Chimica organica per il liceo/Aldeidi e chetoni/Esercizi
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Esercizi sulla nomenclatura di aldeidi e chetoni
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 1
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Esercizio 2
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Esercizio 3
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...
[modifica | modifica sorgente]Esercizi sulla preparazione e ossidazione di aldeidi e chetoni
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 21
[modifica | modifica sorgente]Spiega perché il PCC permette di ottenere aldeidi da alcoli primari senza formare acidi carbossilici.
Esercizio 22
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]Completa le reazioni indicando e disegnando il prodotto organico ottenuto:
a) 1-propanolo + PCC → ?
b) 2-butanolo + PCC → ?
c) etanolo + DMP → ?
Esercizio 25
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]Quale prodotto si ottiene ossidando il 2-pentanolo? Scrivi:
- formula di struttura
- nome IUPAC del prodotto
Esercizio 27
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]Spiega perché le aldeidi si ossidano più facilmente dei chetoni.
Esercizio 32
[modifica | modifica sorgente]Spiega cosa è il reattivo di Tollens.
Esercizio 33
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
Soluzioni
[modifica | modifica sorgente]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.
23) Alcol secondario, alcol primario, alcol primario, alcol secondario
24) Propanale
2-butanone
etanale
25) 1-propanolo, aldeide, propanale,
26) CH₃CH₂CH₂COCH₃, 2-pentanone
28) (CH3)2CH–CHO, 2-metilpropanale,
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.
39)
2-metilpentanale;
3-metilbutanale;
3-metilpentanale;
40)
esanale;
5-metilesanale;
but-3-en-ale;
Esercizi sulle reazioni di addizione nucleofila di aldeidi e chetoni
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 41
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]Perché aldeidi e chetoni non subiscono una sostituzione nucleofila classica come gli alogenuri alchilici? Spiega il ruolo dell’intermedio tetraedrico alcossido.
Esercizio 43
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]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
[modifica | modifica sorgente]Perché le aldeidi sono generalmente più reattive dei chetoni nelle reazioni di addizione nucleofila?
Esercizio 46
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
H2C=O + Cl− → HOCH2Cl
Esercizio 47
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
CH3CHO + Br− → CH3CH(OH)Br
Esercizio 48
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
CH3CH2CHO + I− → CH3CH2CH(OH)I
Esercizio 49
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
(CH3)2CO + F− → (CH3)2C(OH)F
Esercizio 50
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
H2C=O + CH3O− → HOCH2OCH3
Esercizio 51
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
H2C=O + NH3 → H2C=NH+H2O
Esercizio 52
[modifica | modifica sorgente]Disegna i passaggi della seguente reazione:
(CH3)2CO + OH− → (CH3)2C(OH)2
Esercizio 53
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:
C6H5CHO + Br− → C6H5CH(OH)Br
Esercizio 54
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:
CH3CH2CHO + Cl− → CH3CH2CH(OH)Cl
Esercizio 55
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:
CH3CH(CH3)CH2CHO + Br− → CH3CH(CH3)CH2CH(OH)Br
Esercizio 56
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC dell'aldeide e dell'alcol finale:
CH3CH2CH2CHO + Cl− → CH3CH2CH2CH(OH)Cl
Esercizio 57
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:
CH3COCH2CH3 + Br− → CH3C(OH)BrCH2CH3
Esercizio 58
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:
CH3CH2COCH2CH3 + Cl− → CH3CH2C(OH)ClCH2CH3
Esercizio 59
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:
CH3CH2CH2COCH2CH3 + Br− → CH3CH2CH2C(OH)BrCH2CH3
Esercizio 60
[modifica | modifica sorgente]Disegna la seguente reazione e scrivi il nome IUPAC del chetone e dell'alcol finale:
CH3CH(CH3)CH2COCH2CH3 + Cl− → CH3CH(CH3)CH2C(OH)ClCH2CH3
Soluzioni
[modifica | modifica sorgente]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)
+ Cl− ----------→
Propanale; 1-cloropropan-1-olo
55)
+ Br− ----------→
3-metilbutanale; 1-bromo-3-metilbutan-1-olo
56)
+ Cl− ----------→
Butanale; 1-clorobutan-1-olo
57)
+ Br− ----------→
Butanone; 2-bromobutan-2-olo
58)
+ 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
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 61
[modifica | modifica sorgente]testo
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Esercizi sulle reazioni di addizione nucleofila di alcoli (emiacetali e acetali)
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 81
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Esercizi sulle riduzioni biologiche di aldeidi e chetoni col NADH
[modifica | modifica sorgente]Esercizio 101
[modifica | modifica sorgente]testo
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Soluzioni agli esercizi
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Esempi di fonti
[modifica | modifica sorgente]- LibreTexts Chemistry: Organic Chemistry (Morsch et al.) - Aldeidi e chetoni
- Openstax
- Chemistry Steps: alla fine di ogni capitoletto ci sono esercizi a cui ispirarsi (non ci sono le soluzioni)
- MolView: per disegnare molecole organiche