Indice 1 Aspetti generali della chimica organica . . . . . . . . 1.1 Che cos’è la chimica organica . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Struttura dell’atomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 La tavola periodica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Livelli energetici e orbitali atomici. . . . . . . .3 Forma degli orbitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Distribuzione degli elettroni . . . . . . . . . . . . .5 Energie relative degli orbitali atomici . . . . 1.3 Formazione dei legami: teoria del legame di valenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Legami chimici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Mappe di potenziale elettrostatico. . . . . . . .3 Classificazione dei legami chimici . . . . . . . Legame ionico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Legame covalente omopolare . . . . . . . . . . . Legame covalente eteropolare. . . . . . . . . . . Legame covalente dativo. . . . . . . . . . . . . . . . Legame metallico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Legami intermolecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Formazione dei legami: teoria degli orbitali molecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Formazione di orbitali di legame e di antilegame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Ordine di legame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Confronto tra teoria del legame di valenza e teoria degli orbitali molecolari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Perché il carbonio è un atomo speciale . . . . . . .1 Legami chimici del carbonio . . . . . . . . . . . . .2 Legami del carbonio con se stesso e con gli altri atomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Altri partner del carbonio . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Rappresentazione di una struttura organica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Strutture di Lewis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Strutture di Kekulé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Strutture condensate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Strutture segmentate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Strutture tridimensionali . . . . . . . . . . . . . . . 1.7 Teoria della risonanza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Regole per scrivere le formule di risonanza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XI 1 3 4 5 5 7 8 9 Approfondimento 1.1 Elettronegatività. . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 1.2 Momento dipolare ¶ . . . . . . . . . . Approfondimento 1.3 Calcolo della carica formale di un atomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 1.4 Stati di ibridazione dell’atomo di carbonio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 1.5 Come si scrive una struttura di Lewis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 11 12 14 14 15 16 17 17 18 2 Fondamenti di reattività chimica . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Simbologia e definizioni connesse con la scrittura delle reazioni . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Possibili meccanismi coinvolti nelle reazioni di composti organici. . . . . . . . . . .1 Reazioni che prevedono un meccanismo polare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni che prevedono un meccanismo radicalico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Reazioni che prevedono un meccanismo periciclico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Classificazione delle reazioni . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazioni di sostituzione . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni di addizione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Reazioni di eliminazione. . . . . . . . . . . . . . . . .4 Reazioni di trasposizione . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Aspetti termodinamici delle reazioni organiche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Aspetti cinetici delle reazioni organiche. . . . . 2.6 Acidi e basi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Acidi e basi secondo Arrhenius. . . . . . . . . . .2 Acidi e basi secondo Brønsted-Lowry. . . . .3 Fattori che influenzano l’acidità e la basicità. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ingombro sterico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Natura del solvente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Acidi e basi secondo Lewis . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Elettrofili e nucleofili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 20 23 24 24 25 25 31 32 32 34 34 35 35 36 37 Approfondimento 2.1 Equazione di Klopman-Salem e metodo perturbazionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 2.2 Teoria “Hard and Soft, Acids and Bases” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 16 27 29 33 39 41 43 43 45 47 47 47 48 50 50 51 55 59 59 60 62 65 66 71 73 42 77 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XII 3 Alcani e cicloalcani. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Struttura elettronica degli alcani . . . . . . . . . . . 3.2 Isomeri di struttura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Radicali alchilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Nomenclatura IUPAC degli alcani ramificati. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Proprietà fisiche degli alcani. . . . . . . . . . . . . . . . .1 Punto di ebollizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Punto di fusione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Solubilità. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6 Conformazioni degli alcani . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7 Fonti naturali di alcani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8 Reattività degli alcani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Ossidazione degli alcani: combustione. . .2 Alogenazione degli alcani . . . . . . . . . . . . . . Meccanismo della reazione di alogenazione degli alcani . . . . . . . . . . 3.9 Struttura elettronica dei cicloalcani. . . . . . . . 3.10 Stabilità dei cicloalcani. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.11 Ciclopropano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.12 Ciclobutano e ciclopentano . . . . . . . . . . . . . . . 3.13 Conformazioni del cicloesano . . . . . . . . . . . . . 3.14 Cicloesani monosostituiti . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.15 Cicloesani disostituiti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 81 83 85 86 91 91 93 93 94 100 102 102 102 104 108 109 111 112 113 118 120 123 124 Approfondimento 3.1 Tensione torsionale. . . . . . . . . . . 97 Approfondimento 3.2 Tensione sterica . . . . . . . . . . . . . . 98 Approfondimento 3.3 Analisi conformazionale dei cicloesani disostituiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4 Isomeria e stereoisomeria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Isomeria: isomeri costituzionali e stereoisomeri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Chiralità molecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Simmetria e chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Centri di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Enantiomeri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Composti ciclici contenenti un centro di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Nomenclatura degli enantiomeri: regole di Cahn-Ingold-Prelog e notazioni R/S . . . . . 4.4 Proiezioni di Fischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Attività ottica degli enantiomeri . . . . . . . . . . . . .1 Misura dell’attività ottica: polarimetro . . .2 Potere rotatorio specifico . . . . . . . . . . . . . . . .3 Miscela racemica e purezza ottica . . . . . . . 4.6 Molecole con due o più centri di chiralità . . . .1 Molecole chirali con due centri di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XII 127 129 130 130 133 135 137 139 144 148 148 150 150 151 152 Forme eritro e treo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Proiezioni di Fischer di composti con più centri di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . .3 Molecole achirali con due centri di chiralità: forme meso. . