CdL Scienze Biologiche - Esercizi di chimica organica

UN ROMPICAPO...




...per guadagnare un bonus alla prova!!!

L'(S)-3-bromociclopentene reagisce con cloro per formare dicloruri vicinali. Oltre ai prodotti attesi, (1S,2R,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano e (1S,2S,3R)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano, si ottengono anche l'(1S,2S,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano e un composto meso, l'(1R,3S)-2-bromo-1,3-diclorociclopentano. Come si giustifica la formazione di questi ultimi due prodotti?
Il primo studente che riesce a spiegare il meccanismo guadagnerà 4 punti di bonus alla prossima prova intercorso. Chi vuole guadagnare questi punti deve, ovviamente, farsi identificare. Chi vuole solo tentare di risolvere il problema può fare commenti in anonimato.

LA RISPOSTA E' PIU' SEMPLICE DI QUANTO SI POSSA PENSARE...



...BASTA SOLO USARE IL CERVELLO!

LA "CACCIA AL BONUS" DURA FINO ALLE 18 DI DOMANI 17 NOVEMBRE

  

48 commenti:

Anonimo ha detto...

prof direi che bisognerebbe attaccare il due clori in trans cn il cuneo pieno x il primo prodotto nel secondo caso lo stesso e ci dovremmo trovare un asse di simmettria x il composto meso

Chimica Organica SUN ha detto...

La domanda è: qual è il meccanismo della reazione? qual è l'intermedio? e la stereochimica della reazione? l'intermedio giustifica anche la formazione dei prodotti attesi?

Anonimo ha detto...

Prof.. Il primo prodotto si ha in seguito alla classica addizione anti stereoselettiva e il cloro in 2 e il bromo in 3 vengono a trovarsi dalla stessa parte del piano. Quando invece i due atomi di cloro si addizionano in sin tra loro e dalla stessa parte del piano anche rispetto al bromo in 3 viene fuori un composto meso perchè è individuabile una simmetria dividendo il ciclopentano e passando attraverso il carbonio 2 poichè cloro e bromo hanno dimensioni similari.
Matrone Valentina

Anonimo ha detto...

ok ci provo O...O!!!Carlo Orefice A36/456 (non uccidetemi U...U) !il primo prodotto può essere giustificato con la normale reazione di CLorurazione mentre la seconda reazione (e qui parte la fantasia!!!!) :DOpo che il primo cloro comincia ad attaccarsi al doppio legame si formano una carica positiva sul cloro ed una negativa su uno dei carboni...questa carica negativa si sposta riformando un doppio legame ed un nuovo composto con uno pseudo legame con il bromo poi la storia si ripete con una carica positiva sul bromo ed una negativa sul carbonio si riforma ancora uno pseudo doppio legame stavolta dove andrà ad attaccarsi il secondo Cloro che nel frattempo aspettava... foto in allegato O....O ( http://img4.imageshack.us/img4/2809/kcsh.jpg
) aspetto vostro responso negativo...

Anonimo ha detto...

Prof io li ho addizionati in anti cl

Anonimo ha detto...

dei due prodotti normalmente attesi il (1S,2R,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano reagisce nuovamente eliminando Cl- in posizione 2 e formando il bromonio corrispondente. Questo bromonio subisce nuovamente l'attacco da parte di Cl- dando i due prodotti insoliti (esistono due posizioni sulle quali può avvenire l'attacco di Cl-, quindi due possibili aperture del bromonio e due prodotti.
Antonio Prevete Matr: A36200

Anonimo ha detto...

Prof sono di nuovo Matrone.. volevo precisare che l'addizione dei due atomi di cloro puó mantenersi anti stereoselettiva, basta che il cloro in 1 ed il bromo in 3 vengano a trovarsi dalla stessa parte del piano perchè solo in questo modo è possibile individuare una simmetria passando per il carbonio 2, simmetria che peró giustifico anche perchè le dimensioni di cloro e bromo son simili!

