1 Esercitazione n. 16 - Reazioni e meccanismi di acidi carbossilici e derivati. 1. Scrivere i prodotti (specificandone il nome) che si ottengono quando l'acido butanoico viene fatto reagire con ciascuno dei seguenti composti: CH 3 CH 2 CH 2 C O OH 1. LiAlH 4 2. H 2 O CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH 1-butanolo CH 3 CH 2 CH 2 C O OH + C O Cl .. a) LiAlH 4 e poi acqua b) cloruro di benzoile C O CH 3 CH 2 CH 2 C O O anidride benzoica butanoica c) etanolo, in ambiente acido CH 3 CH 2 CH 2 C O OH CH 3 CH 2 OH + H + CH 3 CH 2 CH 2 C O O CH 2 CH 3 + H 2 O butanoato di etile d) metanammina e poi riscaldamento CH 3 CH 2 CH 2 C O OH + CH 3 NH 2 CH 3 CH 2 CH 2 C O O - CH 3 NH 3 + butanoato di metilamonio Δ CH 3 NH CH 3 CH 2 CH 2 C O N-metilbutanammide
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Esercitazione n. 16 - Reazioni e meccanismi di acidi carbossilici e derivati.
1. Scrivere i prodotti (specificandone il nome) che si ottengono quando l'acidobutanoico viene fatto reagire con ciascuno dei seguenti composti:
CH3 CH2 CH2 CO
OH 1. LiAlH42. H2O
CH3 CH2 CH2 CH2 OH1-butanolo
CH3 CH2 CH2 CO
OH+
C O
Cl..
a) LiAlH4 e poi acqua
b) cloruro di benzoile
CO
CH3 CH2 CH2 CO
O
anidride benzoica butanoica
c) etanolo, in ambiente acido
CH3 CH2 CH2 CO
OHCH3 CH2 OH+
H+CH3 CH2 CH2 C
O
O CH2 CH3+ H2O
butanoato di etile
d) metanammina e poi riscaldamento
CH3 CH2 CH2 CO
OH+ CH3 NH2 CH3 CH2 CH2 C
O
O -CH3 NH3
+
butanoato di metilamonio
ΔCH3NH
CH3 CH2 CH2 CO
N-metilbutanammide
2
2. Scrivere i prodotti (specificandone il nome) che si ottengono quando ilcloruro di acetile viene fatto reagire con ciascuno dei seguenti composti:
i) 1-naftalenammina + anidride acetica, in presenza di piridina
++
CH3 CO
O-NH2
+CH3 C
O
OCH3 C
O
NNH C
O
CH3
NH
N-(1-naftil)acetammide acetato di piridinio
13. Scrivere i prodotti che si ottengono per riscaldamento, in ambiente acido, dei seguenti composti:
a) acido ossalico (= acido etandioico)
b) acido acetoacetico (= acido 3-ossobutanoico)
H+
ΔCO2 +CO2H
CO2H H COH
O
C CH2 COH
OCH3
OH+
ΔCO2 + C CH3CH3
O
c) acido lattico (= acido 2-idrossipropanoico)
α2
H+
Δ + 2 H2O
CH3CH C
O
CH3
CHCO
O
OCH3CH COH
OOH
ORALE
ORALE
14
d) acido ftalico (= acido o-benzendioico)
e) acido 2-idrossibutanoico
f) acido 3-idrossibutanoico
H+
ΔH2O+
OH
O
OH
O
O
O
O
CH CH2 COH
OCH3
OH
β
H+
ΔCH CH C
OH
OCH3
+ H2O
γ
H+
Δ+ H2OCH2 CH2 C
OH
OCH2
OH
CH2
CH2 CO
CH2
O
β
H+
Δ+ H2OCH CH C
OH
OCH3CH CH2 C
OH
OCH3
OH
g) acido 4-idrossibutanoico
H+
Δ+ CO2CH2
CO2H
CO2HCH3
CO2H
h) acido malonico (= acido propandioico)
i) acido 2-amminopentanoico
l) acido 3-amminopentanoico
α2 H+
Δ + 2 H2O
CH2CH C
O
CH2
CHCNH
O
NH
CH2
CH2
CH3
CH3
CH2 CH COH
ONH2CH2CH3
β
H+
Δ+ NH3CH CH C
OH
OCH2CH3
CH CH2 COH
OCH2
NH2CH3
m) acido 4-amminopentanoico
γ
H+
Δ + H2OCH2
CH2 CO
CH2
NHCH2 CH2 COH
OCHNH2
CH3
ORALE
15
n) acido piruvico (= acido 2-ossopropanoico)H+
Δ+ CO2CH3 C C
OH
OO
CH3 CO
H ORALE
14. Scrivere i prodotti (specificandone il nome) che si ottengono quando il cloruro di acetile viene fatto reagire con ciascuno dei seguenti composti:a) ioduro di isopropilmagnesio e poi acqua ed acido
H2O
1. (CH3)2CHMgBr
2.
