Chimica organica 1

ISOMERIA
Si definiscono isomeri
composti con identica formula
molecolare, ma diversa struttura
(concatenazione degli atomi)
o diversa configurazione // conformazione
(disposizione degli atomi nello spazio)
N.B.
• formula molecolare: quali e quanti atomi sono
presenti nella molecola
• formula di struttura: in che modo questi atomi
sono reciprocamente disposti

Stereoisomeria
composti con atomi reciprocamente legati nello stesso
ordine e sequenza ma DISPOSTI NELLO SPAZIO in modo
diverso
•Isomeri CONFIGURAZIONALI
si interconvertono solo per rottura e riformazione di
legami covalenti.
Sono fisicamente separabili.
Enantiomeri
presenza nella molecola di un atomo CHIRALE
sono immagini speculari non sovrapponibili
Diastereomeri
non sono immagini speculari

CHIRALITA’
si definisce “chirale” una struttura o una molecola
“che assomiglia ad una mano”
la sua IMMAGINE SPECULARE NON E’ IDENTICA,
NON E’ SOVRAPPONIBILE

Enantiomeri e Diastereomeri
2,3-dibromopentano
1-2, 3-4 coppie di enantiomeri, differiscono per la disposizione dei
gruppi legati al centro chirale. Questa disposizione dei
gruppi è detta configurazione del centro chirale.
Gli ENANTIOMERI sono isomeri configurazionali e hanno
configurazioni opposte
1-4, 1-3, 2-3, 2-4 coppie di DIASTEREOMERI

Nomenclatura, Sistema D,L
Ponendo arbitrariamente in alto il
gruppo aldeidico (CHO) corrispondente
all'atomo di carbonio con numero di
ossidazione più elevato
A destra rispetto all'osservatore il
gruppo ossidrilico, si assegna
arbitrariamente la configurazione D.
Esso è perciò denominato aldeide D (+)glicerica.

Importanza biologica della chiralità
• Enantiomeri opposti possono avere funzioni diverse
R-Limonene (arancia) S-Limonene (limone)
• Interazione tra molecole chirali (recettore-ligando)
Esempio: CHIRALITA’ e ODORI

Chiralità e Odori
ODORE DI MENTA ODORE DI ANICE
I siti recettoriali olfattivi sono CHIRALI

GLI IDROCARBURI
CONTENGONO SOLO CARBONIO ED IDROGENO
VENGONO DISTINTI IN TRE CLASSI
1. SATURI: SOLO LEGAMI SEMPLICI C-C
SE SATURI ED ACICLICI: ALCANI
SE SATURI E CICLICI: CICLOALCANI
2. INSATURI: CON LEGAMI MULTIPLI C=C, C=C C≡C
3. AROMATICI: CICLICI ED INSATURI- SIMILI AL BENZENE.

ALCANI (ibridazione ibridazione sp3) sp3
FORMANO UNA SERIE OMOLOGA, IN CUI OGNI TERMINE DIFFERISCE
DAL SUCCESSIVO PER UNA QUANTITÀ COSTANTE (-CH2-) HANNO FORMULA
GENERALE CnH2n+2 2n+2 .
etano butano

CICLOALCANI
I CICLOALCANI SONO IDROCARBURI SATURI I CUI ATOMI DI
CARBONIO FORMANO ALMENO UN ANELLO. UN ESEMPIO È IL
CICLOESANO:
ciclo-propano
ciclo propano
ciclo-butano ciclo butano ciclo-pentano
ciclo pentano ciclo-esano ciclo esano

PROPRIETÀ FISICHE
• SSONO MOLECOLE APOLARI
• NNON SI SCIOLGONO IN ACQUA
• SSONO TENUTE INSIEME DA FORZE DI VAN DER WAALS, CHE
AUMENTANO CON LA DIMENSIONE DELLA MOLECOLA.

PROPRIETÀ FISICHE
IIL PUNTO D’EBOLLIZIONE (P.E.) DEGLI IDROCARBURI AUMENTA
DI 20-30° PER OGNI ATOMO DI C AGGIUNTO ALLA CATENA.
DA C1 A C4 SONO GASSOSI; TRA C5-C17 SONO LIQUIDI,
DA C18 IN SU SONO SOLIDI
• GGLI ISOMERI RAMIFICATI HANNO P.E. PIU' BASSI: SONO
MOLECOLE PIÙ SIMILI ALLA SFERA, CON UNA MINOR
SUPERFICIE RELATIVA. QUINDI LE FORZE DI VAN DER WAALS
SONO MINORI

ALCHENI
o idrocarburi etilenici o olefine
(ibridazione
ibridazione sp2) sp2
• HANNO ALMENO UN DOPPIO LEGAME
• HANNO FORMULA GENERALE CnH2n 2n
Etene

ALCHENI CICLICI

ISOMERIA CIS-TRANS
CIS TRANS
LA ROTAZIONE INTORNO AL DOPPIO LEGAME E’ E IMPEDITA.
SE IL LEGAME SI SPEZZA, GLI ISOMERI SI RICONVERTONO
Per la biochimica: il β-carotene e la Rodopsina

PROPRIETÀ FISICHE
POSSONO SIMILI A QUELLE DEGLI ALCANI
CON P.D’EBOLLIZIONE UN PO' PIÙ BASSO
DENSITÀ UN PO' PIÙ ALTA
• GLI ISOMERI CIS HANNO UN PICCOLO MOMENTO DIPOLARE
• IL DOPPIO LEGAME ASSORBE LA LUCE ULTRAVIOLETTA E
QUELLA INFRAROSSA.

