Chimica organica per il liceo/Le reazioni degli alcheni/Esercizi

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Esercizi sulla preparazione di alcheni: l'eliminazione

• • 1. Prevedi il prodotto principale della reazione del 2-bromo-2-metilbutano con etossido di sodio in etanolo a caldo.
  • 2. Identifica l'alchene maggioritario ottenuto dalla disidratazione acida (con $H_2SO_4$ concentrato) del 2-butanolo.
  • 3. Quale alogenuro alchilico e quale base utilizzeresti per sintetizzare prevalentemente il metilencicloesano tramite eliminazione?
  • 4. Fornisci il prodotto principale della deidroalogenazione del 2-bromopentano utilizzando una base debole e ingombrata come il tert-butossido di potassio ($t-BuOK$).
  • 5. Disponi i seguenti alcol in ordine di reattività crescente verso la disidratazione acido-catalizzata: 1-butanolo, 2-metil-2-propanolo, 2-butanolo.
  • 6. Prevedi il prodotto della reazione di eliminazione E2 del (1R, 2R)-1-bromo-1,2-difenilpropano con etossido di sodio.
  • 7. Disegna o descrivi il prodotto principale che si forma quando il cis-1-bromo-4-tert-metilcicloesano (assumendo il sostituente tert-butile in posizione 4) viene trattato con una base forte.
  • 8. Qual è il prodotto principale della disidratazione del 3,3-dimetil-2-butanolo in presenza di acido solforico? Mostra il riarrangiamento coinvolto.
  • 9. Spiega perché la deidroalogenazione del trans-1-bromo-2-metilcicloesano con una base forte porta a un prodotto diverso rispetto all'isomero cis.
  • 10. Prevedi l'alchene maggioritario risultante dal trattamento del 1-clorobutano con idrossido di potassio in etanolo a riflusso.
    • 11. Quale stereoisomero si forma preferenzialmente dall'eliminazione E2 del 3-bromoesano in presenza di una base forte non ingombrata come il metossido di sodio?
      • A) (Z)-3-esene
      • B) (E)-3-esene
      • C) 2-esene
      • D) 1-esene
    • 12. Cosa si ottiene dalla reazione di solvolisi (meccanismo E1) del 2-cloro-2-metilbutano in acqua a caldo?
      • A) 2-metil-1-butene
      • B) 3-metil-1-butene
      • C) 2-metil-2-butene
      • D) 3-cloro-2-metilbutano
    • 13. Identifica il prodotto principale della disidratazione del 1-cicloesiletanolo in presenza di acido fosforico ($H_3PO_4$) a caldo:
      • A) Vinilcicloesano
      • B) 1-etilcicloesene
      • C) Metilencicloesano
      • D) 3-etilcicloesene
    • 14. Quali sono i prodotti geometrici della reazione del 2-bromobutano con metossido di sodio, e quale tra essi è il maggioritario?
      • A) cis-2-butene e trans-2-butene; il cis è il maggioritario.
      • B) cis-2-butene e trans-2-butene; il trans è il maggioritario.
      • C) Solo 1-butene.
      • D) trans-2-butene e 1-butene in parti uguali.
    • 15. Durante la disidratazione del 2-metilcicloesanolo in ambiente acido, qual è il meccanismo prevalente e il prodotto principale?
      • A) Meccanismo E2; 3-metilcicloesene
      • B) Meccanismo E1; 1-metilcicloesene
      • C) Meccanismo E1; 3-metilcicloesene
      • D) Meccanismo E2; metilencicloesano
    • 16. Un alogenuro alchilico incognito di formula $C_5H_{11}Br$ reagisce con etossido di sodio ($NaOEt$) per dare esclusivamente il 2-metil-2-butene. Qual è la struttura dell'alogenuro di partenza?
      • A) 1-bromopentano
      • B) 2-bromo-3-metilbutano
      • C) 2-bromo-2-metilbutano
      • D) 1-bromo-2-metilbutano
    • 17. Prevedi il prodotto principale della reazione di deidroalogenazione del (2S, 3R)-2-bromo-3-metilpentano tramite meccanismo E2 con una base forte:
      • A) (Z)-3-metil-2-pentene
      • B) (E)-3-metil-2-pentene
      • C) 2-metil-1-pentene
      • D) 3-metil-1-pentene
    • 18. Perché la disidratazione del 2,2-dimetil-1-propanolo (alcol neopentilico) dà luogo a un alchene ramificato nonostante sia un alcol primario?
      • A) Perché la reazione avviene via radicalica.
      • B) Perché l'alcol subisce un riarrangiamento del carbocatione (shift 1,2 di metile) per dare un intermedio terziario più stabile.
      • C) Perché l'acido fosforico frammenta la catena carboniosa.
      • D) Perché si forma un intermedio carbanionico stabile.
    • 19. Qual è il prodotto principale di eliminazione E2 del bromuro di mentile quando viene trattato con etossido di sodio?
      • A) 3-mentene (prodotto di Zaitsev)
      • B) 2-mentene (prodotto di Hofmann)
      • C) Un diene coniugato
      • D) Il mentolo per sostituzione
    • 20. Quale alchene particolare si forma se il 3-cloropropene viene sottoposto a una reazione di eliminazione forzata?
      • A) Propino
      • B) Propadiene (allene)
      • C) Ciclobutene
      • D) Propanolo

