Valitutti, Taddei, Maga, Macario - Zanichelli

1 Valitutti, Taddei, Maga, MacarioCarbonio, metabolismo, biotechChimica organica, biochimica e biotecnologie Capitolo A2 Dai gruppi funzionali ai gruppi , fenolied reazioni di alcoli e e acidi carbossilici e i loro e polimeri di sintesiValituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 20205I gruppi funzionaliLa particolare reattivit di molecole come gli alcheni, per esempio, dovuta alla presenza del doppio legame, che costituisce un centro di reattivit ,definito gruppo funzionale .Un gruppo funzionale un atomo o un gruppo di atomi che conferisce una particolare reattivit alla molecola di cui fa molecole che contengono uno stesso gruppo funzionale costituiscono una classe di al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 20206I gruppi funzionaliValituttiet al.

2 , Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 20207 Gli alogenoderivatiGli alogenoderivati, o alogenuri organici, si ottengono per sostituzione di uno o pi atomi di idrogeno di un idrocarburo con altrettanti atomi di un alogeno (F, Cl, Br, ecc.). Si distinguono in alogenuri alchilicie definiti primari, secondario terziari, in base a quanti gruppi R sono presenti sul carbonio che lega l al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 20208 Gli alogenoderivatiLa nomenclatura IUPAC considera gli alogenoderivati composti derivati degli alcani in cui l atomo di alogeno ha sostituito un atomo di idrogeno:La loro reattivit legata alla polarizzazione del legame C + X e alla possibilit di procedere verso una reazione di sostituzione, SN, o una reazione di eliminazione, E.

3 Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 20209 Gli alogenoderivatiSia nella sostituzione sia nell eliminazione, il meccanismo di reazione pu essere bimolecolare o meccanismobimolecolare(SN2ed E2) i due reagentireagiscono in un unico al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202010 Gli alogenoderivatiNel meccanismo monomolecolare(SN1ed E1) la reazione si svolge in due stadi. Il passaggio pi lento consiste nella formazione di un carbocatione l alogenuro alchilico primario, il meccanismo di reazione bimolecolare, per il terziario monomolecolare, per il secondario possono esserlo al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202011 Alcoli, fenoli ed eteriSostituendo uno degli atomi di idrogeno di un idrocarburo con il gruppo ossidrile OH, si ottengono gli alcoli.

4 Il nome si ricava da quello del corrispondente idrocarburo sostituendo l ultima vocale con il suffisso -olo. Se su uno stesso scheletro molecolare sono inseriti due, tre o pi gruppi alcolici, il suffisso diventa -diolo, al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202012 Alcoli, fenoli ed eteriI fenolihanno l ossidrile legato direttamente al carbonio dell anello aromatico. Nella nomenclatura IUPAC vengono denominati in base alle regole dei composti aromatici , ma come radice impiegato il termine -fenolo; il gruppo OH, considerato come sostituente, chiamato -idrossi. Si usano in genere i nomi al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202013 Alcoli, fenoli ed eteriGli etericontengono un atomo di ossigeno che lega due gruppi alchilici o arilici.

5 Come nomenclatura, si premettono alla parola eterei nomi, in ordine alfabetico, dei due raggruppamenti legati all ossigeno. Negli eteri pi complessi conviene identificare, in base al sistema IUPAC, il gruppo OR, come gruppo al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202014 Alcoli, fenoli ed eteriA parit di massa molecolare, gli alcoli e i fenolihanno puntidi ebollizionepi elevati sia degli idrocarburi sia degli primi tre termini della serie sono solubiliin acqua, poi la solubilit diminuisce perch prevale il carattere idrofobico della catena l acqua, gli alcoli sono acidimolto deboli con valori di Kacompresi tra 10 16 e 10 19. I fenoli, invece, sono circa un milione di volte pi acidi degli al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202015Le reazioni di alcoli e fenoliGli alcoli danno reazioni di sostituzione nucleofila, comela reazione tra alcol ter-butilico e acido Si ha la protonazionedell alcol protonato si stacca la molecola d acqua e si forma un intermedio di reazione, ossia un carbocationeviene attaccato dal nucleofilo e si forma cos un alogenuro alchilico chiamato cloruro di ter-butileValituttiet al.

