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Alcoli Sono composti in cui un idrogeno di un alcano è sostituito da un gruppo OH OH gruppo funzionale Lossigeno ha la stessa geometria dellossigeno dellacqua.

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Presentazione sul tema: "Alcoli Sono composti in cui un idrogeno di un alcano è sostituito da un gruppo OH OH gruppo funzionale Lossigeno ha la stessa geometria dellossigeno dellacqua."— Transcript della presentazione:

1 Alcoli Sono composti in cui un idrogeno di un alcano è sostituito da un gruppo OH OH gruppo funzionale Lossigeno ha la stessa geometria dellossigeno dellacqua Suffisso olo Gli alcoli sono composti che contengono un ossidrile, –OH, legato ad un carbonio ibridato sp 3

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3 Alcuni alcoli hanno più di un ossidrile, come ad esempio 11,2-etandiolo, noto anche come glicol etilenico, usato come liquido anticongelante nei radiatori delle automobili. Altri alcoli hanno molecole grandi e complesse delle quali il gruppo ossidrile costituisce una parte piccola, ma importante: il colesterolo, principale costituente dei calcoli biliari e ben noto fattore di rischio nelle malattie cardiovascolari, ne è un tipico esempio

4 Nomi duso degli alcoli Il nome duso consiste nella parola alcol seguita dal nome del radicale alchilico. La nomenclatura IUPAC prevede luso del suffisso olo. Ad esempio il nome IUPAC dellalcol etilico è etanolo

5 Regole IUPAC: trovo la catena di atomi di carbonio più lunga contenente il gruppo OH; sostituisco con il suffisso -olo la desinenza -o del nome sistematico della porzione; numero la catena carboniosa in modo da dare al gruppo funzionale OH il numero più basso; attribuisco a tutti i sostituenti la propria posizione. IUPAC classica

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7 Legami idrogeno tra molecole di alcoli. Poiché lossigeno è molto più elettronegativo del C e dellH, i legami C- O e O-H sono polari. La polarità del legame O-H porta alla formazione di legami idrogeno tra le molecole di alcol, il che ha come conseguenza lalto punto di ebollizione tipico degli alcoli. La solubilità in acqua dei termini a basso peso molecolare e di quelli più complessi che presentano vari ossidrili (dioli, trioli, … polioli), è riconducibile anchessa alla formazione di legami idrogeno. Queste proprietà rendono gli alcoli buoni solventi per svariate reazioni.

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9 Eteri Gli eteri sono composti organici in cui un ossigeno è legato a due gruppi alchilici.

10 Se i due sostituenti sono uguali, letere si definisce simmetrico. Se i due sostituenti sono diversi, letere è asimmetrico

11 Il nome duso degli eteri si costruisce utilizzando il nome dei due sostituenti alchilici, in ordine alfabetico, seguiti dalla parola etere

12 Nomenclatura Si usano due modi per denominarli. Per gli eteri semplici, il nome deriva direttamente da quelli dei due gruppi alchilici legati allatomo di ossigeno ai quali si aggiunge la parola etere. Per molecole più complesse, il gruppo alchilico (o arilico) più semplice e lossigeno al quale esso è legato sono denominati come gruppo alcossilico (o arilossilico) e considerati come un sostituente della catena più complessa.

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14 Preparazione degli alcoli Addizione di acqua Laddizione di acqua al doppio legame di un alchene fornisce un alcol: ad esempio, il propene viene trasformato dagli acidi diluiti in alcol isopropilico. È unaddizione secondo Markovnikov e la reazione inizia con linterazione tra lelettrofilo, che è lo ione idronio, e il doppio legame.

15 Gli alcoli, come tali, non possono subire una reazione di sostituzione perché il gruppo HO- è un pessimo gruppo uscente

16 Reazioni degli alcoli con acidi alogenidrici Occorre trasformare il gruppo OH - in un buon gruppo uscente (figura in alto). La protonazione cambia il gruppo uscente da HO - in H 2 O, una base abbastanza debole da poter essere sostituita con un nucleofilo (figura in basso).