Esercizi sull'alogenazione degli alcheni

Esercizio 21: Scrivi il prodotto della reazione tra etene e Br₂ in solvente inerte.

CH₂ = CH₂ + Br₂ → BrCH₂ − CH₂Br

Esercizio 22: Qual è il prodotto principale della reazione tra propene e Cl₂?

CH₃ − CH = CH₂ + Cl₂ → CH₃ − CHCl − CH₂Cl

Esercizio 23: Indica la stereochimica del prodotto ottenuto da cis-2-butene con Br₂.

Esercizio 24: Che prodotto si ottiene dalla bromurazione del trans-2-butene?

Esercizio 25: Scrivi il meccanismo della reazione tra cicloesene e Cl₂.

C₆H₁₀ + Cl₂ → trans − 1,2 − diclorocicloesano

Esercizio 26: L’addizione di Br₂ agli alcheni è sin o anti?

Esercizio 27: Perché Br₂ può comportarsi da elettrofilo?

Esercizio 28: Determina il prodotto della reazione.

CH₂ = CH − (CH₂)₃CH₃ + Br₂ → BrCH₂ − CHBr − (CH₂)₃CH₃

Esercizio 29: Qual è l’intermedio tipico dell’alogenazione degli alcheni?

Esercizio 30: Perché I₂ reagisce poco con gli alcheni?

Esercizio 31: Perché F₂ non viene normalmente usato?

Esercizio 32: Trova il prodotto.

(CH₃)₂C = CH₂ + Br₂ → (CH₃)₂CBr − CH₂Br

Esercizio 33: L’alogenazione con X₂ segue la regola di Markovnikov?

Esercizio 34: Disegna il prodotto della reazione tra ciclopentene e Br₂.

Esercizio 35: Quando si ottiene una miscela racemica?

Esercizio 36: Come si chiama l’intermedio formato con Br₂?

Esercizio 37: Scrivi il prodotto della bromurazione del pent-2-ene.

CH₃ − CH = CH − CH₂ − CH₃ + Br₂ → CH₃ − CHBr − CHBr − CH₂ − CH₃

Esercizio 38: Da quale lato attacca Br^- nello ione bromonio?

Esercizio 39: L’alogenazione degli alcheni è una: sostituzione. eliminazione o addizione elettrofila?

Esercizio 40: Descrivi le due fasi dell’alogenazione di un alchene con Br₂.

Esercizi sulla formazione di aloidrine degli alcheni

Esercizio 41: Scrivi il prodotto della reazione tra etene e HOBr.

CH₂ = CH₂ + HOBr → HOCH₂ − CH₂Br

Esercizio 42: Determina il prodotto principale della reazione tra propene e HOCl.

CH₃ − CH = CH₂ + HOCl → CH₃ − CH(OH) − CH₂Cl

Esercizio 43: Che tipo di reazione è l’addizione di HOX agli alcheni?

Esercizio 44: Quale intermedio si forma durante l’idroalogenazione con HOBr?

Esercizio 45: Nel secondo passaggio della reazione, chi attacca lo ione bromonio?

Esercizio 46: L’addizione di HOBr segue la regola di Markovnikov?