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Composti ciclici contenenti due centri di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Molecole con doppi legami e centri di chiralità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Configurazione assoluta e relativa . . . . . . . . . . 4.8 Separazione di enantiomeri: risoluzione . . . . .1 Risoluzione per mezzo di sali diastereoisomeri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Risoluzione per mezzo di enzimi . . . . . . . . .3 Risoluzione mediante cromatografia . . . . Glossario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 4.1 Elementi di simmetria: centro di inversione e asse di rotazione semplice (o proprio). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 4.2 Regole per manipolare le proiezioni di Fischer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 4.3 Equilibri conformazionali in soluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 4.4 Derivati disostituiti del cicloesano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 4.5 Diffrattometria a raggi X . . . . . . 5 Alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Struttura elettronica degli alcheni . . . . . . . . . . 5.2 Nomenclatura IUPAC degli alcheni . . . . . . . . 5.3 Proprietà fisiche degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Isomeria geometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Notazione cis/trans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Notazione E/Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Stabilità degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Preparazione degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Fonti industriali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Deidroalogenazione degli alogenuri alchilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Disidratazione degli alcoli . . . . . . . . . . . . . . .4 Riduzione degli alchini . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7 Reattività degli alcheni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Addizioni ioniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di acidi alogenidrici . . . . . . . . . . Addizione di acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di bromo e cloro . . . . . . . . . . . . . Formazione di aloidrine . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Addizioni radicaliche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di acido bromidrico . . . . . . . . . . 153 154 155 157 161 166 167 169 169 170 172 174 132 145 158 163 167 183 185 186 188 189 189 190 191 193 193 194 194 194 195 195 195 201 203 208 208 208 13/09/11 15:52 Indice Alogenazione allilica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Addizioni concertate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di carbeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione con peracidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di idrogenazione . . . . . . . . . . . . . . Reazione di Heck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di idroborazione/ossidazione . . Reazione di 1,2-diossidrilazione. . . . . . . . . Scissione ossidativa del doppio legame C–C con KMnO4. . . . . . . . . . . . . Scissione ossidativa del doppio legame C–C con ozono . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.1 Interconversione E/Z degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.2 Calore di combustione. . . . . . . . Approfondimento 5.3 Calore di idrogenazione. . . . . . . Approfondimento 5.4 Carbocationi in soluzione . . . . . Approfondimento 5.5 Attacco dei nucleofili al carbocatione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.6 Meccanismo dell’addizione di acqua agli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.7 Meccanismo dell’addizione di bromo e cloro agli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.8 Reazione del bromo con cicloalcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.9 Addizione del bromo ad alcheni stereoisomerici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.10 Meccanismo della reazione di formazione delle aloidrine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.11 Meccanismo dell’addizione dell’acido bromidrico agli alcheni in presenza di perossidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.12 Meccanismo della bromurazione allilica con N-bromosuccinimmide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.13 Meccanismo della reazione di addizione del diclorocarbene agli alcheni . . . . . . Approfondimento 5.14 Meccanismo della reazione di epossidazione degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.15 Meccanismo della reazione di idrogenazione degli alcheni catalizzata dal palladio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 5.16 Addizione ossidativa. . . . . . . . . Approfondimento 5.17 Eliminazione riduttiva . . . . . . . Approfondimento 5.18 Qual è il motivo dell’addizione sin dei due gruppi ossidrilici agli alcheni nella reazione con tetrossido di osmio? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XIII XIII 211 212 213 215 216 219 220 221 223 223 225 227 191 192 192 196 197 203 204 206 207 209 210 212 214 216 217 218 218 222 Approfondimento 5.19 Meccanismo della reazione di ozonolisi degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 6 Alchini. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Struttura elettronica degli alchini. . . . . . . . . . . 6.2 Nomenclatura IUPAC degli alchini. . . . . . . . . 6.3 Proprietà fisiche degli alchini. . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Preparazione degli alchini. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Fonti industriali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazione degli acetiluri metallici con gli alogenuri alchilici . . . . . . . . . . . . . . . .3 Deidroalogenazione dei dialogenuri vicinali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Reattività degli alchini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Acidità degli alchini terminali. . . . . . . . . . . .2 Addizioni ioniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di acidi alogenidrici . . . . . . . . . . Addizione di acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di bromo e cloro . . . . . . . . . . . . . .3 Addizioni concertate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di idrogenazione . . . . . . . . . . . . . . Reazione di idroborazione/ossidazione . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.1 Alcune applicazioni sintetiche degli anioni acetiluro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.2 Meccanismo della reazione di addizione degli acidi alogenidrici agli alchini . . . Approfondimento 6.3 Carbocatione vinilico: struttura, stabilità e reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.4 Meccanismo dell’addizione di acqua agli alchini in ambiente acido . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.5 Isomerizzazione degli enoli a chetoni in ambiente acido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.6 Meccanismo dell’addizione di bromo agli alchini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 6.7 Meccanismo della reazione di idrogenazione degli alchini catalizzata dal palladio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Alogenuri alchilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Struttura elettronica degli alogenuri alchilici 7.2 Nomenclatura IUPAC degli alogenuri alchilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Proprietà fisiche degli alogenuri alchilici . . . . 7.4 Preparazione degli alogenuri alchilici . . . . . . . 7.5 Reattività degli alogenuri alchilici . . . . . . . . . . .1 Sostituzione nucleofila alifatica . . . . . . . . . Meccanismi della sostituzione nucleofila alifatica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 235 236 237 238 238 238 238 238 239 240 240 243 245 246 246 248 251 252 239 241 242 243 244 245 247 259 261 262 265 266 267 267 269 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XIV Competizione tra SN1 ed SN2. . . . . . . . . . . . .2 Eliminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meccanismi della b-eliminazione . . . . . . . Competizione tra E1 ed E2. . . . . . . . . . . . . . Competizione tra sostituzione nucleofila e b-eliminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meccanismi della a-eliminazione . . . . . . . .3 Formazione di composti organometallici Formazione di composti alchillitio . . . . . . Formazione di composti alchilmagnesio Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.1 Coppie ioniche nelle reazioni di sostituzione nucleofila monomolecolare . . . . . . . Approfondimento 7.2 Fattori che influenzano l’andamento della sostituzione nucleofila monomolecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.3 Costante dielettrica . