2. La Struttura dei Composti Organici e le caratteristiche ... · Dipartimento di Farmacia...

Dipartimento di Farmacia – Scienze del FarmacoScienze e tecnologie erboristiche e dei

prodotti per la salute (STEPS)Chimica Organica - A.A. 2017-2018

2. La Struttura dei Composti Organici e le

caratteristiche chimico-fisiche

5. Geometria molecolare. Stereochimica

I Parte. Conformazione e rotazione impedita

Etano

Prof. Giuseppe Gerardo Carbonara

Dipartimento di Farmacia – Scienze del FarmacoSTEPS - Chimica Organica

A.A. 2017-2018

La struttura dei composti organici5. Geometria molecolare. Conformazioni e rotazione impedita

I. Modelli e rappresentazioni di molecole

II. Rotazione impedita. Legami singoli

III. Analisi conformazionale

IV. Tensione angolare

V. Analisi conformazionale di composti ciclici

VI. Rotazione impedita. Doppi legami

GGC_FA-STEPS-ORG 2.5I_17-18 - 2


A.A. 2017-2018

Formazione dei legami singoli Csp3-Csp3

..

..

.... ..

..

..

Csp3-Csp3

1.54 Å

81 kcal/mole

Csp3-Hs 1.10 Å

C2H6CH3CH3 H

H

H

H

H

H

CC H

H

H

H

H

H

C CH

H

H H

H

H

Etano

109.6°

proiezione

di Newman

formula

molecolare

formula

condensata

formula

di Kekulé

formula 3D

formula

prospettica

109.4°

2.5I Modelli e rappresentazioni di molecole


8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/etano.cp3d


A.A. 2017-2018


Formazione dei legami singoli Csp3-Csp3

..

..

.... ..

..

..

Csp3-Csp3

1.54 Å

81 kcal/mole

Csp3-Hs 1.10 Å

C4H10 CH3(CH2)2CH3 H

CH3

H

H

CH3

H

C CH

H

CH3H

H

CH3

Butano

111.4°

proiezione

di Newman

formula

molecolare

formula

condensata

formula

a linee

formula 3D

formula

prospettica

107.8°


8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/butano.cp3d


A.A. 2017-2018

Formazione dei legami doppi C=C

..

Csp2=Csp2

1.33 Å

146 kcal/mole

Csp2-Hs 1.08 Å

....C

H

H

CH

H

....

C2H4 CH2=CH2

H

H H

H H

H H

H

..

proiezione

di Newman

formula

molecolare

formula

condensata

formula

di Kekulé

formula

3D

formula

prospettica

Etilene (o etene)

121,7°

116,6°



8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/ethylene.spartan


A.A. 2017-2018

Formazione dei legami tripli C≡C

..

..

..H C C H..

C2H2 CH≡CH H H

Csp≡Csp

1.20 Å

198 kcal/mole

Csp-Hs 1.06 Å..

..

proiezione

di Newman

formula

molecolare

formula

condensata

formula

di Kekulé

formula 3D

mappa di potenziale

elettrostatico

Acetilene (o etino )

180°



8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/acetylene.spartan


A.A. 2017-2018

..C C

..

..C C

..

..

C

H

H

..

..C

H

H

..

..

..

Formazione di legami doppi cumulati C=C=C

C3H4 CH2=C=CH2

C C C

H

H

H

H

formula prospettica

formula

molecolare

formula

condensata

formula

di Kekulé

formula 3D

“ball&stick”

allene

C C C

H

H

H

H

Csp2-Hs 1.1 Å

Csp=Csp2

1.30 Å

180°

120°



8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/allene.spartan


A.A. 2017-2018

Isomeria, ovvero la molteplicità delle strutture

➢ Isomeri costituzionali o strutturali: composti che hanno uguale formula bruta o molecolare (ugualepeso molecolare), ma formula di struttura diversa.

➢ Formule di struttura isomere rappresentano molecole diverse e distinguibili, con caratteristiche chimico-fisiche diverse.