Esercizio 47: Scrivi il prodotto della reazione.

(CH₃)₂C = CH₂ + HOBr → (CH₃)₂C(OH) − CH₂Br

Esercizio 48: L’addizione di HOX è sin o anti?

Esercizio 49: Quale prodotto si forma dalla reazione del cicloesene con HOBr?

cicloesene + HOBr → trans−2−bromocicloesanolo

Esercizio 50: Perché l’acqua attacca lo ione bromonio invece di Br⁻?

Esercizio 51: Qual è l’ultimo passaggio del meccanismo?

Esercizio 52: Scrivi il prodotto dell’addizione di HOCl al but-2-ene.

CH₃ − CH = CH − CH₃ + HOCl → CH₃ − CH(OH) − CHCl − CH₃

Esercizio 53: Qual è la specie elettrofila in HOBr?

Esercizio 54: Perché F₂ e I₂ non vengono usati comunemente?

Esercizio 55: Che cos’è un’aloidrina?

Esercizio 56: Trova il prodotto della reazione tra propene e Br₂ in acqua.

CH₃ − CH = CH₂ + Br₂ + H₂O → CH₃ − CH(OH) − CH₂Br

Esercizio 57: Come si chiamano i prodotti ottenuti con HOX?

Esercizio 58: Perché OH si lega al carbonio più sostituito?

Esercizio 59: Quando il butene reagisce con NBS in presenza di acqua, il bromo si trova sul carbonio meno sostituito. È Markovnikov o anti-Markovnikov?

Esercizio 60: Descrivi il meccanismo completo dell’addizione di HOBr a un alchene.

Esercizi sull'idratazione degli alcheni

Esercizo 1

Spiega perché nell'idratazione acido-catalizzata del 3-metilbut-1-ene si può osservare, oltre al prodotto atteso, anche una quota di 2-metilbutan-2-olo.

Esercizio 2

Quale prodotto principale si ottiene dall'idratazione del propene (CH₃–CH=CH₂) con H₂SO₄ diluito / H₂O?

a) Propan-1-olo

b) Propan-2-olo

c) Etanolo

d) Propanale

Esercizio 3

L'idratazione degli alcheni con catalisi acida è un esempio di quale tipo di reazione?

a) Sostituzione nucleofila (SN1)

b) Eliminazione (E2)

c) Addizione elettrofila

d) Ossidazione

Esercizio 4

Abbina ogni metodo al prodotto ottenuto a partire dal propene (CH₃–CH=CH₂):

metodo: H₂SO₄ diluito / H₂O (Markovnikov, classico), Hg(OAc)₂ / H₂O → NaBH₄ (ossimercuriazione), BH₃·THF → H₂O₂/NaOH (idroborazione), Acido peracetico (CH₃CO₃H) → H₃O⁺.

prodotto: Propan-1-olo (anti Markovnikov), Propan-2-olo (con possibili riarrangiamenti), Propan-2-olo (senza riarrangiamenti), Propan-1,2-diolo (apertura epossido).

Esercizio 5

Spiega perché nell'idratazione acido-catalizzata del 3-metilbut-1-ene si può osservare, oltre al prodotto atteso, anche una quota di 2-metilbutan-2-olo.

Esercizio 6

L’idratazione dell’isobutene produce quale alcol?

Esercizio 7

L'idratazione del 2-metilpropene (CH₂=C(CH₃)₂) con H₂SO₄/H₂O fornisce principalmente:

a) 1-butanolo

b) 2-butanolo

c) 2-metilpropan-1-olo

d) 2-metilpropan-1-olo

Esercizio 8

cosa fornisce prevalentemente l'idratazione del but-1-ene (CH₂=CH–CH₂–CH₃) con H₃O⁺?

Esercizio 9

come si chiama il processo in due fasi BH₃·THF → H₂O₂/NaOH

Esercizio 10

Disegna il prodotto principale dell'idratazione del propene con H₂SO₄ diluito / H₂O (segui la regola di Markovnikov).

Esercizio 11

Nell'ossimercuriazione-riduzione quale coppia di reagenti è usata nel primo passo con l'alchene?

a) HgCl₂ / H₂O

b) Hg(OAc)₂ / H₂O

c) HgSO₄ / H₂SO₄ conc.

d) Hg(NO₃)₂ / NaBH₄

Esercizi sull'idrogenazione degli alcheni

Esercizio 1

Quale alcano si ottiene dall’idrogenazione del propene?

