Idrocarburi Alifatici

Alcano R-CH2-CH2-R CnH2n+2Questo è il massimo rapporto H/C per un

dato numero di atomi di carbonio.

Alchene R-CH=CH-R CnH2nOgni  doppio legame riduce il numero di

atomi di idrogeno di 2.

Alchino R-CC-R CnH2n-2Ogni  triplo  legame riduce il numero di

atomi di idrogeno di 4.

  REGOLE IUPAC PER LA NOMENCLATURA DI ALCHENI E CICLOALCHENI 

Il suffisso ene  indica un alchene o un  cicloalchene.

La catena più lunga scelta per denominare il composto deve comprendere entrambi gli atomi di carbonio del doppio legame.

La catena deve essere numerata cominciando dal carbonio terminale più vicino al doppio legame. Se il doppio legame è al centro della catena, e se un sostituente è presente, si numera la catena in modo che il sostituente abbia il numero più basso.

Il più piccolo dei due numeri che designano il doppio legame viene usato per individuare la posizione del doppio legame all'interno della catena.

Nei cicloalcheni, agli atomi di carbonio del doppio legame vengono assegnati i numeri 1 e 2. Quale dei due sia il numero 1 si decide in base alla regola del  sostituente più vicino.

Gruppi sostituenti contenenti doppi legami sono:H2C=CH-   gruppo vinile

H2C=CH-CH2-   gruppo allile 

Esempi di Nomenclatura di Alcheni

Esempi di Nomenclatura di Alcheni

Esempi di Nomenclatura di Cicloalcheni ed Alchini

Orbitali Atomici del Carbonio

C:1s2 2s2 2p2

Orbitali Ibridi sp2 e Formazione del Doppio Legame C=C

L’Isomeria Cis-Trans negli Alcheni

Esempi di Isomeria Cis-Trans negli Alcheni

 

Le Regole di Sequenza per l'Assegnamento della Configurazione degli Alcheni

Assegnare le priorità ai gruppi sostituenti legati a ciascun atomo di carbonio, osservando gli atomi legati direttamente ai carboni costituenti il doppio legame.  

Più elevato è il numero atomico dell'atomo legato direttamente al carbonio, più elevata è la sua priorità.  Per esempio, H- < C- < N- < O- < Cl-.

Se due sostituenti hanno la stessa priorità considerando gli atomi legati direttamente al carbonio del doppio legame bisogna considerare i sostituenti sugli atomi via via più distanti dal doppio legame fino a che non si trova una differenza. Per esempio, CH3- <

C2H5- < ClCH2- < BrCH2- < CH3O-. 

Gli atomi dei sostituenti legati con legami multipli si considerano equivalenti ad atomi recanti solo legami semplici. Per esempio, C=O equivale a C(-O)2.

Se il sostituente con la più alta priorità presente sul carbonio 1 ed il sostituente con la più alta priorità presente sul carbonio 2 si trovano dalla stessa parte del doppio legame l'isomero è Z altrimenti l'isomero è E.   

Le Quattro Classi Principali di Reazioni

 

Addizione Eliminazione

Sostituzione Trasposizione

 

 

Processi Omolitici ed Eterolitici 

Rottura di un Legame 

Formazione di un Legame

 

Elettrofili e Nucleofili

 

Elettrofilo:   Si definisce elettrofilo un atomo, uno ione o una molecola elettron-deficiente che mostra affinità per una coppia elettronica e che perciò cercherà di legarsi ad  un nucleofilo (o base di Lewis).

 

Nucleofilo:   Si definisce nucleofilo un atomo, ione o molecola che possiede una coppia di elettroni che può impegnare nella formazione di un legame chimico per reazione con un elettrofilo (o acido di Lewis).

Basicità e Nucleofilicità 

Base I (-) Cl (-) H2O CH3CO2(-) RS(-) CN(-) RO(-) NH2

(-) CH3(-)

Acido Coniugato

HI HCl H3O(+) CH3CO2H RSH HCN ROH NH3 CH4

pKa -9 -7 -1.7 4.8 8 9.1 16 33 48

 

Nucleophilicity: CH3CO2 (-) < Cl(-) < Br(-) < N3

(-) < CH3O(-) < CN(-) < I(-) < CH3S

(-)

In soluzione di DMSO  

Nucleophilicity: I(-) < Br(-) < Cl(-) ~ N3(-) < CH3CO2

(-) < CN(-) ~ CH3S(-) < CH3O

(-)

.  

Reazione ad un singolo stadio, endotermica

Reazione ad un singolo stadio, esotermica

Reazione a due stadi, esotermica

 

Equilibrio e Velocità di una Reazione

aA + bB cC + dD

Keq. =[C]c[D]d

[A]a[B]b

Keq. = e-E/RT

E = 0, Keq. =1

Keq. >1

Keq. <1E > 0,

E < 0,

V= cost.e-E/RT

Addizione di HBr all'Etilene        

Meccanismo dell'Addizione Elettrofila di HBr agli Alcheni

H H

CC

HH

+ H+H H

C

H

H H

+1o Stadio

+ Br- H HCC

H

H H

Br

2o StadioH HC

H

H H

+

Diagramma Energetico per l'Addizione di HX all'Etilene

       

Intermedi Reattivi 

H

CC

H3C

HH

Propene

+ HCl

2-Cloropropano

H

CC

H3C

ClH

HH

1-Cloropropano

Orientazione nelle Reazioni di Addizione agli Alcheni:La regola di Markovnikov

H

CC

H3C

HCl

HH

non si forma

Razionalizzazione della Regola di Markovnikov

 

 

Diagramma Energetico per l’Attacco Markovnikov ed Anti-Markovnikov al Propene