C2H6O

P.M. 46

C3H8O CH3CH2CH2OH CH3CH(OH)CH3 CH3CH2OCH3

P.M. 60

C5H12

P.M. 72

➢ Il numero di isomeri strutturali possibili aumenta rapidamente all’aumentare del numero di atomi dicarbonio.

OCC H

H

H

H

H

H

OC C

H

H

H H

H

H

etanololiquido, p.e. 78,4 °C

dimetil eteregas, p.e. –23 °C

pentanoliquido, p.e. 36,1 °C

neopentanogas, p.e. 10 °C

isopentanoliquido, p.e. 28 °C

propan-1-ololiquido, p.e. 97,1 °C

propan-2-ololiquido, p.e. 82,3 °C

metil etil eteregas, p.e. 7,6°C


OCC H

H

H

H

H

H

OC C

H

H

H H

H

H



A.A. 2017-2018


Si dicono isomeri i composti che hannoidentiche formule molecolari ma chedifferiscono per il tipo o la sequenza deilegami tra i loro atomi oppure per ladisposizione nello spazio dei loro atomi.

ISOMERI

Molecole nella cui formuladi struttura gli atomi ed igruppi presenti occupano

posizioni diverse

STUTTURALI

Molecole aventi la stessa formula di struttura (identica sequenza di

legami tra gli atomi) e forme spaziali diverse

STEREOISOMERI

CONFORMAZIONALI CONFIGURAZIONALI



A.A. 2017-2018


ISOMERI

Molecole nella cui formuladi struttura gli atomi ed igruppi presenti occupano

posizioni diverse

STRUTTURALI

2.5I Modelli e rappresentazioni di molecole Formule di struttura per gli isomeri C6H12O

Formula di Kekulé Formula condensata Formula a linea

OCH3(CH2)4CHOO

H

H

H

H

H H

H H

H H

H H

O

CH3CH2CH(CHO)CH2CH3

O H

H

H

H

H

H

H H

H H

H

H

OO

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

H CH2O

CH2

CH2

CHCH2CH3

OCH2O

CH

CH2

CHCH3CH3

CO

C

C

CC

H

H

H

H

H

HH

H

H H

H

H

OH

H

H

HH

H H

H

H

H

H

H CH

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

OH

OH

OO

H

H H

H

H

H H

H

HH

H

H

CH3OCH2CHCHCH2CH3

cicloesanolo

esanale

3,4-dimetiltetraidrofurano

(2E)-1-metossipent-2-ene

2-etilbutanale

3-etiltetraidrofurano

N.B. Non sono riportati tutti gli isomeri possibili


A.A. 2017-2018


Molecole aventi la stessa formula di struttura (identica sequenza di

legami tra gli atomi) e forme spaziali diverse

STEREOISOMERI

CONFORMAZIONALI CONFIGURAZIONALI


O OH

H

O

O

OH

H

Ocis

sfalsata trans

eclissata

OH equatoriale

OH assiale


A.A. 2017-2018

nei composti lineari, dalla rotazione attorno ad un

legame semplice

nei composti ciclici, per spostamento di un atomo dal

piano medio sui cui giace il ciclo

Molecole con forme spaziali diverse originate:

STEREOISOMERI

CONFORMAZIONALI

2.5II Rotazione impedita. Legami singoli

O OH

H

OH

H

O

sfalsata

eclissata

OH equatoriale

OH assiale

piano

Conformazioni: orientazioni spazialitridimensionali diverse assunte dagli atomi di unamolecola per rotazione attorno ad un legamesemplice.In ogni istante il composto è rappresentato dallamiscela all’equilibrio delle diverse conformazioniche, normalmente, non sono isolabili.



A.A. 2017-2018

COMPOSTI LINEARIrotazione attorno ad un legame semplice

COMPOSTI CICLICIspostamento di un atomo dal piano

medio sui cui giace il ciclo

CONFORMAZIONI


OOH

H

OH

H

O

anti

eclissata

OH equatoriale

OH assiale

OH

H

H

HH

H

CHO

CH2CH2CH3

Ogauche

HH

H

CHO

CH2CH2CH3

H

H

CH2CH2CH3

HHH

CHO

a sedia

a sedia

a barca

barrieraenergetica

barrieraenergetica

barrieraenergetica

barrieraenergetica

Si interconvertono facilmentein quanto sono separate da barriere energetiche basse.