Esercizio 2

Disegna (o descrivi) l’addizione di H₂​ al cis-2-butene.

Esercizio 3

Determina il prodotto: di (CH₃​)₂​C=CH₂​+H₂

Esercizio 4

​Abbina ogni alchene al suo prodotto di idrogenazione completa con H₂ / Pd/C.

​alchene: cicloesene, but-2-ene (cis o trans), propene, etene.

​prodotto: propano, butano, cicloesano, etano

​Esercizio 5

​Qual è il prodotto dell'idrogenazione catalitica del propene (CH₃–CH=CH₂) con H₂ e Pd/C?

​a) Propano

​b) Butano

​c) Cicloesano

​d) Etano

​Esercizio 6

Spiega perché il calore di idrogenazione del benzene (−208 kJ/mol) è molto inferiore a quello previsto per un "cicloesatriene" ipotetico (−360 kJ/mol). Cosa indica questa differenza?

Esercizio 7

Abbina ogni alchene al suo calore di idrogenazione approssimativo (ΔH°, kcal/mol).

alchene: 3-metil-1-butene, 2-metil-1-butene, 2-metil-2-butene, propene

calore di idrogenazione: -30,3 kcal/mol, -26,9 kcal/mol, -28,5 kcal/mol, -29,g kcal/mol

Esercizio 8

Disegna il prodotto dell'idrogenazione del cicloesene con H₂ - Pd/C.

Esercizio 9

L’idratazione del propene produce principalmente:

a) 1-propanolo

b) 2-propanolo

c) propanale

d) propano

Esercizio 10

Quale composto si ottiene da: CH₂​=CH₂​+H₂​O

a) etano

b) etanale

c) etanolo

d) etino

Esercizio 11

Vero o Falso (se falso motiva la risposta):

- Un alchene più sostituito ha un calore di idrogenazione maggiore (più negativo) di uno meno sostituito?

- L'idrogenazione catalitica degli alcheni è una reazione esotermica?

- L'idrogenazione del benzene avviene nelle stesse condizioni di quella degli alcheni semplici?

...