17 Gli alcoli primari con acidi alogenidrici subiscono reazioni SN2

18 Gli alcoli secondari e terziari subiscono reazioni SN1 con acidi alogenidrici

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20 Reazione di eliminazione Un alcol può subire una reazione di eliminazione perdendo acqua per formare il corrispondente alchene (reazione di disidratazione). La reazione avviene in ambiente acido La reazione segue la regola di Zaitsev La reazione procede con un meccanismo E1 per alcoli secondari e terziari. La reazione avviene piuttosto difficilmente per gli alcoli primari.

21 Meccanismo della disidratazione acido-catalizzata Protonazione dellossigeno alcolico Formazione del carbocatione β eliminazione ad opera dellacqua

22 Reattività degli alcoli nella reazione E1 Poiché la reazione procede con meccanismo E1 dove lo stadio lento è la formazione del carbocatione, la velocità di disidratazione riflette la facilità con cui può formarsi il carbocatione. Gli alcoli terziari sono i più reattivi.

23 Disidratazione acido-catalizzata Gli alcoli, riscaldati in ambiente acido, sono convertiti in alcheni attraverso una via che rappresenta linverso di quella vista per la reazione di idratazione e che viene definita disidratazione, in quanto alla fine del processo si forma una molecola di acqua. Anche in questo caso la velocità di reazione segue lordine: 3° > 2° >1°. Ed infatti per ottenere buone rese, si sfrutta laumento di temperatura che nel caso di alcol 1° è di circa 180 °C, mentre nel caso di un 3° è solo pochi gradi superiore alla temperatura ambiente. Gli alcoli terziari, ed i secondari non stericamente impediti, seguono un meccanismo di tipo E1, al contrario i primari preferiscono un meccanismo di tipo E2, in ogni caso si forma un ione ossonio che perde una molecola di acqua per dare un carbocatione. Il carbocatione, infine, cede un protone allacqua che si comporta da base.

24 Rimozione di acqua in biomolecole ossidrilate mediante catalisi enzimatica

25 Quando possibile, si forma preferenzialmente lisomero E

26 Dissociazione acida degli alcoli

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28 Alcoli vs Tioli: Acidità e basicità I tioli (corrispondenti degli alcoli, in cui lO è sostituito con lo S) sono acidi più forti dei corrispondenti alcoli; tanto forti che, sciolti in soluzione acquosa di idrossido di Na si trasformano completamente nei corrispondenti sali di Na. Al contempo, sono basi più deboli. Lo S si trova sotto lO nella tavola periodica ed è un atomo più grande, quindi la carica negativa sullo S è meno concentrata in ogni singolo punto dello spazio, di quella localizzata sullO. Lanione dello S è perciò più stabile, rispetto al proprio acido coniugato, di quanto non lo sia lanione dellO. Un anione più stabile corrisponde, a una base più debole, a una base che ha minor propensione ad essere protonata per formare il suo acido coniugato. In generale, quindi, muovendosi allinterno di un gruppo della tavola periodica, lacidità di un acido protico cresce con le dimensioni dellatomo a cui è legato il protone.

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30 OSSIDO-RIDUZIONI IN CHIMICA ORGANICA

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32 R-CH 2 -CH 2 -R R-CH=CH-R R-CHOH-CH 2 -R R-CO-CH 2 -R 2H H2OH2O

33 Beta-ossidazione degli acidi grassi

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35 DISOLFURO

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37 Ossidazione del Glutatione (GSH)

38 Reazioni degli eteri Anche il gruppo RO- è un pessimo gruppo uscente come HO- per cui gli eteri come gli alcoli subiscono difficilmente reazione di sostituzione (figura in alto). Tuttavia, come gli alcoli, gli eteri possono essere attivati per protonazione (figura in basso).

39 Epossidi Eteri in cui latomo di ossigeno è parte di un ciclo a tre termini sono chiamati epossidi. Il nome duso deriva dal nome duso dellalchene corrispondente preceduto dalla parola ossido di.

40 Reattività degli epossidi Gli epossidi sono molto più reattivi degli eteri nelle reazioni di sostituzione nucleofila. Infatti la tensione di anello presente nellepossido (ciclo a 3 termini) lo pone a maggiore energia potenziale rispetto alletere il che diminuisce lenergia di attivazione per la reazione di sostituzione.


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