180°

60°



A.A. 2017-2018

forma

E

I II

DE bassa~ 3 kcal/mole

I II

2.5II Rotazione impedita. Legami singoli Barriera energetica in legami singoli

H

HH

H

CHO

CH2CH2CH3

HH

H

CHO

CH2CH2CH3

H

conformeri



A.A. 2017-2018

.. ..

..

..

..

..

C

H

H H

H

H

C

conformazione eclissastameno popolata

..H

Rotazione dei legami singoli Csp3-Csp3

H

H

H

H

H

H

..

..

.... ..

..

..

C CH

H

H H

H

H

Etano

proiezione

di Newman

sfalsata

formula 3D

“spacefilling”

formula

prospettica


repulsione elettrostatica

maggiore

repulsione elettrostatica

minore

barrieraenergetica

~ 3 kcal/mole

H

H

HH

H

H

proiezione

di Newman

eclissata

formula

prospettica

formula 3D

“spacefilling”

conformazione sfalsastapiú popolata


8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/etano.cp3d

http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/conform1.htm#ethane


A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale

Analisi conformazionale: valutazione di tutti i contributi di tensione presenti in unamolecola per determinare la conformazione energeticamente più stabile.

Contributi energetici di tensione: tensione angolare, rotazionale, ingombro sterico,allungamento dei legami, interazione di dipoli di legame, formazione di legame idrogenointramolecolare.

1) stimare la stabilità dei vari conformeri; 2) valutare il più favorito o probabile nellamolecola reale; 3) qualitativamente; 4) programmi di calcolo computerizzati per ottenere inmodo dettagliato e affidabile le energie dei singoli conformeri e la/le conformazioni preferite.

Valutazione dell’energia necessaria (barriera energetica) per l’interconversione di unconformero nell’altro.

Particolarmente importante nelle molecole cicliche: la presenza di uno o più anelli, e lapresenza di uno o più contributi di tensione, limita il numero dei conformeri.



A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale I contributi energetici di tensione sono rappresentati da:

➢ tensione angolareAumenta all’aumentare della differenza di un angolo dilegame dal suo valore normale.

➢ tensione rotazionaleE’ funzione dell’angolo diedro formato tra due legami ecresce passando da un angolo di 60° ad un angolo di 0°.

➢ da ingombro stericoE’ dovuta alla reciproca compressione elettronica di duegruppi di atomi che si trovano vicini nello spazio;aumenta al diminuire della distanza tra i gruppi e delleloro dimensioni.

➢ da allungamento dei legamiInfluisce in modo non significativo poiché l’energianecessaria per tale deformazione è molto maggiore di quellacoinvolta negli alti tipi di deformazione.

➢ da interazione di dipoli di legameDovuta all’interazione tra dipoli di legami adiacenti(effetto gauche)

➢ da formazione di legami idrogeno intramolecolariDovuta alla possibilità di formare legami idrogeno tragruppi adiacenti.

eclissatagauche

HH

H

CHO

CH2CH2CH3

H

H

CH2CH2CH3

HHH

CHO60°

0°<<<

< < <

HH

H

H

CH3

CH3

HH

H H

CH3

CH3

>

F

F FF+

+

+

+

<

OO

HH

OHO

H

<

minore stabilità



A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale Barriere energetiche in legami singoli - etano

E(kcal/mole)

~3

-60 0 +60 +120 +180 +240-120

Gradi di rotazione

~3H

H

HH

H

H

H

H

H

HHH

H

H

H

H

H

H

H

HH H

H

H

H

H

H

H

H

H

conformazioni eclissaste meno popolate

conformazioni sfalsastepiú popolate (99,9%)

180°

60°

angolo diedro

angolo diedro

barriera energetica

barriera energetica

H

H

60°

H

H

180°



A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale Barriere energetiche in legami singoli - butano

~5,4

E(kcal/mole)

