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Chimica organica per il liceo/Aldeidi e chetoni/Esercizi

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Esercizi sulla nomenclatura di aldeidi e chetoni

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Esercizi sulla preparazione e ossidazione di aldeidi e chetoni

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Esercizio 21

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Spiega perché il PCC permette di ottenere aldeidi da alcoli primari senza formare acidi carbossilici.

Esercizio 22

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Se si ossida propan-1-olo con PCC che prodotto si ottiene? Scrivi la formula chimica del prodotto, il suo nome IUPAC e poi disegnalo.

Esercizio 23

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Indica quali dei seguenti composti erano alcoli primari o alcoli primari prima di venir ossidati:

a) CH₃COCH₃

b) HCHO

c) CH₃CH₂CHO

d) CH₃CH₂COCH₃

Esercizio 24

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Completa le reazioni indicando e disegnando il prodotto organico ottenuto:

a) 1-propanolo + PCC → ?

b) 2-butanolo + PCC → ?

c) etanolo + DMP → ?

Esercizio 25

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Partendo dal composto:

CH₃CH₂CH₂OH

a) indica il nome dell’alcol

b) classifica il prodotto come aldeide o chetone

c) scrivi il nome IUPAC del prodotto finale

d) Disegna il prodotto finale

Esercizio 26

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Quale prodotto si ottiene ossidando il 2-pentanolo? Scrivi:

  • formula di struttura
  • nome IUPAC del prodotto

Esercizio 27

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti alcoli secondari.

CH3–CH2–CH(CH3)–CH2OH

CH3–CH2–CH(CH2CH3)–CH2OH

(CH3)2CH–CH2–CH2OH

CH3–CH(CH3)–CH(CH3)–CH2OH

Esercizio 28

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Se si ossida il 2-metilpropan-1-olo che prodotto si ottiene? Dopo aver disegnato il prodotto ottenuto, scrivi la sua formula chimica e il nome IUPAC.

Esercizio 29

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti alcoli secondari.

CH3–CH(OH)–CH3

CH3–CH(OH)–CH2–CH3

CH3–CH2–CH(OH)–CH2–CH3

CH3–CH(OH)–CH(CH3)–CH3

Esercizio 30

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Completa la seguente trasformazione:

CH₃CH₂OH → ? → CH₃COOH

Indica:

1. la formula e il nome IUPAC del composto intermedio

2. il reagente che permette il primo passaggio

3. il tipo di reazione coinvolta

Esercizio 31

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Spiega perché le aldeidi si ossidano più facilmente dei chetoni.

Esercizio 32

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Spiega cosa è il reattivo di Tollens.

Esercizio 33

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH(CH3)–CH2–CHO

CH3–CH2–CH(CH3)–CH2–CHO

(CH3)2CH–CH(CH3)–CHO

CH3–CH2–C(CH3)2–CHO

Esercizio 34

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH(CH2CH3)–CH2–CHO

CH3–CH2–CH(CH2CH3)–CH2–CHO

(CH3)3C–CH2–CHO

CH3–CH(CH3)–CH(CH3)–CH2–CHO

Esercizio 35

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH2–CH2–CH(CH3)–CHO

CH3–CH(CH3)–CH2–CH(CH3)–CHO

C6H5–CHO

C6H5–CH2–CHO

Esercizio 36

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–CHO

CH3–CH(CH3)–CH2–CH2–CH2–CHO

CH3–CH2–CH(CH3)–CH(CH3)–CHO

CH3–CH2–C(CH3)2–CH2–CHO

Esercizio 37

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH(CH3)–C(CH3)2–CHO

CH2=CH–CH2–CHO

C6H5–CH(CH3)–CHO

C6H5–CH2–CH2–CHO

Esercizio 38

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Disegna i prodotti che si ottengono dall'ossidazione dei seguenti composti:

CH3–CH2–CH(CH3)–CH(CH2CH3)–CHO

(CH3)2CH–CH2–CH(CH3)–CHO

CH3–C(CH3)2–CH2–CH2–CHO

CH3–CH=CH–CH2–CHO

Esercizio 39

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Scrivi il nome IUPAC e la formula chimica dei reagenti da cui, dopo essere ossidati, sono stati ottenuti i seguenti prodotti:

CH3–CH2–CH2–CH(CH3)–COOH

CH3–CH(CH3)–CH2–COOH

CH3–CH(CH2CH3)–CH2–COOH

CH3–CH2–CH(CH2CH3)–CH2–COOH

Esercizio 40

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Scrivi il nome IUPAC e la formula chimica dei reagenti da cui, dopo essere ossidati, sono stati ottenuti i seguenti prodotti:

CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–COOH

CH3–CH(CH3)–CH2–CH2–CH2–COOH

CH2=CH–CH2–COOH

CH3–C(CH3)2–CH2–CH2–COOH

21) Il PCC è una versione più blanda dell'acido cromico, quindi non è in grado di ossidare direttamente gli alcoli primari in acidi carbossilici.

22) CH₃CH₂CHO, propanale, Propionaldehyde_200

23) Alcol secondario, alcol primario, alcol primario, alcol secondario

24) Propanale Propionaldehyde_200 2-butanone 2-Butanon etanale Acetaldehyde-skeletal

25) 1-propanolo, aldeide, propanale, Propionaldehyde_200

26) CH₃CH₂CH₂COCH₃, 2-pentanone     

27)

28) (CH3)2CH–CHO, 2-metilpropanale,

29) Skeletal_structure_of_propanone_(acetone) 2-Butanone_Structural_Formula_V.1 3-Pentanone_structure

30) CH₃COH, etanale, PCC, ossidazione di alcoli primari

31) Le aldeidi si ossidano molto più facilmente dei chetoni principalmente perché possiedono un atomo di idrogeno direttamente legato al carbonio carbonilico, che può essere facilmente rimosso durante l'ossidazione ad acido carbossilico. Al contrario, i chetoni non hanno questo idrogeno e richiedono la rottura di un forte legame per ossidarsi, il che richiede condizioni estreme.

32) Il reattivo di Tollens è una soluzione basica e acquosa costituita da ioni argento (I) disciolti in ammoniaca diluita. Quando è presente un'aldeide, subisce ossidazione, causando la riduzione degli ioni argento (I) ad argento metallico. Il risultato è la deposizione di argento sulla superficie della provetta, formando un rivestimento riflettente simile a uno specchio. I chetoni, al contrario, non reagiscono con il reattivo di Tollens, rendendo questo test specifico per le aldeidi.

33)

34)

35)

36)

37)

38)

39) 2-metilpentanale; 3-metilbutanale; 3-metilpentanale;

3-etilpentanale

40) esanale; 5-metilesanale; but-3-en-ale;

4,4-dimetilpentanale

Esercizi sulle reazioni di addizione nucleofila di aldeidi e chetoni

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Esercizio 41

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Descrivi il meccanismo generale dell’addizione nucleofila a un carbonile indicando cosa avviene:

  • nel primo stadio,
  • nel secondo stadio,
  • e quale cambiamento di ibridazione subisce il carbonio carbonilico.

Esercizio 42

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Perché aldeidi e chetoni non subiscono una sostituzione nucleofila classica come gli alogenuri alchilici? Spiega il ruolo dell’intermedio tetraedrico alcossido.

Esercizio 43

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Spiega la stereochimica dell’addizione nucleofila ai carbonili distinguendo tra faccia re e faccia si. In quali condizioni si può formare una miscela racemica?

Esercizio 44

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Confronta il meccanismo di addizione di un nucleofilo carico negativamente con quello di un nucleofilo neutro a un’aldeide o a un chetone. Qual è la principale differenza nel prodotto finale?

Esercizio 45

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Perché le aldeidi sono generalmente più reattive dei chetoni nelle reazioni di addizione nucleofila?

Esercizio 46

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

H2​C=O + Cl → HOCH2​Cl

Esercizio 47

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

CH3​CHO + Br → CH3​CH(OH)Br

Esercizio 48

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

CH3​CH2​CHO + I → CH3​CH2​CH(OH)I

Esercizio 49

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

(CH3​)2​CO + F → (CH3​)2​C(OH)F

Esercizio 50

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

H2​C=O + CH3​O → HOCH2​OCH3​

Esercizio 51

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

H2​C=O + NH3​ → H2​C=NH+H2​O

Esercizio 52

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Disegna i passaggi della seguente reazione:

(CH3​)2​CO + OH → (CH3​)2​C(OH)2​

Esercizio 53

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:

C6​H5​CHO + Br → C6​H5​CH(OH)Br

Esercizio 54

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:

CH3​​CH2CHO + Cl → CH3CH2​CH(OH)Cl

Esercizio 55

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:

CH3​CH(CH3​)CH2​CHO + Br → CH3​CH(CH3​)CH2​CH(OH)Br

Esercizio 56

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:

CH3​CH2CH2​CHO + Cl → CH3​CH2CH2​CH(OH)Cl

Esercizio 57

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:

CH3​COCH2​CH3 ​+ Br → CH3​C(OH)BrCH2​CH3

Esercizio 58

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:

CH3​CH2​COCH2​CH3​ + Cl → CH3​CH2​C(OH)ClCH2​CH3​

Esercizio 59

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:

CH3CH2​CH2​COCH2​CH3​ + Br → CH3CH2​CH2​C(OH)BrCH2​CH3​

Esercizio 60

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Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:

CH3​CH(CH3)CH2​COCH2​CH3​ + Cl → CH3​CH(CH3)CH2​C(OH)ClCH2​CH3

41) Nel primo stadio il nucleofilo attacca il carbonio elettrofilo del gruppo carbonilico C=O. Gli elettroni del legame π si spostano verso l’ossigeno, formando un intermedio tetraedrico alcossido. Il carbonio carbonilico cambia ibridazione da sp2 ad sp3. Nel secondo stadio l’alcossido viene protonato da un acido formando un alcol.

42) Aldeidi e chetoni non possiedono un buon gruppo uscente legato al carbonile. Per questo motivo il nucleofilo non sostituisce un gruppo già presente, ma si addiziona al carbonio carbonilico. L’attacco nucleofilo porta alla formazione di un intermedio tetraedrico alcossido, nel quale l’ossigeno possiede carica negativa. Successivamente questo intermedio viene protonato formando il prodotto finale.

43) Il gruppo carbonilico è planare e presenta due facce distinte chiamate re e si. Se i due gruppi legati al carbonile sono differenti, l’attacco del nucleofilo può avvenire da entrambi i lati del piano. Dopo l’addizione, il carbonio passa da geometria trigonale planare a tetraedrica e può diventare un centro chirale. Se il nucleofilo attacca con uguale probabilità entrambe le facce, si ottiene una miscela racemica 50:50 di enantiomeri.

44) Un nucleofilo carico negativamente attacca direttamente il carbonio carbonilico formando un alcossido che, dopo protonazione, dà un alcol. Un nucleofilo neutro invece possiede un idrogeno aggiuntivo che permette l’eliminazione dell’ossigeno carbonilico sotto forma di acqua. In questo caso si forma un doppio legame tra carbonio e nucleofilo: C=Nu.

45) Le aldeidi sono più reattive dei chetoni per due motivi principali:

  • Fattori elettronici: nei chetoni sono presenti due gruppi alchilici che donano densità elettronica al carbonio carbonilico, riducendone la carica positiva parziale e quindi l’elettrofilia.
  • Fattori sterici: nei chetoni il carbonile è più ingombrato, quindi il nucleofilo incontra maggiore difficoltà ad attaccare il carbonio.

53) + Br ----------→ Fenilmetanale; 1-bromofenilmetanolo

54) Propionaldehyde_200 + Cl ----------→ Propanale; 1-cloropropan-1-olo

55) + Br ----------→ 3-metilbutanale; 1-bromo-3-metilbutan-1-olo

56) Butyraldehyde_200 + Cl ----------→ Butanale; 1-clorobutan-1-olo


57) 2-Butanone_Structural_Formula_V.1 + Br ----------→ Butanone; 2-bromobutan-2-olo


58) 3-Pentanone_structure + Cl ----------→ 3-pentanone; 3-cloropentan-3-olo

59) + Br ----------→ 3-esanone; 3-bromoesan-3olo

60) + Cl ----------→ 5-metilesan-3-one; 3-cloro-5-metilesan-3-olo

Esercizi sulle reazioni di idratazione di aldeidi e chetoni

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Esercizio 61

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Esercizi sulle reazioni di addizione nucleofila di alcoli (emiacetali e acetali)

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Esercizio 81

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Esercizi sulle riduzioni biologiche di aldeidi e chetoni col NADH

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Esercizio 101

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Soluzioni agli esercizi

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Esempi di fonti

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