Soluzioni agli esercizi

• • 1. 2-metil-2-butene. Trattandosi di un alogenuro alchilico terziario con una base forte non ingombrata ($EtO^-$), la reazione segue un meccanismo E2 guidato dalla regola di Zaitsev, portando all'alchene più sostituito e stabile.
  • 2. trans-2-butene (oppure (E)-2-butene). La disidratazione degli alcol secondari avviene via E1. Il carbocatione intermedio 2-butyl perde un protone per dare l'alchene più sostituito; l'isomero trans è favorito rispetto al cis per ragioni di minor ingombro sterico.
  • 3. Bromometilcicloesano (alogenuro primario) e una base forte molto ingombrata come il tert-butossido di potassio ($t-BuOK$). Essendo una base ingombrata, attaccherà l'idrogeno meno impedito stericamente (cinetico), favorendo il prodotto di Hofmann (il doppio legame esociclico).
  • 4. 1-pentene. L'uso di una base stericamente ingombrata come il tert-butossido estrae preferenzialmente il protone più accessibile (sul carbonio primario C1 anziché sul C3), portando all'alchene meno sostituito (prodotto di Hofmann).
  • 5. 1-butanolo < 2-butanolo < 2-metil-2-propanolo. La velocità di disidratazione acida segue la stabilità del carbocatione intermedio: primario (molto lento, meccanismo E2 alternativo), secondario, terziario (molto veloce, via E1).
  • 6. (Z)-1,2-difenilpropene. La reazione E2 richiede una geometria anti-coplanare tra l'idrogeno e il bromo. Ruotando il legame C-C per ottenere la conformazione anti, la successiva eliminazione concertata forza i gruppi fenilici a trovarsi sullo stesso lato nel doppio legame.
  • 7. 4-tert-butylcicloesene. Nel cis-1-bromo-4-tert-metilcicloesano, l'ingombrante gruppo tert-butile blocca la conformazione della sedia in posizione equatoriale. Di conseguenza, il bromo si trova in posizione assiale, il che permette la necessaria disposizione anti-coplanare con gli idrogeni adiacenti per l'eliminazione E2.
  • 8. 2,3-dimetil-2-butene. La protonazione dell'alcol e la perdita di acqua formano un carbocatione secondario sul C2. Avviene un riarrangiamento con migrazione di idruro o di metile (in questo caso shift 1,2 di metile) per generare un carbocatione terziario più stabile sul C3. La successiva deprotonazione dà l'alchene tetrasostituito.
  • 9. Nel trans-1-bromo-2-metilcicloesano, per avere il bromo assiale (necessario per l'anti-coplanarità E2), anche il gruppo metile deve trovarsi in assiale, limitando gli idrogeni anti-coplanari disponibili e portando prevalentemente al 3-metilcicloesene (prodotto meno sostituito). Nel cis, il bromo assiale coesiste con il metile equatoriale, consentendo l'eliminazione verso l'idrogeno sul carbonio terziario per dare l'1-metilcicloesene (Zaitsev).
  • 10. 1-butene. Essendo un alogenuro alchilico primario privo di ramificazioni, la rimozione dell'idrogeno in beta può avvenire solo sul C2, generando l'unico alchene possibile.
    • 11. Risposta corretta: B. L'eliminazione porta preferenzialmente all'isomero geometrico a minore energia (trans o E), in cui le catene alchiliche si trovano in posizioni opposte, minimizzando l'ingombro sterico nello stato di transizione.
    • 12. Risposta corretta: C. Le condizioni di solvolisi con un nucleofilo/base debole ($H_2O$) favoriscono il meccanismo E1 attraverso un carbocatione terziario stabile. La rimozione del protone segue la regola di Zaitsev, generando l'alchene trisostituito (2-metil-2-butene).
    • 13. Risposta corretta: B. Il carbocatione secondario che si forma inizialmente subisce una migrazione di idruro (shift 1,2) trasformandosi in un carbocatione terziario sull'anello cicloesanico. La successiva deprotonazione fornisce l'1-etilcicloesene, che possiede il doppio legame endociclico più sostituito.
    • 14. Risposta corretta: B. La deidroalogenazione del 2-bromobutano produce sia l'isomero cis che quello trans del 2-butene (prodotto di Zaitsev). L'isomero trans (E) è il maggioritario perché sperimenta meno tensioni steriche rispetto al cis (Z).
    • 15. Risposta corretta: B. La disidratazione degli alcol secondari ciclici avviene via E1. Il carbocatione secondario iniziale subisce un riarrangiamento di idruro per diventare un carbocatione terziario più stabile; la perdita del protone genera l'1-metilcicloesene (prodotto più sostituito).
    • 16. Risposta corretta: C. Il 2-bromo-2-metilbutano è un alogenuro alchilico terziario. La presenza del bromo sul carbonio ramificato fa sì che l'eliminazione elimini l'idrogeno dal C3, portando in modo altamente selettivo all'alchene trisostituito.
    • 17. Risposta corretta: B. Poiché il meccanismo E2 richiede una geometria rigorosamente anti-coplanare (o anti-periplanare) tra l'atomo di idrogeno in beta e il bromo uscente, l'analisi conformazionale dello stereoisomero (2S, 3R) mostra che i gruppi voluminosi si dispongono in modo da generare selettivamente l'isomero (E)-3-metil-2-pentene.
    • 18. Risposta corretta: B. Nonostante sia un alcol primario, l'estremo ingombro sterico del carbonio beta quaternario assiste la perdita della molecola d'acqua attraverso la migrazione simultanea di un gruppo metilico. Questo genera un carbocatione terziario che, dopo la deprotonazione, produce il 2-metil-2-butene.
    • 19. Risposta corretta: B. Nel bromuro di mentile, i requisiti geometrici trans-diassiali della reazione E2 forzano l'eliminazione a spendersi esclusivamente verso il C2. L'idrogeno sul C4 non può posizionarsi in anti-coplanare rispetto al bromo senza destabilizzare l'anello, portando così al prodotto meno sostituito (2-mentene, eccezione alla regola di Zaitsev).
    • 20. Risposta corretta: B. L'eliminazione di un idrogeno in presenza di un legame insaturo adiacente porta alla formazione di doppi legami cumulati, generando il propadiene (chiamato comunemente allene).