~9,2

A

B

-60 0 +60 +120 +180 +240-120

Gradi di rotazione

60°180°

C

60° C

H

H

H

H

C

C

HH H

H

C

C

H

H

H

H

C

C

H

H

HHC

anti

gauche gauche

eclissata

eclissata

La popolazione dei diversi conformerisegue la distribuzione Boltzmann:

- conformero anti 79%

- conformeri gauche 21%

C

H

HH

H

C



A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale Tensione da ingombro sterico – butano, esano, 2,2,5,5-tetrametilesano

➢ E’ dovuta alla reciproca compressione di due gruppi di atomi che si trovano vicini nello spazio a unadistanza inferiore ai loro raggi di Van der Waals.➢ Aumenta:− al diminuire della distanza tra i gruppi

− al crescere delle loro dimensioni

HH

H

H

CH3

CH3

HH

H H

CH3

CH3

>

HH

H

H

CH3

CH3

<< X

HH

H

H

CH2CH3

CH2CH3

HH

H

H

C(CH3)3

C(CH3)3

maggiore stabilità

maggiore stabilità

% conformeri anti/gauche 79/21 80/20 100/0

Nell’esano, che ha una catena più lunga delbutano, oltre alle conformazioni dovute allarotazione del legame C3-C4, sono presentialtre conformazioni per rotazione degli altrilegami (catena più flessibile).Nel 2,2,5,5-tetrametilesano a causadell’ingombro sterico dei due gruppi t-butilici posti su C3 e C4 l’unicaconformazione possibile è solo anti(catena bloccata).



A.A. 2017-2018

2.5III Analisi conformazionale Interazione tra dipoli di legame – 1,2-difluoroetano, 1,2-etandiolo (etilen glicole)

➢ Dovuta all’interazione tra dipoli di legami adiacenti C-H/C-X.

➢ Effetto di iperconiugazione: il legame C-H, anti a C-X, più ricco di elettroni (elett. C 2,5 – H 2,1)interagisce con l’orbitale * del legame più polarizzato C-X (elett. O 3,5, F 4,0), stabilizzando laconformazione gauche tra i due legami C-X (effetto gauche).

➢ Dipende dal tipo di interazioni che i dipoli di legame possono instaurare col solvente.

anti gauchemaggiore stabilità

F

F FF+

+

+

+


http://en.wikipedia.org/wiki/File:Gauche_effect_hyperconjugation.png


A.A. 2017-2018

OHOH

OHOH

CH2O

H

CH2O

H

H

H

H

HCH2O-H

CH2O-H

H

H

H

H

butan-1,4-diolo

2.5III Analisi conformazionale Formazione di legami idrogeno intramolecolari

➢Dovuta alla possibilità di formare un legame idrogeno intramolecolare tra gruppi che si trovino ad unadistanza e con una orientazione opportuna.

➢ La forza del legame idrogeno (~5-7 kcal/mole) è dello stesso ordine di grandezza o maggiore dellaforza di repulsione dei legami in conformazione gauche (~5 kcal/mole).

➢ Dipende anche dal tipo di interazioni che i gruppi possono instaurare col solvente.

anti gauchemaggiore stabilità

ONH

OH

H

CH2

NH

H

=OC

HO

H

HH

H

H

H

CH2-NH2

H

H

=OC

HO

acido 4-amminobutanoico o

-amminobutirrico

NH2 OH

O



A.A. 2017-2018

2.5IV Tensione angolare

Dimensioni del ciclo Designazione Tensione

3-4 cicli piccolielevata - angolare

(3>4)

5-7 cicli comuni piccola

8-10 cicli medielevata (massima in C10)

- di vario tipo

12-…. cicli grandi piccola

Nei composti ciclici la mancanza di rotazione totalmente libera attorno ai legami semplici, acausa della chiusura su se stesse delle catene di atomi di carbonio, introduce delle tensioni di varianatura legate alla dimensione del ciclo.



A.A. 2017-2018

Cicli piccoli

➢ Aumenta all’aumentare della differenza di un determinato angolo di legame interatomico dal suo valorenormale (Csp3 109,5°; Csp2 120°; Csp 180°).

➢ I legami sono possibili in quanto per la formazione degli orbitali molecolari vengono adottati angoli interorbitalici maggiori di quelli interatomici.