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.4 Stabilità dei carbocationi allilico e benzilico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.5 Fattori che influenzano la sostituzione nucleofila bimolecolare . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.6 Come si spiega la regiochimica dell’eliminazione monomolecolare?. . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 7.7 Come si spiega la regiochimica dell’eliminazione bimolecolare? . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Alcoli e tioli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Struttura elettronica degli alcoli . . . . . . . . . . . . 8.2 Nomenclatura IUPAC degli alcoli . . . . . . . . . . 8.3 Proprietà chimico-fisiche degli alcoli . . . . . . . 8.4 Preparazione degli alcoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazione dei composti carbonilici con i reattivi di Grignard. . . . . . . . . . . . . . . . .2 Generalità sulle reazioni di ossidoriduzione in chimica organica . . .3 Riduzione dei composti carbonilici con idruri metallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Idrogenazione catalitica dei composti carbonilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5 Reattività degli alcoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazioni acido-base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni che comportano la rottura del legame carbonio-ossigeno . . . . . . . . . . . Reazioni degli alcoli con gli acidi alogenidrici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione degli alcoli con cloruro di tionile e alogenuri del fosforo . . . . . . Trasformazione degli alcoli in esteri solfonici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XIV 285 287 287 295 296 298 299 299 299 301 302 272 273 275 275 279 290 293 309 311 312 313 317 318 320 324 325 325 326 327 328 329 330 Reazioni di eliminazione: disidratazione degli alcoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Reazioni che non comportano la rottura del legame carbonio-ossigeno . . . . . . . . . . . Trasformazioni degli alcoli in esteri . . . . . .4 Ossidazione degli alcoli. . . . . . . . . . . . . . . . . Ossidazione di alcoli primari ad aldeidi. . Ossidazione di alcoli primari ad acidi carbossilici e alcoli secondari a chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6 Struttura elettronica dei tioli . . . . . . . . . . . . . . 8.7 Nomenclatura IUPAC dei tioli . . . . . . . . . . . . 8.8 Proprietà chimico-fisiche dei tioli. . . . . . . . . . 8.9 Acidità dei tioli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.10 Preparazione dei tioli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.11 Reattività dei tioli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 8.1 Alcoli di interesse pratico . . . . . Approfondimento 8.2 Numero di ossidazione dei composti organici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 8.3 Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione organiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 8.4 Aspetti stereochimici delle reazioni di sostituzione nucleofila sugli alcoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 8.5 Perché gli alcoli in presenza di acido solforico eliminano una molecola d’acqua e con acidi alogenidrici danno il prodotto di sostituzione?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 8.6 Ossidazione blanda di alcoli primari e secondari rispettivamente ad aldeidi e chetoni: la reazione di ossidazione di Swern . . . . Approfondimento 8.7 Determinazione del tasso alcolico nel sangue attraverso il test del palloncino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Eteri ed epossidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 Struttura elettronica degli eteri . . . . . . . . . . . . . 9.2 Nomenclatura IUPAC degli eteri . . . . . . . . . . . 9.3 Proprietà chimico-fisiche degli eteri . . . . . . . . 9.4 Basicità degli eteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.5 Preparazione degli eteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Disidratazione intermolecolare di alcoli: sintesi di eteri simmetrici . . . . . . . . . . . . . . . Meccanismo della formazione di eteri simmetrici per disidratazione intermolecolare di alcoli. . . . . . . . . . . . . . .2 Sintesi di Williamson degli eteri. . . . . . . . . 9.6 Reattività degli eteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 338 339 340 340 341 345 345 346 347 348 348 350 352 316 322 323 332 337 343 344 361 363 363 365 366 366 366 367 367 370 13/09/11 15:52 Indice .1 Scissione degli eteri con acidi alogenidrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.7 Eteri corona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.8 Struttura elettronica degli epossidi . . . . . . . . 9.9 Nomenclatura IUPAC degli epossidi. . . . . . . 9.10 Preparazione degli epossidi. . . . . . . . . . . . . . . . .1 Epossidazione degli alcheni. . . . . . . . . . . . . .2 Formazione di epossidi a partire dalle aloidrine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.11 Reattività degli epossidi: apertura dell’anello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazioni di apertura degli epossidi acido-catalizzate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni di apertura degli epossidi base-catalizzate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV 371 373 374 374 375 375 376 377 377 380 386 387 Approfondimento 9.1 Uso degli eteri come additivi nelle benzine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 Approfondimento 9.2 Uso degli eteri come anestetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 Approfondimento 9.3 Sintesi di dioli vicinali a partire da alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 10 Ammine alifatiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1 Nomenclatura IUPAC delle ammine . . . . . .1 Ammine primarie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Ammine secondarie . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Ammine terziarie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Sali di ammonio quaternari . . . . . . . . . . . .5 Gruppo amminico come sostituente. . . .6 Arilammine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Ammine eterocicliche . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2 Struttura elettronica dell’azoto. . . . . . . . . . . 10.3 Ammoniaca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazione tra ammoniaca e acidi . . . . . . . .2 Reazioni dell’ammoniaca . . . . . . . . . . . . . 10.4 Proprietà delle ammine . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Punto di ebollizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Solubilità in acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Basicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Nucleofilia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5 Preparazione delle ammine . . . . . . . . . . . . . . .1 Alchilazione diretta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Sintesi di Gabriel di ammine primarie . Meccanismo della sintesi di Gabriel . . . .3 Ammino-deidrossilazione. . . . . . . . . . . . . .4 Ammine via reazione di riduzione . . . . . Riduzione di nitrili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Riduzione di ammidi . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XV 395 397 397 397 397 399 399 400 400 401 403 403 403 405 406 407 407 411 412 412 412 414 415 415 415 416 Riduzione di ossime . . . . . . . . . . . . . . . . . . Riduzione di azidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Amminazione riducente di aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Trasposizione di Hofmann. . . . . . . . . . . . .7 Trasposizione di Curtius . . . . . . . . . . . . . . 10.6 Reattività delle ammine . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Eliminazione di Hofmann . . . . . . . . . . . . .2 Eliminazione di Cope. . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Trasposizione di Beckmann. . . . . . . . . . . .4 Reazione con acido nitroso: i sali di diazonio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di ammine primarie con acido nitroso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di ammine secondarie con acido nitroso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di ammine terziarie alifatiche con acido nitroso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di ammine aromatiche con acido nitroso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.1 Azoto e sua ibridazione . . . . . . Approfondimento 10.2 Ammoniaca e acqua . . . . . . . . . Approfondimento 10.3 Processo di Raschig . . . . . . . . . Approfondimento 10.4 Ammine di interesse pratico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.5 Nucleofilia ed elettronegatività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.6 Test di Hinsberg . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.7 Enammine come nucleofili. . . Approfondimento 10.8 Meccanismo della trasposizione di Hofmann. . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.9 Sintesi di acilazidi . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.10 Fototrasposizione di Curtius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.11 Meccanismo dell’eliminazione di Hofmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.12 Reazioni delle ammine terziarie con il litio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.13 Meccanismo della trasposizione di Beckmann. . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 10.14 Ammine presenti in natura. . 11 Aldeidi e chetoni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Struttura elettronica di aldeidi e chetoni . . 11.2 Nomenclatura IUPAC di aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Proprietà chimico-fisiche di aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 417 418 420 421 424 425 427 428 430 430 431 431 431 434 436 402 404 405 409 411 413 419 421 423 423 426 428 429 432 447 449 450 453 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XVI 11.4 Preparazione di aldeidi e chetoni . . . . . . . . . .1 Preparazione di aldeidi e chetoni da acidi carbossilici e derivati . . . . . . . . . Preparazione da acidi carbossilici. . . . . . Preparazione da cloruri degli acidi carbossilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preparazione da esteri . . . . . . . . . . . . . . . . Preparazione da ammidi . . . . . . . . . . . . . . .2 Preparazione di aldeidi e chetoni da nitrili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5 Reattività di aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . .1 Reazione di addizione nucleofila al doppio legame carbonilico . . . . . . . . . . .2 Catalisi acida e basica nelle reazioni di addizione nucleofila al doppio legame carbonilico . . . . . . . . . . .3 Confronto di reattività tra aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Stereochimica della reazione di addizione nucleofila al doppio legame carbonilico . . . . . . . . . . 11.6 Reazioni di addizione nucleofila. . . . . . . . . . .1 Nucleofili al carbonio. . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di acido cianidrico . . . . . . . . . Addizione di composti organometallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di alchini terminali. . . . . . . . . Addizione di carbanioni: la reazione di Wittig. . . . . . . . . . . . . . . . .2 Nucleofili all’ossigeno . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di alcoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Nucleofili allo zolfo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di tioli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di bisolfito di sodio . . . . . . . . .4 Nucleofili all’azoto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di ammoniaca e ammine primarie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di derivati dell’ammoniaca . 11.7 Reazioni di ossidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazione di ossidazione di Baeyer-Villiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8 Reazioni di riduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Riduzione ad alcoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Riduzione con idruri metallici. . . . . . . . . Idrogenazione catalitica. . . . . . . . . . . . . . . .2 Riduzione a idrocarburi: reazioni di Clemmensen e Wolff-Kishner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XVI 453 455 455 455 458 458 459 460 462 463 463 464 465 465 465 467 468 470 475 475 477 483 483 485 486 486 488 490 491 494 494 494 495 496 498 502 Approfondimento 11.1 Meccanismo della reazione di riduzione dei cloruri acilici ad aldeidi. . . . . . . . . . Approfondimento 11.2 Direzione di avvicinamento del nucleofilo: traiettoria di Burgi-Dunitz . . . . . . . . Approfondimento 11.3 Addizione sin e anti del nucleofilo: modello di Felkin-Anh. . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.4 Stereoselettività dell’addizione dell’iluro al doppio legame carbonilico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.5 Stabilità degli acetali in ambiente acido e basico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.6 Acetali ciclici: 1,3-diossolani e 1,3-diossani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.7 Gruppi protettori in reazioni a più stadi (reazioni multi step) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.8 Tioacetali ciclici: 1,3-ditiani. . Approfondimento 11.9 Ruolo della catalisi acida nella formazione delle immine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.10 Competizione tra gruppi nella trasposizione di Baeyer-Villiger . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.11 Meccanismo della reazione di riduzione di aldeidi e chetoni con sodio boroidruro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 11.12 Meccanismo della reazione di riduzione di Wolff-Kishner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Acidi carbossilici e loro derivati . . . . . . . . . . . . . . 12.1 Struttura elettronica degli acidi carbossilici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2 Nomenclatura IUPAC degli acidi carbossilici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3 Proprietà chimico-fisiche degli acidi carbossilici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.4 Acidità degli acidi carbossilici . . . . . . . . . . 12.5 Preparazione degli acidi carbossilici. . . . . 12.6 Reattività degli acidi carbossilici . . . . . . . . .1 Aspetti generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazione di sostituzione nucleofila acilica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.7 Struttura elettronica e nomenclatura IUPAC dei cloruri acilici . . . . . . . . . . . . . . . 12.8 Preparazione e reattività dei cloruri acilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.9 Struttura elettronica e nomenclatura IUPAC delle anidridi degli acidi carbossilici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.10 Preparazione e reattività delle anidridi degli acidi carbossilici . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.11 Struttura elettronica e nomenclatura IUPAC degli esteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.12 Proprietà chimico-fisiche degli esteri. . . . 457 463 465 473 478 480 481 484 487 493 495 496 513 515 515 518 521 526 528 528 529 533 533 535 535 537 538 13/09/11 15:52 Indice 12.13 Preparazione e reattività degli esteri. . . . . .1 Esterificazione di Fischer . . . . . . . . . . . . .2 Idrolisi acida di un estere . . . . . . . . . . . . .3 Idrolisi basica di un estere . . . . . . . . . . . .4 Transesterificazione . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Preparazione di un estere dal cloruro acilico o dall’anidride . . . . .6 Preparazione di un estere metilico con diazometano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Preparazione di un estere da alogenuri alchilici e benzilici . . . . . . .8 Preparazione dei lattoni . . . . . . . . . . . . . 12.14 Preparazione e reattività dei tioesteri. . . . 12.15 Struttura elettronica e nomenclatura IUPAC delle ammidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.16 Proprietà chimico-fisiche delle ammidi. . 