Soluzione esercizio 21: Si ottiene 1,2-dibromoetano tramite addizione anti.

Soluzione esercizio 22: Si forma 1,2-dicloropropano.

Soluzione esercizio 23: L’addizione è anti, quindi si ottiene una miscela racemica di:

• (2R,3R)-2,3-dibromobutano
• (2S,3S)-2,3-dibromobutano

Soluzione esercizio 24: Si ottiene il meso-2,3-dibromobutano.

Soluzione esercizio 25:

1. Formazione dello ione cloronio ciclico.
2. Attacco backside dello ione Cl^-.
3. Formazione di trans-1,2-diclorocicloesano.

Soluzione esercizio 26: È una anti-addizione.

Soluzione esercizio 27: Il doppio legame polarizza Br₂ inducendo un dipolo:

• Brδ+ — Brδ−

Il Brδ+ viene attaccato dal legame π.

Soluzione esercizio 28: Si ottiene 1,2-dibromoesano.

Soluzione esercizio 29: Uno ione alonio ciclico (bromonio o cloronio).

Soluzione esercizio 30: Perché la reazione è termodinamicamente sfavorita e molto lenta.

Soluzione esercizio 31: Perché reagisce in modo troppo violento ed esplosivo.

Soluzione esercizio 32: Si forma 1,2-dibromo-2-metilpropano.

Soluzione esercizio 33: No. La reazione non è regioselettiva.

Soluzione esercizio 34: Si ottiene trans-1,2-dibromociclopentano.

Soluzione esercizio 35: Quando l’alchene di partenza è achirale e il prodotto genera nuovi centri stereogenici.

Soluzione: Ione bromonio.

Soluzione esercizio 37: Si ottiene 2,3-dibromopentano.

Soluzione esercizio 38: Dal lato opposto rispetto al bromo ponte → attacco backside.

Soluzione esercizio 39: È una addizione elettrofila.

Soluzione esercizio 40: Fase 1: Il doppio legame attacca Br₂ formando uno ione bromonio. Fase 2: Br⁻ apre l’anello con attacco anti.

Soluzione esercizio 41: Si ottiene 2-bromoetanolo (una bromoidrina).

Soluzione esercizio 42: Si forma 1-cloro-2-propanolo.

L’OH va sul carbonio più sostituito (Markovnikov).

Soluzione esercizio 43: È una addizione elettrofila.

Soluzione esercizio 44: Uno ione bromonio ciclico.

Soluzione esercizio 45: L’acqua (H₂O) agisce da nucleofilo.

Soluzione esercizio 46: Sì. Il gruppo OH si lega al carbonio più sostituito.

Soluzione esercizio 47: Si ottiene 1-bromo-2-metil-2-propanolo.

Soluzione esercizio 48: È prevalentemente anti-addizione.

Soluzione esercizio 49: Si forma trans-2-bromocicloesanolo.

Soluzione esercizio 50: Perché è presente in concentrazione maggiore ed è un nucleofilo più efficace nel solvente acquoso.

Soluzione esercizio 51: Una reazione acido-base: l’ossigeno perde un protone formando l’aloidrina neutra.

Soluzione esercizio 52: Si ottiene 3-cloro-2-butanolo.

Soluzione esercizio 53: Il bromo agisce come elettrofilo (Brδ+).

Soluzione esercizio 54:

• F₂ reagisce troppo violentemente.
• I₂ reagisce troppo lentamente.

Soluzione esercizio 55: Un composto che contiene: un gruppo OH e un alogeno su carboni adiacenti.

Soluzione esercizio 56: Si ottiene 1-bromo-2-propanolo.

Soluzione esercizio 57: Si chiamano aloidrine.

Soluzione esercizio 58: Perché durante il meccanismo si sviluppa maggiore carattere carbocationico sul carbonio più stabile.

Soluzione esercizio 59: È una addizione anti-Markovnikov per il bromo.

Soluzione esercizio 60:

Fase 1: L’alchene polarizza Br₂ e forma uno ione bromonio.

Fase 2: L’acqua attacca il carbonio più sostituito dal lato opposto.

Fase 3: Perdita di H⁺ e formazione dell’aloidrina.