➢ La tensione angolare li rende molto instabili.

➢ I derivati eterociclici del ciclopropano, o del ciclobutano, sono meno stabili dei corrispondenti composti nonciclici e sono molto usati per la loro reattività.

60°

105°

Csp3 Csp3

Csp3

Csp3 Csp3

2.5IV Tensione angolare

90°

Csp2 Csp2

instabileesplode a t.a.

angolo interorbitalico

angolo interatomico

ONH S

ossiranoo ossido di etilene

aziridina o etilene immina

tiiranoo solfuro di etilene

O

ossetano

NH

azetidina

angolo interatomico

Csp3 Csp3Csp3

60°



A.A. 2017-2018

Nei cicli piccoli alla tensione angolare si aggiunge la tensione torsionale dovuta alla presenza dilegami tutti eclissati per mancanza di rotazione attorno ai legami semplici.

2.5V Analisi conformazionale di composti ciclici

H

H

H

HH

H

H

H H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H H

H

H

H

H

H Tutti i legami sono eclissati

Idrogeni su lati oppostidell’anello

Idrogeni sullo stesso latodell’anello



A.A. 2017-2018


Ciclopentano

− Gli angoli di legame di 105° permettono di ridurre la tesione angolare (angolo tetraedrico di 109,5°).

− E’ un composto stabile, in cui la tensione angolare e torsionale è allentata adottando una conformazionenon completamente planare (angolo geometrico di 108°) con un vertice “piegato” al di sopra del piano.

H

HH

HH

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

H

H

H

HH

HH

H

H

H

H

H

H

HH

HH

H

H

H

H

H

105°

Ad ogni istante un verticedell’anello si trova sopra il piano

in modo da ridurre larepulsione dei legami eclissati

Idrogeni su lati oppostidell’anello

Idrogeni sullo stesso latodell’anello



A.A. 2017-2018


Cicloesano

− La tesione angolare è ridotta al minimo poichè tutti gli angoli di legame sono di 109,5°.

− I legami C-C sono tutti in conformazione gauche. In presenza di sostituenti è preferita la conformazione col sotituente equatoriale a

causa della repulsione assiale/equatoriale.

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H HH H

HH

H HH H

equatoriale

barrieraenergetica

11 kcal/mole

barrieraenergetica

11 kcal/mole

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH3

H

assiale

H

CH3

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

a sedia

a sedia

a barca

a barca distortaconformero intermedio

109,5°

a barca distortaconformero intermedio


../../../8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/ax_metilcicloesano.dsv

../../../8-CHIM_ORG_TE_MOLECOLE DIAPOSITIVE/eq_metilcicloesano.dsv


A.A. 2017-2018


Cicloesani sostituiti

− L’introduzione di sostituenti sull’anello favorisce le conformazioni incui il sostituente è equatoriale a causa delle repulsioni elettrostatichetra gli atomi o i gruppi assiali.

− All’aumentare dell’ingombro sterico dei gruppi sostituenti aumenta labarriera energetica di interconversione ax/eq e di conseguenza siriduce la percentuale di conformazione assiale.

− Nel caso del tert-butil e fenilcicloesano, la molecola è praticamente“bloccata” nella conformazione col sostituente equatoriale.

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH3

H

H

CH3

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Sostituente DE kcal/mole Sostituente DE kcal/mole

-CH3 1,7 (2,4) -Cl, Br, I 0,5 (1,09, 1,18, 1,23)

-CH2CH3 1,8 (2,35) -OH, -OCH3 0,7 (0,24, 0,22)

-(CH3)3

molto grande(6,12)

-COOCH3 (H) 1,1 (1,19, 1,16)

-C6H5 3,1 (5,16) -C≡N 0,2 (0,45)

Differenze di energia ax/eq per sostituenti del cicloesano tratte da Hend.,Cram,Hamm., da sommare alla barriera energetica ax/eq di 11 kcal/mole del cicloesano (calc. Spartan ’06 – HF6.31G*)

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

CH3CH3CH3

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3CH3



A.A. 2017-2018


Cicloesani sostituiti

− Un cicloesano sostituito può assumere due conformazioni a sedia, aenergia più bassa, in cui il sostituente può essere assiale oequatoriale.