12.17 Preparazione e reattività delle ammidi . . .1 Idrolisi delle ammidi . . . . . . . . . . . . . . . . 12.18 Preparazione e reattività dei nitrili . . . . . . 12.19 Reazioni di riduzione degli acidi carbossilici e derivati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Riduzione degli acidi carbossilici ad alcoli primari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Riduzione degli esteri ad alcoli primari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Riduzione delle ammidi ad ammine. . 12.20 Reazioni di acidi carbossilici e derivati con composti organometallici. . . . . . . . . . . 12.21 Acido carbonico e suoi derivati . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 12.1 Confronto tra reazione di sostituzione nucleofila acilica e sostituzione nucleofila alifatica. . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 12.2 Reazione di saponificazione. . Approfondimento 12.3 Piridina come scavenger di protoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 12.4 Diazometano . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 12.5 Antibiotici b-lattamici . . . . . . . Approfondimento 12.6 Riduzione dei nitrili con litio alluminio idruro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Anioni enolato ed enammine. . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1 Acidità degli idrogeni in a al gruppo carbonilico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Aldeidi e chetoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Derivati degli acidi carbossilici . . . . . . . . .3 Stereochimica del processo di enolizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Natura della base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XVII XVII 538 538 540 541 541 543 544 545 545 547 549 550 551 555 556 559 559 560 561 562 563 566 571 532 542 544 545 554 558 581 583 583 586 588 589 13.2 Reazioni di alogenazione in a catalizzate da acidi e basi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Alogenazione in a di chetoni . . . . . . . . . . .2 Alogenazione in a di acidi carbossilici: reazione di Hell-Volhardt-Zelinsky . . . . 13.3 Reattività degli anioni enolato . . . . . . . . . . . .1 Reazioni di alchilazione. . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazione di condensazione aldolica . . . Condensazione aldolica catalizzata da basi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condensazione aldolica catalizzata da acidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione retroaldolica . . . . . . . . . . . . . . . . Stereochimica della condensazione aldolica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condensazione aldolica incrociata. . . . . Condensazione aldolica intramolecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Reazioni affini alla condensazione aldolica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condensazione di Claisen . . . . . . . . . . . . Condensazione di Dieckmann . . . . . . . . Condensazione di Perkin . . . . . . . . . . . . . Condensazione di Knoevenagel . . . . . . . Reazione di Mannich . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni di Darzens e di Henry . . . . . . . 13.4 Reattività dei composti b-dicarbonilici . . . .1 Reazioni di alchilazione: sintesi acetoacetica e malonica . . . . . . . . . . . . . . . 13.5 Enammine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.1 Meccanismo di deprotonazione di aldeidi e chetoni: confronto tra litio diisopropilammide e idruro di sodio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.2 Alogenazione in a dei metilchetoni promossa dalle basi . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.3 Meccanismo della reazione di Hell-Volhardt-Zelinsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.4 Substrati delle reazioni di alchilazione agli anioni enolato. . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.5 Disidratazione degli aldoli a composti carbonilici a,b-insaturi. . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.6 Formazione di boro-enolati . . Approfondimento 13.7 Stereochimica della condensazione aldolica: modello di Zimmerman-Traxler . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.8 Deprotonazione di aldeidi e chetoni: modello di Ireland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 592 595 596 597 599 599 601 602 602 605 608 609 609 612 613 614 615 617 619 620 622 629 633 590 595 596 598 600 603 604 605 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XVIII Approfondimento 13.9 Condensazione aldolica incrociata tra aldeidi che presentano entrambe idrogeni in posizione a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.10 Condensazione di Claisen incrociata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.11 Meccanismo di decarbossilazione dei b-chetoacidi . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.12 Meccanismo della condensazione di Perkin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.13 Meccanismo della reazione di Darzens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.14 Meccanismo della reazione di Henry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.15 Enammine da chetoni non simmetrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 13.16 Competizione tra N- e C-alchilazione di un’enammina . . . . . . . . . . Approfondimento 13.17 Uso degli enzimi nella sintesi organica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Composti organometallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.1 Composti organolitio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione dei composti organolitio . Limiti al grado di funzionalizzazione dei composti organolitio. . . . . . . . . . . . .2 Reattività dei composti organolitio . . . . Reazioni con legami C–H. . . . . . . . . . . . . Formazione di legami C–C . . . . . . . . . . . 14.2 Composti organomagnesio . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione dei composti organomagnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reattività dei composti organomagnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni con ossirani (epossidi) . . . . . . . Reazioni con aldeidi e chetoni. . . . . . . . . Reazioni con esteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3 Composti organozinco . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione dei composti organozinco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reattività dei composti organozinco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni con aldeidi e chetoni. . . . . . . . . Reazioni con alcheni. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4 Composti organorame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione degli organocuprati. . . . . . .2 Reattività degli organocuprati con sistemi carbonilici a,b-insaturi. . . . 14.5 Composti organopalladio . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazione di Heck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stereo- e regiochimica della reazione di Heck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XVIII 607 611 612 613 618 618 624 625 626 643 645 645 647 647 648 649 651 652 654 654 655 660 663 663 663 663 665 666 667 667 670 671 676 .2 Reazione di Suzuki-Miyaura . . . . . . . . . . 14.6 Composti organoboro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Idroborazione/ossidazione degli alcheni: sintesi degli alcoli . . . . . . . . Stereochimica della reazione di idroborazione/ossidazione degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regiochimica della reazione di idroborazione/ossidazione degli alcheni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Idroborazione/ossidazione degli alchini interni: sintesi dei chetoni . .3 Idroborazione/ossidazione degli alchini terminali: sintesi delle aldeidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.1 Perché i composti organolitio devono essere preparati e usati in ambiente anidro?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.2 Meccanismo di formazione dei composti organomagnesio dagli alogenuri organici e magnesio(0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.3 Perché la sintesi dei reattivi di Grignard deve essere effettuata in ambiente anidro e in atmosfera inerte?. . . . . . . . . Approfondimento 14.4 Meccanismo della reazione dei composti organomagnesio con aldeidi e chetoni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.5 Perché i reattivi di Grignard reagiscono con chetoni e aldeidi a,b-insaturi per dare preferibilmente composti di addizione 1,2? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.6 Perché la reazione dei reattivi di Grignard con gli esteri non si ferma alla formazione di chetoni ma produce generalmente alcoli terziari? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.7 Meccanismo della reazione di Reformatsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.8 Meccanismo della reazione di Simmons-Smith. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.9 Meccanismo della reazione degli organocuprati con i sistemi carbonilici a,b-insaturi . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.10 Preparazione dei triflati arilici e vinilici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.11 Riduzione del Pd(OCOCH3)2 da parte degli alcheni . . . . . . . . Approfondimento 14.12 Meccanismo della reazione di Heck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 680 681 682 684 684 687 692 696 646 652 653 656 658 661 664 665 668 670 672 674 13/09/11 15:52 Indice Approfondimento 14.13 Meccanismo della reazione di Suzuki-Miyaura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.14 Meccanismo della reazione di idroborazione degli alcheni con BH3–THF. . . . . Approfondimento 14.15 Meccanismo della reazione di ossidazione dei trialchilborani con acqua ossigenata e idrossido di sodio. . . . . . . . . Approfondimento 14.16 Perché nell’idroborazione degli alcheni il legame carbonio-boro si forma preferenzialmente con il carbonio olefinico meno sostituito? . . . . . . . . Approfondimento 14.17 Meccanismo della reazione di idroborazione degli alchini interni con BH3-THF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 14.18 Meccanismo della reazione di ossidazione del trialchenilborano con acqua ossigenata in ambiente basico . . . . . . . . . Approfondimento 14.19 Preparazione del disiamilborano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Sistemi coniugati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.1 Dieni coniugati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Nomenclatura e caratteristiche chimico-fisiche dei dieni coniugati . . . . .2 Preparazione dei dieni coniugati. . . . . . . .3 Reattività dei dieni coniugati. . . . . . . . . . Meccanismo della reazione di addizione degli acidi alogenidrici ai dieni coniugati. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Reazione di cicloaddizione di Diels-Alder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stereo- e regiochimica della reazione di Diels-Alder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.2 Dieni cumulati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.3 Composti carbonilici a,b-insaturi . . . . . . . . .1 Preparazione dei composti carbonilici a,b-insaturi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reattività dei composti carbonilici a,b-insaturi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di addizione di Michael . . . . . Fattori che influenzano il decorso delle reazioni di addizione . . . . . . . . . . Addizione di composti organometallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione di ammine e alcoli a sistemi carbonilici a,b-insaturi. . . . Riduzione dei composti carbonilici a,b-insaturi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione coniugata di anioni enolato a composti carbonilici a,b-insaturi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XIX XIX 679 Reazione di anellazione di Robinson . . 739 Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742 Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 681 683 686 687 689 690 701 703 703 706 708 708 Approfondimento 15.1 Descrizione del sistema 1,3-butadienico secondo la teoria degli orbitali molecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.2 Reazioni pericicliche . . . . . . . . Approfondimento 15.3 Meccanismo della reazione di cicloaddizione di Diels-Alder . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.4 Reazione di Diels-Alder a partire da dieni e/o dienofili ciclici . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.5 Interazione orbitalica secondaria: regola dell’endo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.6 Sintesi di composti carbonilici a,b-insaturi a partire da derivati del selenio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.7 Meccanismo della reazione di addizione coniugata 1,4 secondo la teoria degli orbitali molecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.8 Meccanismo dell’addizione coniugata di ammine a sistemi carbonilici a,b-insaturi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.9 Meccanismo della riduzione con sodio boroidruro e tricloruro di cerio (CeCl3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 15.10 Meccanismo della riduzione di chetoni a,b-insaturi (reazione di Birch). . . . . . . . Approfondimento 15.11 Meccanismo della reazione di anellazione di Robinson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705 712 716 717 720 724 729 732 735 736 740 711 718 721 723 723 725 727 727 731 731 734 737 16 Composti aromatici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.1 Aromaticità: concetto e criteri . . . . . . . . . . . 16.2 Benzene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Nomenclatura dei derivati del benzene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Il benzene secondo la teoria della risonanza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Il benzene secondo la teoria degli orbitali molecolari. . . . . . . . . . . . . . . 16.3 Composti aromatici, anti-aromatici e non-aromatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Proprietà chimico-fisiche . . . . . . . . . . . . . .2 Composti aromatici monociclici. . . . . . . Annuleni aromatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Composti ionici aromatici . . . . . . . . . . . . .3 Composti aromatici policiclici . . . . . . . . Composti aromatici non-benzenoidi. . . 16.4 Reattività dei composti aromatici . . . . . . . . .1 Reazione di sostituzione elettrofila aromatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 759 762 763 766 766 767 768 770 770 772 773 776 778 778 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XX Meccanismo della reazione di sostituzione elettrofila aromatica . Nitrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acilazione di Friedel-Crafts . . . . . . . . . . . Alchilazione di Friedel-Crafts . . . . . . . . . Alogenazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solfonazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Effetto elettronico dei sostituenti. . . . . . Reattività dei composti aromatici policiclici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazione di sostituzione nucleofila aromatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Addizione-eliminazione . . . . . . . . . . . . . . Eliminazione-addizione. . . . . . . . . . . . . . . Sostituzioni nucleofile aromatiche catalizzate da metalli di transizione . .3 Reazioni di ossidazione . . . . . . . . . . . . . . . .4 Reazioni di riduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . Meccanismo della reazione di riduzione di Birch . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 16.1 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare nei sistemi aromatici . . . . . . . . Approfondimento 16.2 Farmaci intercalanti nel DNA . Approfondimento 16.3 La famiglia dei fullereni . . . . . . Approfondimento 16.4 Preparazione di alchilbenzeni attraverso una reazione di acilazione di Friedel-Crafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 16.5 Effetto isotopico primario. . . . Approfondimento 16.6 Sostituzione nucleofila aromatica delegata (vicarious) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 16.7 Sintesi del benzino . . . . . . . . . . Approfondimento 16.8 Reazione di riduzione di Birch su substrati aromatici sostituiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Fenoli e ammine aromatiche . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.1 Struttura e stabilità dei fenoli . . . . . . . . . . . . 17.2 Proprietà chimico-fisiche dei fenoli. . . . . . . 