2,3,4-trimetil-3-pentanolo
CH3 COH
CHCH
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CO
Cl
c) dietilcuprato di litio
b) difenil cadmio
+ feniletanonefenil metil chetoneCH3 C
O
CH3 CO
ClCd
+ [(CH3CH3)2Cu]Libutanone
CH3 CO
Cl CH3 CO
CH3CH2
15. Completare le seguenti reazioni, specificando i nomi dei composti organici che si ottengono:
+ ( )2
5-esen-3-oneCH3 CH2C
O
ClCH2 CH CH2 Cd CH3 CH2 C
OCH2CH CH2
a) cloruro di propanoile + diallil cadmio
b) cloruro di propanoile + diisopropil cuprato di litio
c) cloruro di butanoile + dipropil cadmio
CH3 CH2CO
Cl+ [(CH3)2CH]2Cu-Li+ CH3 CH2 C
OCHCH3
CH3
2-metil-3-pentanone
CH2CO
ClCH3CH2
+CH2CH2
CdCH3
CH2CH2CH3CH2C
OCH3CH2CH2 CH2CH3CH2
4-eptanone
16
+..
-
Cl-
CCl
O CH3CH2O CO CH3CH2OC ClO
CH3CH2 OH
CH3 CO
Cl + CH3 NH2
..-
CH3NH3CH3 CO
Cl
+CH3NH3CH3 C
O+
H+CH3NHCH3 C
O
16. Scrivere il meccanismo delle sostituzioni nucleofile al carbonio acilico cheportano:
b) all'N-metiletanammide dal cloruro di acetile (= etanoile).
a) al benzoato di etile dal cloruro di benzoile
17. Scrivere il meccanismo della reazione acido-catalizzata dell'acido aceticocon etanolo.
CH3 CO
OH + H+ CH3 CO
OH
H+
CH3 CO
OH
H
+
CH3CH2 OH
H2OCH3 COH
OHO CH2CH3H +
CH3 COH2
OHO CH2CH3
+
+ CH3
O
O CH2CH3
C
H
CH3
O
O CH2CH3
C
H
+
+
H+ + CH3 CO
O CH2CH3
17
18. a) Quando l'acido maleico (= cis-butendioico) viene scaldato a 200°C, perde unamolecola di acqua e si trasforma in anidride maleica (= cis-butendioica). Il diastereomero dell'acido maleico, l'acido fumarico, richiede una temperatura moltopiù alta per disidratarsi e quando lo fa, dà anch'esso anidride maleica. Spiegare.
Δ
H2OCC CH
H C
OH
O
O
OHO
O
O
CC CH
C
OH
O
O
OH H
Δ
non puòciclizzare
CC CH
C
OH
O
O
OH H
.
. CC CH
H C
OH
O
O
OH
.
.Δ
H2O
O
O
O
CO
Cl + :NH3
CO
Cl
NH3
-+
CO
NH3+Cl-
:NH3
+NH4
CO
NH2
25. Scrivere i meccanismi delle seguenti reazioni: a) cloruro di benzoile + ammoniaca (in eccesso);
b) cloruro di esanoile + cicloesanammina (in eccesso).
CH2 CO
CH2CH2CH3 CH2 Cl +NH2
..
