeno
Per il loro comportamento acido, i
fenoli reagiscono con basi forti in
reazioni di rottura del legame O - H
formando i fenossidi
REAZIONI DEI FENOLI
_
OH
+ NaOH
fenolo
_
O Na
-
+ H O
2
fenossido di sodio
+