17.3 Acidità dei fenoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.4 Preparazione dei fenoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Fusione dei solfonati alcalini aromatici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Ossidazione del cumene . . . . . . . . . . . . . .3 Processo DOW dal clorobenzene. . . . . .4 Sostituzione nucleofila dei nitroaloareni o dei sali diazonio. . . 17.5 Reattività dei fenoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reazioni di sostituzione sull’anello aromatico. . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XX 779 782 784 785 788 789 793 801 804 805 810 813 814 815 816 820 823 760 775 776 788 791 809 811 818 839 841 844 845 847 847 847 849 849 850 850 Alogenazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nitrazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solfonazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acilazione di Friedel-Crafts . . . . . . . . . . Condensazioni con le aldeidi . . . . . . . . . Reazione di Reimer-Tiemann . . . . . . . . Sintesi di Kolbe-Schmitt . . . . . . . . . . . . . Diazocopulazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni di ossidazione . . . . . . . . . . . . . . .3 Reazioni del gruppo ossidrilico. . . . . . . Alchilazione e acilazione . . . . . . . . . . . . . Trasformazione di un fenolo in un alogenuro arilico . . . . . . . . . . . . 17.6 Struttura delle ammine aromatiche. . . . . . 17.7 Proprietà chimico-fisiche delle ammine aromatiche . . . . . . . . . . . . . . . 17.8 Basicità delle ammine aromatiche . . . . . . . 17.9 Preparazione delle ammine aromatiche . . 17.10 Reattività delle ammine aromatiche . . . . . .1 Reazioni di sostituzione sull’anello aromatico. . . . . . . . . . . . . . . . . Bromurazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nitrazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solfonazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alchilazione e acilazione . . . . . . . . . . . . . .2 Reazioni del gruppo amminico. . . . . . . Meccanismo della reazione di diazotazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni dei sali di arendiazonio . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 17.1 Meccanismo della reazione di polimerizzazione del fenolo a bachelite . . . . . . . . Approfondimento 17.2 Scoperta dei farmaci sulfammidici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 17.3 Struttura dei neri di anilina. . . Approfondimento 17.4 Reazione di Gomber-Bachmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Eterocicli aromatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.1 Classificazione degli eterocicli aromatici. . 18.2 Eteroaromaticità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.3 Sistemi elettronricchi: eterocicli pentatomici contenenti un solo eteroatomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di Paal-Knorr del furano, pirrolo e tiofene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di Knorr del pirrolo. . . . . . . . . . . . 850 852 853 853 855 857 857 858 859 860 860 861 862 863 864 866 868 868 868 869 869 870 873 873 876 881 886 856 872 875 880 899 901 902 902 904 904 904 905 13/09/11 15:52 Indice Sintesi di Hantzsch del pirrolo e sintesi di Feist-Bernary del furano . Sintesi del tiofene e di derivati tiofenici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi a partire da altri eterocicli. . . . . . .2 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Protonazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sostituzione elettrofila. . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni di addizione e di cicloaddizione . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazione di ossidazione e di riduzione . 18.4 Sistemi elettronricchi: eterocicli pentatomici benzocondensati contenenti un solo eteroatomo . . . . . . . . . . . .1 Preparazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di Fischer dell’indolo . . . . . . . . . . Sintesi di Bischler dell’indolo . . . . . . . . . Sintesi di Reissert dell’indolo . . . . . . . . . .2 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Basicità e acidità. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni con gli elettrofili: sostituzione elettrofila. . . . . . . . . . . . . . Reazioni di ossidazione e di riduzione . 18.5 Sistemi elettronpoveri: eterocicli esatomici con un solo eteroatomo neutro . . . . . . . . . . . .1 Preparazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di Hantzsch della piridina. . . . . . .2 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comportamento verso gli elettrofili . . . Comportamento verso i nucleofili . . . . . Reazioni di ossidazione e di riduzione . .3 Derivati della piridina . . . . . . . . . . . . . . . . N-ossidi di piridina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Amminopiridine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.6 Sistemi elettronpoveri: eterocicli esatomici benzocondensati con un solo eteroatomo neutro . . . . . . . . . . . .1 Preparazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di Skraup della chinolina. . . . . . . .2 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.7 Sistemi elettronpoveri: eterocicli esatomici con due eteroatomi. . . . 18.8 Sistemi eterociclici pentatomici contenenti due eteroatomi . . . . . . . . . . . . . . . .1 Preparazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sintesi di derivati pirazolici . . . . . . . . . . . Sintesi di derivati imidazolici. . . . . . . . . . .2 Reattività . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reazioni principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iniziale.indd XXI XXI 906 907 907 907 908 909 912 913 914 914 915 917 917 917 918 918 919 920 920 920 921 921 922 923 923 923 924 924 925 925 926 926 927 928 929 929 929 931 934 Approfondimento 18.1 Preparazione di un a-amminochetone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Approfondimento 18.2 Particolari reazioni di sostituzione elettrofila aromatica . . . . . . . . . . . . . . 910 Approfondimento 18.3 Formazione dell’acroleina. . . . 926 19 Carboidrati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.1 Classificazione dei carboidrati . . . . . . . . . . 19.2 Aldosi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.3 Serie sterica d e relativa nomenclatura IUPAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.4 Chetosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.5 Strutture cicliche dei monosaccaridi. . . . . .1 Furanosi e piranosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Configurazione anomerica a e b. . . . . . .3 Mutarotazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.6 Varianza strutturale nei monosaccaridi . . .1 Amminozuccheri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Zuccheri acidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Alditoli e inositoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.7 Glicosidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.8 Disaccaridi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Saccarosio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Lattosio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Maltosio e cellobiosio. . . . . . . . . . . . . . . . 19.9 Zuccheri riducenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.10 Polisaccaridi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Amido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Cellulosa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Chitina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Pectina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Acido alginico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Acido ialuronico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Varianza strutturale negli oligosaccaridi e polisaccaridi. . . . 19.11 Reazione di glicosilazione. . . . . . . . . . . . . . . .1 Glicosilazione negli organismi superiori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Glicosilazione di laboratorio . . . . . . . . . Protezione della funzione ossidrilica. . Attivazione del carbonio anomerico . . Glicosilazione e controllo della stereochimica. . . . . . . . . . . . . . . . Sommario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943 946 947 948 953 955 956 957 959 960 960 961 964 965 967 968 970 971 972 974 974 975 975 976 976 976 977 978 980 981 981 982 983 986 989 Approfondimento 19.1 Dimostrazione di Fischer della struttura del (+)-glucosio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950 Approfondimento 19.2 Rappresentazioni dei piranosi . 