Reazioni degli Idrocarburi

Combustione degli alcani propano propene 2 C H 3 + 9 O 6 = propino C H 3 + 4 O 2  cicloesano

Combustione degli alcani Ossigeno in eccesso: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O Ossigeno in difetto: CH4 + O2 CO + 2 H2O 3 2 CH4 + O2 + H2O metanale

La combustione degli alcani è una rezione RedOx L’Ossigeno è l’ossidante che si riduce -4 +4 -2 -2 CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O Il Carbonio è il riducente che si ossida

La combustione degli alcani è una rezione RedOx -4 +2 -2 -2 3 2 CH4 + O2 CO + 2 H2O +1 -4 H -2 +1 CH4 + O2 + H2O H C O -2 metanale

Scissione dei Legami Omolitica X● ●X X● + ●X Eterolitica - ● X● ●Y X + elettrone spaiato X● ●X X● + ●X due radicali Eterolitica orbitale vuoto lone pair - + ● X● ●Y X + Y atomo più elettronegativo catione elettrofilo acido di Lewis anione nucleofilo base di Lewis

Tipi di reazione Sostituzione Addizione Eliminazione X + Y C Y A B C +

Gli alcani danno reazione di Sostituzione Radicalica H R ' X H è sostituito da X

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Alogenazione del metano Reattività H : 3° > 2° > 1° > CH3-H

Sostituzione radicalica H Cl + Cl2 +HCl

Sostituzione radicalica 1.Inizio . hn, calore 2 C l C l C l Nella prima fase della reazione si scinde il legame Cl - Cl 2.Propagazione H H . . H C H + C l H C H C l H H Nella seconda fase un atomo (radicale) di cloro induce la scissione omolitica di un legame C-H del metano

Iniziatore della reazione 3.Propagazione H C . l + Cl . C l + Iniziatore della reazione Reazione a catena Nella terza fase il radicale metile induce la scissione omolitica di una seconda molecola di cloro.

. . . . . . Termine H H H H H + C C H H C C H H H H H H H + H C C l Cl La reazione a catena si interrompe quando due radicali si combinano per formare una molecola stabile

Sostituzione Radicalica H C l . + 2 Cl 1° 2° 3°

Gli alcheni danno reazioni di addizione B C C + A-B C C sp2 sp3

addizione di idrogeno C H 2 + etene etano H 2 + cicloesene cicloesano

addizione di alogeni C H Br2 Br + etene dibromoetano

addizione di H2O + etene etanolo H + H2O O ciclopentene ciclopentanolo

addizione di HCl etene cloroetano

Il Meccanismo della Addizione Elettrofila carbocatione orbitale pz vuoto H s + p H s Cl H H s H H H+ Cl- C H+ + H Cl- Cl lenta veloce

Addizione di H2O catalizzata da acidi Meccanismo della reazione di Addizione Elettrofila Addizione di H2O catalizzata da acidi H C lenta + C H veloce O + H H C C H H H+ O H O H C H OH H2O è un nucleofilo e non può interagire con l’orbitale p H+ viene recuperato al termine della reazione e può essere considerato un catalizzatore H+ +

1) 2) Addizione elettrofila del Br2 al propene + - - H H C C H C H Br 3 1) 3 + Br - Br catione bromonio + Br C H 3 B r 2) - C B r H 3

Addizione di HCl a un alchene asimmetrico 3 l 2-cloropropano H H C C + HCl H C 3 Cl 1-cloropropano H C H 3 propene

dell’addizione elettrofila Regiospecificità dell’addizione elettrofila H C 3 + carbocatione secondario C H 3 + A) H C 3 + carbocatione primario carbocatione secondario B) + H C 3 l - 2-cloropropano H C 3 l

Stabilità dei carbocationi H R C H C H 3 3 H C H C C H C C 3 3 H H C H 3 metilico primario secondario terziario

Addizione elettrofila C H l H H C C H H C l Addizione 1,2 H C C C H l H H Addizione elettrofila ai dieni coniugati Addizione 1,4

carbocatione allilico H H + C H + C H + carbocatione allilico

carbocatione allilico H C H + H + C C H H H C C H H C H l Addizione 1,2 C H l Addizione 1,4 C l - C l -

Polimerizzazione radicalica dei dieni coniugati H 3 C H 3 R R C H 2 3

R R O C C H H O O Ozonuri

Reazione di formazione C R H O 3 O H R C molozonuro ozonuro O H R C R OH R C H O H2O 2 2 C H2O2 H OH H2O gem-diolo aldeide Reazione di idrolisi

Anche gli Alchini danno reazioni di Addizione Elettrofila

Addizione di bromo al propino C H 3 B r CH3

Addizione di H2O C H 3 O H+ + H20 H C C C H 3 propanone

propanone C H C H O C H O + H+ C H O C H O + enolo protonato enolo + 3 2 enolo protonato + C H 3 O 2 + H+ enolo C H 3 O C H 3 O propanone