ALCOLI e FENOLI
GLI ALCOLI HANNO FORMULA GENERALE R-OH OH
UNA MOLECOLA D’ACQUA SOSTITUITA.

CLASSIFICAZIONE

I LEGAMI IDROGENO
• I PUNTI DI EBOLLIZIONE E FUSIONE DEGLI ALCOLI SONO MOLTO PIU’
ALTI DEGLI IDROCARBURI CORRISPONDENTI.
• IL LEGAME O-H O H E’ E FORTEMENTE POLARIZZATO E L’H HA UNA PARZIALE
CARICA POSITIVA CHE GLI CONSENTE DI STABILIRE INTERAZIONI
DEBOLI DI TIPO PONTE-H PONTE H CON LE MOLECOLE VICINE. VICINE
• QUESTO SPIEGA LA MISCIBILITA DEGLI ALCOLI PIU’ LEGGERI CON
L’ACQUA

ALDEIDI e CHETONI
contengono il gruppo CARBONILE
• Nelle aldeidi è su un carbonio primario
• Nei chetoni è su un carbonio secondario

Il gruppo carbonile
Il legame C=O è molto polarizzato:
ed il C è soggetto ad attacchi nucleofili
• La polarità delle meolecole ne diminuisce la volatilità rispetto
agli acani corrispondenti
Le molecole non possono
fare legami H ma
possono riceverli
(ad esempio dall’acqua)

ACIDI CARBOSSILICI
- Prendono desinenza: -oico

Proprietà fisiche
• I primi termini della serie sono liquidi incolori con odori
pungenti o sgradevoli.
• Composti polari e, come gli alcoli, formano legami
idrogeno con se stessi o con altre molecole.
• Di conseguenza: punti di ebollizione elevati, più elevati
degli alcoli di pari peso molecolare.
[es. l'acido acetico e l'alcol propilico hanno lo stesso peso
formula (60) e bollono rispettivamente a 118°C e 97°C].

Proprietà fisiche
Gli acidi carbossilici formano dimeri nei quali le due unità sono
tenute saldamente insieme da due legami idrogeno:

Acidità
Gli acidi carbossilici si dissociano nell'acqua per formare un
anione carbossilato e uno ione idronio.
Occorre ricordare che, quanto più è grande il valore di Ka,
o più piccolo il valore di pKa, tanto più forte è l'acido:

Risonanza
La carica negativa è egualmente dispersa sui due atomi di ossigeno,
quindi ogni atomo di ossigeno dello ione carbossilato ne porta
soltanto la metà.
Nell'acido formico i due legami carbonio-ossigeno hanno lunghezze
diverse, mentre nel formiato di sodio i legami carbonio-ossigeno
dello ione sono identici.

Esteri
Derivano dagli acidi per sostituzione del gruppo OH con un
gruppo OR e danno origine al profumo di molti frutti e fiori.
La nomenclatura è analoga a quella dei sali: prima si mette il
nome della componente acida, con la desinenza -ico cambiata
in -ato, poi quello del radicale R del gruppo -OR.

Ammidi
Le ammidi, fra i derivati degli acidi carbossilici, sono quelli meno
reattivi e sono largamente diffuse in natura.
Le ammidi più importanti sono le proteine.

Le ammidi hanno geometria piana
e, sebbene il legame carbonio-azoto venga comunemente scritto
come legame semplice, la rotazione risulta parzialmente impedita.
La risonanza fa si che il legame carbonio-azoto si comporti come
legame doppio. Quindi l'azoto, il carbonio carbonilico e gli atomi
ad essi legati giacciono sullo stesso piano. legame semplice
carbonio-azoto (che è di circa 1,47A).

Come si può dedurre dalla forma di risonanza dipolare, le ammidi
sono composti altamente polari e danno forti interazioni di tipo
ponte H.
La geometria delle ammidi e la possibilità di instaurare ponti
H sono alla base delle strutture secondarie e terziarie di
tutte le proteine e quindi delle loro funzioni specifiche.

Ammine
vengono classificate come Ammine primarie
• Ammine secondarie
• Ammine terziarie
• Gli elettroni dell'atomo di N sono ibridati sp3, e la
molecola ha forma piramidale.

Proprietà fisiche
• Le ammine sono generalmente liquide eccetto la
metil- e dimetil-ammina, che sono gassose.
• I punti di ebollizione sono molto superiori a
quelli dei corrispondenti alcani, ma inferiori a
quelli degli alcoli. I legami idrogeno N-H...N
sono piu' deboli di quelli O-H...O
• Le ammine I, II e III possono formare legami H
con l'acqua, e le ammine fino a 5-6 atomi di C
sono molto solubili in acqua.

Termina
Da capo

Le molecole chirali (tra cui gli isomeri configurazionali) sono tra
loro nello stesso rapporto speculare che esiste tra la mano destra e
quella sinistra
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TABELLA DEI PRIMI DIECI ALCANI
NON RAMIFICATI
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Costanti di acidità
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