956 Approfondimento 19.3 Acido sialico e acido chetodesossiottulosonico . . . . . . . . . . . . . . . . 962 13/09/11 15:52 CHIMICA ORGANICA XXII Approfondimento 19.4 Saccarosio e dolcificanti . . . . . Approfondimento 19.5 Intolleranza al lattosio . . . . . . . Approfondimento 19.6 Riarrangiamento enediolico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 19.7 Sialil lewisX e metastasi tumorali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Approfondimento 19.8 Glicosidasi e loro inibitori . . . Approfondimento 19.9 Vitamina C . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 971 973 978 979 984 20 Amminoacidi, peptidi e proteine . . . . . . . . . . . . . 997 20.1 Amminoacidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999 .1 Struttura degli amminoacidi proteogenici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999 .2 Amminoacidi naturali non proteogenici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001 .3 Proprietà acido-basiche degli amminoacidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002 .4 Amminoacidi in un campo elettrico . . . 1004 Elettroforesi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 .5 Specificità di alcuni amminoacidi . . . . . 1009 .6 Sintesi degli amminoacidi. . . . . . . . . . . . . 1020 Bromurazione di Hell-Volhardt-Zelinsky e successiva amminazione . . . . . . . . . . 1020 Sintesi di Strecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 Risoluzione della miscela racemica di un amminoacido . . . . . . . . . . . . . . . . 1022 Sintesi enantioselettiva degli amminoacidi . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023 20.2 Peptidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024 .1 Legame peptidico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024 .2 Peptidi di interesse biologico . . . . . . . . . . 1026 20.3 Struttura delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031 .1 Determinazione della struttura primaria di peptidi e proteine . . . . . . . . . 1034 Determinazione della composizione amminoacidica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034 Identificazione dell’amminoacido N-terminale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037 Identificazione dell’amminoacido C-terminale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1038 Idrolisi parziale della proteina . . . . . . . . . 1039 20.4 Sintesi dei peptidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1040 .1 Protezione del gruppo amminico. . . . . . 1041 .2 Attivazione del gruppo carbossilico . . . 1042 .3 Sintesi dei peptidi in fase solida . . . . . . . 1044 Sommario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1049 Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Approfondimento 20.1 Transaminasi o amminotransferasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 iniziale.indd XXII Approfondimento 20.2 Aspartame, un peptide sintetico usato come dolcificante . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 Approfondimento 20.3 Peptidomimetici, analoghi strutturali dei peptidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030 Approfondimento 20.4 Folding delle proteine . . . . . . . . 1033 Approfondimento 20.5 Banche dati delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033 Approfondimento 20.6 Meccanismo della reazione di degradazione di Edman. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037 Approfondimento 20.7 Meccanismo di attivazione del gruppo carbossilico con dicicloesilcarbodiimmide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045 21 Acidi nucleici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1059 21.1 Basi azotate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061 21.2 Nucleosidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064 .1 Varianza strutturale nei nucleosidi . . . . 1066 21.3 Nucleotidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1069 .1 Cofattori enzimatici di natura nucleotidica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070 21.4 Oligonucleotidi e acidi nucleici. . . . . . . . . . . 1073 .1 Acido desossiribonucleico . . . . . . . . . . . . 1074 .2 Acido ribonucleico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 21.5 Cenni sulla sintesi ribosomiale delle proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 .1 Modificazioni post-traduzionali nelle cellule eucariote. . . . . . . . . . . . . . . . . 1081 Sommario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083 Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 Approfondimento 21.1 Xantine, derivati purinici di origine naturale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062 Approfondimento 21.2 Farmaci di sintesi contenenti il nucleo purinico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066 Approfondimento 21.3 Zidovudina (o azidotimidina): primo farmaco antivirale contro l’HIV . . . . . . . . . . . 1068 Approfondimento 21.4 Reazioni di ossidoriduzione catalizzate dai cofattori NAD+/NADP+. . . . . . . . . . . 1071 Approfondimento 21.5 Reazioni di ossidoriduzione catalizzate dai cofattori FAD/FMN . . . . . . . . . . . . . . 1072 Approfondimento 21.6 Determinazione della struttura del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077 Approfondimento 21.7 Ribosomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 Approfondimento 21.8 Organismi procarioti ed eucarioti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082 22 Lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1091 22.1 Classificazione e struttura dei lipidi . . . . . . 1093 22.2 Acidi grassi e derivati acilici grassi. . . . . . . . 1093 .1 Nomenclatura IUPAC degli acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095 13/09/11 15:52 Indice 22.3 22.4 22.5 22.6 22.7 22.8 22.9 iniziale.indd XXIII XXIII .2 Proprietà chimico-fisiche degli acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097 .3 Eicosanoidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099 .4 Cere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100 Triacilgliceroli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101 .1 Idrogenazione catalitica degli olî . . . . . . 1103 .2 Saponificazione dei grassi . . . . . . . . . . . . . 1104 Glicerofosfolipidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106 .1 Fosfatidiletanolammine . . . . . . . . . . . . . . 1108 .2 Fosfatidilcoline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109 .3 Fosfatidilserine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109 .4 Fosfatidilinositoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109 .5 Plasmalogeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110 Sfingolipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110 Terpeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111 Vitamine liposolubili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114 Steroidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115 .1 Colesterolo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 .2 Ormoni sessuali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1117 .3 Corticosteroidi e acidi biliari . . . . . . . . . . 1118 Ruolo biologico dei lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . 1121 Sommario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124 Esercizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128 Approfondimento 22.1 Biosintesi degli acidi grassi saturi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098 Approfondimento 22.2 Cere e loro utilizzo commerciale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101 Approfondimento 22.3 Idrolisi enzimatica dei trigliceridi: le lipasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106 Approfondimento 22.4 Colesterolo e suo trasporto . . 1116 Approfondimento 22.5 Analoghi sintetici degli steroidi: anabolizzanti e contraccettivi orali . 1118 Approfondimento 22.6 Cardioglicosidi e Digitalis purpurea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119 Approfondimento 22.7 Cascata di trasduzione del segnale (signalling): segnali chimici e recettori . 1121 Approfondimento 22.8 Fattore di attivazione piastrinica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123 Indice analitico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1137 13/09/11 15:52