6 , Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202016Le reazioni di alcoli e fenoliGli alcoli con l acido solforico, H2SO4, concentrato, a 180 C, danno una reazione di disidratazione e si forma un alchene, con meccanismo E1 o E2. Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202017Le reazioni di alcoli e fenoliGli alcoli primarisono ossidati prima ad aldeidi e poi ad acidi carbossilici; gli alcoli secondarisono invece ossidati a i fenolisi ossidano facilmente: il prodotto che si ottiene appartiene alla categoria dei al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202018 Aldeidi e chetoniIl gruppo funzionale caratteristico delle aldeidie dei chetoni il carbonile. Nelle aldeidi lega un atomo di idrogeno e un residuo R (o Ar), mentre nei chetoni lega due residui R (o Ar).

7 Il carbonio del gruppo carbonilico ibridato punti di ebollizionesono pi alti di quelli degli idrocarburi di massa molecolare equivalente. Aldeidi e chetoni a basso peso molecolare sono molto solubiliin al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202019 Aldeidi e chetoniIl nome delle aldeidideriva da quello dell alcano a cui corrispondono sostituendo alla -ofinale il suffisso -ale; nei chetoni, invece, il suffisso -one. Se il gruppo CHO legato a un anello, si aggiunge il suffisso -carbaldeide al nome dell al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202020 Aldeidi e chetoniLa reazione caratteristica di aldeidi e chetoni l addizionenucleofila. Il meccanismo con cui procede :Quando il gruppo CHOdi un aldeide reagisce con il gruppo OHdi un alcol il prodotto che si forma un al.

8 , Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202021 Aldeidi e chetoniIn presenza di un eccesso di alcol, la reazione pu procedere e portare alla formazione di un acetale; per esempio, perl etanale si ha:Tutti i passaggi sono chetoni reagiscono in maniera analoga formando gli emichetalie i al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202022 Aldeidi e chetoniPer ossidazionedelle aldeidi si ottiene un acido carbossilico. I chetoni si ossidano solo in condizioni drastiche che portano alla rottura dei legami carbonio-carbonio. Nel saggio di Tollens l acetaldeide ossidata ad acido acetico mentre l acetone non le aldeidi sia i chetoni con LiAlH4o NaBH4possono formare per riduzionerispettivamente, alcoli primari o secondari. Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202023 Gli acidi carbossilici e i loro derivatiIl gruppo carbossilico caratteristico degli acidi carbossiliciproviene idealmente dalla fusione del gruppo carbonile e del gruppo nomi IUPAC derivano da quello dell alcano corrispondente in cui si sostituisce alla -ofinale il suffisso -oico; si premette poi il termine acido.

9 Nei nomi correnti si usano le lettere greche , , .Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202024 Gli acidi carbossilici e i loro derivatiGli acidi carbossilici presentano punti di ebollizioneabbastanza alti. Solo i primi tre sono solubiliin acidi grassi, diffusi in natura, sono caratterizzati da una lunga catena carboniosa non ramificata costituita da un numero pari di atomi di natura si trovano anche acidi bicarbossilici, come l acido ossalico (HOOC COOH), e idrossiacidi, come l acido lattico (CH3 CHOH COOH).Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202025 Gli acidi carbossilici e i loro derivatiGli acidi carbossilici sono pi acididei fenoli e ancora di pi degli alcoli; perch lo ione carbossilato, una base debole, stabilizzato dalla risonanza.

10 Quanto maggiore il numero dei gruppi elettron-attrattori, come nell acido tricloroacetico, tanto maggiore la tendenza a liberare H+e quindi la forza dell nome dell anionecarbossilatosi ottiene cambiando la desinenza -icodell acido in al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202026 Gli acidi carbossilici e i loro derivatiDagli acidi carbossilici si ottengono, per reazione con opportuni reagenti, altri composti chiamati derivati degli reazione che li accomuna una sostituzione nucleofila acilica, che avvienein due stadi:Valituttiet al., Chimica organica, biochimica e biotecnologie Zanichelli editore 202027 Esteri e saponiQuando un acido carbossilico e un alcol sono riscaldati insieme si ha la formazione di un esteree di acqua. La reazione, nota come esterificazione di Fischer, catalizzata da acidi forti e tutti gli stadi sono reversibili:La reazione inversa all esterificazione detta esteri a basso peso molecolare hanno odore gradevole; a loro si deve l aroma della frutta e il profumo dei al.