ESERCIZI SULL'IDRATAZIONE

esercizio 1: Il but-1-ene si protona al C1 generando un carbocatione secondario al C2. Questo può subire un riarrangiamento 1,2-H (migrazione di idruro dal C3 al C2) con formazione di un carbocatione terziario al C2 del 2-metilbutano. Il carbocatione terziario, più stabile, viene poi catturato dall'acqua dando 2-metilbutan-2-olo. Si osserva quindi una miscela di prodotti: quello di Markovnikov diretto e quello derivante dal riarrangiamento.

esercizio 2: propan-2-olo

esercizio 3: addizione elettrofila

esercizio 4: H₂SO₄/H₂O → propan-2-olo (riarrangiamenti possibili). Ossimercuriazione → propan-2-olo (no riarrangiamenti). Idroborazione → propan-1-olo. Acido peracetico → Propan-1,2-olo (apertura epossido .

esercizio 5: Il prodotto atteso è il 3-metilbutan-2-olo, ottenuto per protonazione del C1 e attacco dell'acqua sul carbocatione secondario al C2, tuttavia si osserva anche una quota significativa di 2-metilbutan-2-olo. Nel primo passo, l'H⁺ si addiziona al C1 generando un carbocatione secondario al C2. Questo intermedio può subire una migrazione 1,2-H: l'idrogeno sul C3 adiacente migra con la sua coppia di elettroni dal C3 al C2⁺, convertendo il carbocatione secondario in un carbocatione terziario al C3, energeticamente più stabile grazie alla maggiore iperconiugazione dei tre sostituenti alchilici. L'acqua attacca il carbocatione terziario e, dopo deprotonazione, fornisce il 2-metilbutan-2-olo . Si osserva una miscela perché i due eventi sono in competizione cinetica.

esercizio 6: 2-metil-2-propanolo

esercizio 7: 2-metilpropan-2-olo

esercizio 8: butan-2-olo

esercizio 9: idroborazione-ossidazione

esercizio 10: Propan-2-olo

esercizio 11: Hg(OAc)₂ / H₂O

ESERCIZI SULL'IDROGENAZIONE

esercizio 1: Il propano.

esercizio 2: - Il doppio legame C=C del cis-2-butene si rompe.

- I due atomi di idrogeno si aggiungono ai carboni del doppio legame.

- Serve un catalizzatore metallico come Pd, Pt o Ni.

- Il prodotto finale è butano.

Poiché il prodotto è un alcano senza doppio legame, non esiste più distinzione cis/trans nel prodotto finale.

esercizio 3: 2-metilpropano (isobutano)

esercizio 4: Cicloesene → cicloesano. But-2-ene → butano. Propene → propano. Etene → etano.

esercizio 5: Propano

esercizio 6: La differenza di circa 150 kJ/mol tra il valore atteso per un cicloesatriene privo di delocalizzazione (−360 kJ/mol) e quello misurato per il benzene (−208 kJ/mol) è l'energia di risonanza (o di delocalizzazione) del benzene. Il benzene è molto più stabile di tre doppi legami isolati grazie alla delocalizzazione degli elettroni π nell'anello aromatico. Questa stabilità extra spiega perché il benzene rilascia meno calore durante l'idrogenazione e richiede condizioni più drastiche.

esercizio 7: Propene → -30,3 kcal/mol. 3-metil-1-butene → -29,9 kcal/mol. 2-metil-1-butene → -28,5 kcal/mol. 2-metil-2-butene → -26,9 kcal/mol

esercizio 8:

esercizio 9: 2-propanolo.

esercizio 10: etanolo

esercizio 11: 1) Falso: gli alcheni più sostituiti sono più stabili (iperconiugazione), quindi il loro calore di idrogenazione è meno negativo. Etene: −137 kJ/mol; 2-metilbut-2-ene: −112 kJ/mol.

2) Vero

3) Falso: il benzene richiede condizioni molto più drastiche (temperatura e pressione elevate, catalizzatori come Ni o Rh) rispetto agli alcheni, a causa della stabilizzazione aromatica.

Esempi di fonti

• LibreTexts Chemistry: Organic Chemistry (Morsch et al.)
• Openstax: esercizi1 - soluzioni1
• Chemistry Steps: alla fine di ogni capitoletto ci sono esercizi a cui ispirarsi (non ci sono le soluzioni)
• MolView: per disegnare molecole organiche