− Sulla base delle diverse energie dei conformeri ax/eq per i diversisostituenti, è possibile tentare l’analisi conformazionale di cicloesanipolisostituiti, in cui i sostituenti assiali abbiano dalla stessa parte soloatomi di H.

− Sommando le energie dovute ai singoli sostituenti assiali (vedi tabella,valori calcolati con Spartan ’06) è possibile valutare quale sarà ilconformero più stabile:

− A = 1 gruppo assiale: OH (0,24 kcal/mole)

− B = 2 gruppi assiali: CH3 e Cl (2,4 + 1,09 = 3,49 kcal/mole)

− Dalla differenza delle energie tra i due conformeri (3,49 – 0,24 = 3,25kcal/mole; calc. 3,34 kcal/mole), il conformero A, con il maggiornumero di sostituenti equatoriali, è quello più stabile.

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

R

H

H

R

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH3

H

H

H

H

H

Cl

H

H

OH

H

H

OH

H

H

H

Cl

H

H

H

H

CH3

H

CH3

Cl

OH

(1S,3R,4R)-3-cloro-4-metilcicloesanolo

A 80% B 20%

Es.

più stabile



A.A. 2017-2018

PLANARI NON PLANARI

Molecole con forme spaziali diverse dovute alla differente connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un

stesso atomo della molecola.Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere

energetiche elevate.

STEREOISOMERI

CONFIGURAZIONALI

2.5VI Rotazione impedita

O

O

O

O

trans -1-metossipent-2-ene

cis-1-metossipent-2-ene



A.A. 2017-2018

➢ I legami C=C hanno una rotazione impedita per la presenza del legame , per cui i sostituenti legati sui due lati del legame

sono praticamente “congelati” in una sola posizione;

➢ l’interconversione è impedita dalla presenza di una barriera energetica alta.

➢ Ciò da origine a due possibili molecole isomere, con i sostituenti in posizioni differenti nello spazio, che

per interconvertirsi hanno bisogno di molta energia.

2.5VI Rotazione impedita. Legami doppi

O

OH OH

O

HH

acido maleico (p.f. 130°C)o acido cis but-2-endioico o acido (2Z)-but-2-endioico

140°C

- H2OO

O

O

HH

anidride maleicafuran-2,5-dione

275°C

- H2O

acido fumarico (p.f. 270°C)o acido trans but-2-endioico o acido (2E)-but-2-endioico

O

OH

OH

O H

H

Isomeria geometrica

.. ....C

R

H

CR

H

....

..



A.A. 2017-2018

E

formaI II

DE elevata~ 60 kcal/mole

2.5VI Rotazione impedita. Legami doppi Barriera energetica in legami doppi

Isomeri geometrici

Energia necessaria per rompere il legame .Lunghezze ed energie di legame:- Csp3-Csp3 1.54Å 81 kcal/mole- Csp2=Csp2 1.33Å 146 kcal/mole- Csp≡Csp 1.20Å 198 kcal/mole

O

OH OH

O

HH O

OH

OH

O H

H



A.A. 2017-2018


I gruppi sostituenti sono sullo

STESSO LATO del doppio legame

I gruppi sostituenti sono sul

LATO OPPOSTO del doppio legame

O

OH OH

O

HH O

OH

OH

O H

H

acido cis-but-2-endioicoo acido maleico

acido trans-but-2-endioicoo acido fumarico

Nomenclatura per indicare la stereochimica dei doppi legami

− Davanti al nome è necessario indicare con gli stereodescrittori cis/trans o E/Z la disposizione dei sostituenti sul doppio legame.



A.A. 2017-2018

Usata solo quando il doppio legame è disostituito con un H e un grupposostituente su ogni carbonio

cis gruppi o atomi diversi da Hsullo STESSO LATO del legame C=C

trans gruppi o atomi diversi da Hsu LATI OPPOSTI del legame C=C

cis trans cis trans

2.5VI Rotazione impedita. Legami doppi Convenzione cis/trans



A.A. 2017-2018

Usata quando il doppio legame ha più di due sostituenti.