CH2 CO
CH2CH2CH3 CH2
ClNH2+
-
Cl-CH2 C
OCH2CH2CH3 CH2 NH2
+
NH2
NH3+
CH2 CO
CH2CH2CH3 CH2 NH
27. Scrivere il meccanismo della reazione tra cloruro di metilpropanoile e cicloesanolo.
CH3 CH CO
ClCH3
+
OH:
OHCH3 CH CO
ClCH3
-+
OCH3 CH CO
CH3
Es. 26: ORALE
18
30. Indicare come si possono sintetizzare i seguenti composti, (1) a partire da cloruro di benzoile e tutti i reagenti necessari, (2) a partire da acido benzoico e tutti i reagenti necessari:
a) N,N-dimetilbenzammide
C NO CH3
CH3 (CH3)2NH
eccesso
CClO
C OHO
(CH3)2NH +
-
(CH3)2NH2+
C OOΔ
(CH3)2NHC
N
N
DCC
CN NH
CO
O
+
ORALE
c) benzoato di metile
b) benzoato di isopropile
C OO CH CH3CH3
+
C ClO
CH3CH CH3
OH
+ +DCC
C OHO
CH3CH CH3
OH
++ +
-C ClO
CH3OH
C OO CH3 C OHO
CH2 N N
ORALE
ORALE
19
35. Mostrare come i seguenti chetoni si possano ottenere dagli acidi indicati:
b) cicloesil metil chetone, da acido cicloesancarbossilico
a) 1-fenil-1-propanone da acido propanoico (due modi, uno dei quali un'acilazione di Friedel-Crafts)
CO
CH2CH3 + 2Li
CH3CH2COH
O
AlCl3CH3CH2C
Cl
O+PCl3 CH3CH2C
OH
O
CO
CH3
C OH
O
+ CH3Li2
CH3COH
O+ 2
Li
38. Scrivere le reazioni che permettono di ottenere i seguenti alcooli, a partire dal propanoato di metile:
a) 2-metil-2-butanolo
+ RMgXR' OR"
O
R' R
OR' R
OH
R
R'CH2C OCH3
OCH3
dall'estere
dal compostoorganometallico
C CH2 CH3
OH
CH3
CH3 CH2C OCH3
OCH3 + CH3MgI
oppure CH3Li
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d) 3-etil-2,4-dimetil-3-pentanolo
b) 3-etil-3-pentanolodall'estere
C CH2 CH3
OH
CH2
CH2CH3
CH3
dal compostoorganometallico
CH2C OCH3
OCH3 + CH3CH2MgI
oppure CH3CH2Li
c) 1,1-difenil-1-propanolo dall'estere
C CH2 CH3
OH
dal compostoorganometallico
+ oppureCH2 C OCH3
OCH3
MgBr Li
dall'estere
dal compostoorganometallico
dal compostoorganometallico
C CH CH3
OH
CH2
CHCH3
CH3
CH3 CH3+ (CH3)2CHMgBr
oppure (CH3)2CHLi
CH2C OCH3
OCH3
b) da acido pentanoico a pentanoato di metile (due modi)?
i) da metilenecicloesano ad acido 1-metilcicloesancarbossilico
?CH3
CO2HCH2 1 C in più
+ HBr
CH3
BrCH2
CH3
CO2HMg 1.
2. H2O
O C OCH3
MgBr
j) da metilenecicloesano ad acido cicloesiletanoico
CH2 CH2 CO2H?
HBr
ROOR
Mg
CN-H+
CH2 BrCO2
CH2 CO2HCH2
H2O
m) da metossibenzene a p-metossibenzammide
O CH3
O CH3NH2
O
?
-CONH2 -COCl + NH3 -CO2H -CH3oppure
-CONH2 -COCl + NH3 -CO2H -CN -NH2
O CH3 CH3ClAlCl3
O CH3
CH3
[O]O CH3
COH
O
PCl3
O CH3
CCl
O
NH3
O CH3NH2
O
HNO3
H2SO4
O CH3
NO2
[H] O CH3
NH2
O CH3HNO2 +
CuCNO CH3
CN
H2O
H+
O CH3OH
Oecc.
O CH3
N2
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a) alcool benzilico → cloruro di benzile fenilacetonitrile → acido fenilacetico
CH2OH CH2CO2HCH2Cl CH2C N
SOCl2 PCl3o
oPCl5
C N- H2O, H+
40. Completare le seguenti reazioni, specificando i reagenti che occorrono per ciascuna trasformazione:
d) 1-pentanolo → acido esanoico
b) Cloruro di terz-butile → cloruro di terz-butil magnesio → acido 2,2-dimetilpropanoico
c) 1-pentanolo → acido pentanoico
CH3 C ClCH3
CH3
CH3 C MgClCH3
CH3
CH3 C CO2HCH3
CH3
Mg CO2 e poi H+
CH2 CH2CH2CH3 CH2 OH CH2 CO2HCH2CH3 CH2stesso n° di C
ossidante
CH2 CH2CH2CH3 CH2 OH CH2 CH2CH2CH3 CH2 CO2H 1 C in più
PCl3CH2 CH2CH2CH3 CH2 Cl C N-
CH2 CH2CH2CH3 CH2 C N
H2O, H+
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57. Per trasformare ciascuno dei seguenti composti nei prodotti richiesti, ènecessaria una serie di reazioni. Alcuni dei prodotti delle reazioni intermedie sono indicati, altri no. Scrivere le reazioni ed i reagenti:
b) 1-esanolo ad acido 2-metilesanoico, attraverso il 2-cloroesano
a) 1-esanolo ad acido eptanoico, attraverso l'eptanonitrile
CH2 CH2CH2CH2 OHCH2CH3 CH2 CH2CH2CH2 CH2 CO2HCH31 C in più
PCl3 - H2O, H+
CH2 CH2CH2CH2 CH2 ClCH3C N CH2 CH2CH2CH2 CH2 C NCH3