Z (zusammen) gruppi o atomi a priorità piu’ alta sullo STESSO LATO del legame C=C

E (entgegen) gruppi o atomi a priorità piu’ alta su LATI OPPOSTI del legame C=C

Per determinare la priorità si usa la convenzione di Cahn, Ingold e Prelog.

Si divide idealmente il doppio legame e si individua su ogni lato la priorità dei gruppi sostituenti:

1) in ordine crescente di numero atomico - I > Br > Cl > S > F > O > N > C > H

2) a parità di atomo (es. Carbonio) si controlla l’atomo successivo sulla catena fino ad individuare una

differenza di numero atomico - C2H5 > CH3> H

E ZZ E

2.5VI Rotazione impedita. Legami doppi Convenzione E/Z



A.A. 2017-2018

but-1-ene 2-metilpropenetrans-but-2-ene

(E)-but-2-ene

cis-but-2-ene

(Z)-but-2-ene

2.5VI Rotazione impedita. Legami doppi Isomeria del butene

Isomeria nei dieni

O

OH

CH3O

OHCH3

O

CH3

CH3

Br

CH3

Br

CH3O

acido (2E,4Z)-esa-2,4-dienoicoacido (2E,4E)-esa-2,4-dienoico (3E,5Z)-6-bromoepta-3,5-dien-2-one(3Z,5E)-6-bromoepta-3,5-dien-2-one



A.A. 2017-2018


Isomeria in immine, ossime, idrazoni

CH3

N

CH3

CH3

N-[(1E)-1-metilpropiliden]metanammina

CH3

N

CH3

CH3

N-[(1Z)-1-metilpropiliden]metanammina

CH3N

CH3

OH

Cl

(2E)-4-cloropentan-2-one ossima

CH3N

CH3Cl

OH

(2Z)-4-cloropentan-2-one ossima

CH3N

NH2

OH

CH3N

NH2

OH

(1Z)-1-(3-idrossifenil)butan-1-one idrazone

(1E)-1-(3-idrossifenil)butan-1-one idrazone



A.A. 2017-2018

2.5VI Rotazione impedita. Cicli

H

R

H

RH

H

H

H H

R

H

H

H

RR

H H

R

H

H

H

H

H

H

R

HR

H

H

H

H

H

H

H

R

HH

H

R

H

H

H

CIS

Sostituenti sullostesso lato dell’anello

Sostituenti sulati opposti dell’anello

Isomeria geometrica nei cicli (3,4,5 termini)

R

H

H

RH

H

H

H H

R

H

H

R

HH

R H

R

H

H

H

H

H

H

R

HH

R

H

H

H

H

H

H

R

HH

H

H

R

H

H

TRANS

R

RR

R

R R R

R

R

R

1,2 1,2 1,3 1,2 1,3

1,2 1,2 1,3 1,2 1,3

R

RR

R

R R R

R

R

R



A.A. 2017-2018

2.5VI Rotazione impedita. Cicli Isomeria geometrica nel cicloesano

CIS

Sostituentisopra o sotto il piano medio

dell’anello

TRANS

1,2 ax/eq oeq/ax

1,3 ax/ax o eq/eq

H

H

H

H

H

H

H

H

H

R

R

H

1,4 ax/eqo eq/ax

H

H

R

H

H

H

H

H

H

H

R

H

H

R

H

H

H

H

H

H

H

H

R

H

Sostituenti su lati oppostidel piano

medio dell’anello

H

H

H

R

H

H

H

H

H

H

H

R

1,2 ax/ax o eq/eq1,3 ax/eqo eq/ax

1,4 ax/ax o eq/eq

H

H

H

R

H

H

H

H

H

H

R

H

H

R

H

H

H

H

H

H

H

H

H

R

R

R

R

R

R

R

R

R

H

H

H

H

H

H

H

H

R

H

R

H

R

R

H

H

H

H

H

H

H

H

H

R

H

R

R

R

R

H

H

H

H

H

H

H

H

H

R

H

R

R

R

R

R

R


2. La Struttura dei Composti Organici e le caratteristiche ... · Dipartimento di Farmacia...

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