Anonimo ha detto...

prof. per la formazione del composto meso ho fatto avvenire la trasposizione sigmatropica, ho fatto avvenire lo spostamento del doppio legame dalla posizione 2-3 alla posizione 1-2 così ho potuto far avvenire lo spostamento dell'atomo di bromo in posizione 2. in questo modo ho un carbocatione in posizione 3. il doppio legame funge da nucleofilo e attacca Cl (delta+) che si stabilisce in posizione 1. Cl (delta -) si comporta da nucleofilo e si lega al carbocatione in posizione 3. la struttura meso l'ho fatta avvenire dividendo in posizione 2 dv si trova il bromo e tra il legame CH2-CH2 posizione 4-5.
Per quanto riguarda la formazione di 1S,2S,3S il doppio legame attacca Cl(delta+) gli elettroni di legame ricadono su cl(delta-) formazione della struttura a ponte in posizione 2-3, Cl(delta-) può attaccarsi a qualsiasi carbonio della posizione 2-3 perché in entrambi i casi abbiamo CH-CH legati a ponte cn Cl+ . sviluppo i corrispondenti stereoisomeri e ottengo che sul carbonio 1 il bromo lo pongo sul cuneo e l'H sul tratteggio, sul carbonio 2 il Cloro sul tratteggio e l'H sul cuneo, sul carbonio 3 ho il cloro sul cuneo e l'H sul tratteggio.
spero d'esser stata chiara.
Squitieri Anita A36/235

Chimica Organica SUN ha detto...

Fino ad ora nessun vincitore, ma qualcuno...

Ricordate: la soluzione è più semplice di quello che immaginate. Ragionate applicando la teoria che avete studiato

Giovanna Valentino ha detto...

Il meccanismo è un'alogenazione, o meglio una clorurazione che porterà alla formazione dei due prodotti principali:(1S,2R,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano e (1S,2S,3R)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano.
La vicinanza del Cloro al doppio legame indice una polarizzazione(delta+ e delta-): questa polarizzazione dipende dal fatto che man mano che il cloro si avvicina, gli elettroni si spostano verso l'altro cloro. A questo punto il doppio legame attacca il cloro che ha la parziale carica positiva, si rompe il legame tra i due atomi di cloro e ovviamente gli elettroni di legame andranno a formare una coppia solitaria sul cloro.
Si forma ora lo ione cloronio (un particolare intermedio); il cloro si può addizionare da sopra o da sotto: sopra si avrà (1S,2S,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano,invece sotto,poichè è presente il bromo,si avrà uno shift con la conseguente formazione del composto meso (1R,3S)-2-bromo1,3diclorociclopentano.
Si procederà con l'(1S,2S,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano. Cl- ora è il nucleofilo perciò deve attaccare l'elettrofilo. La carica positiva però non sta sul carbonio, ma sul cloro. Avendo una differente elettronegatività, gli elettroni dal carbonio si dirigeranno verso il cloro che è positivo;la carica positiva si sposterà sul carbonio. Per evitare l'ingombro sferico si avrà un'addizione in anti con la conseguente formazione dei due prodotti (1S,2R,3S)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano e (1S,2S,3R)-1-bromo-2,3-diclorociclopentano.

Chimica Organica SUN ha detto...

non ci sono eccezioni alle regole che avete studiato... ci girate intorno!

cosa può mai succedere all'intermedio per giustificare quei due prodotti?

Anonimo ha detto...

Allora.. una volta che si è formato lo ione cloronio a ponte a fungere da nucleofilo è il bromo che attacca il carbonio 2. Il ponte si apre e il Cl resta legato al carbonio 1. A questo punto nella posizione 3 dove inizialmente era legato il bromo vi è una carica positiva (carbocatione) e puó avvenire un altro attacco da parte del nucleofilo Cl- e si forma così il 2-bromo-1,3-diclorociclopentano. È evidente quindi la simmetria perchè la molecola puó essere tagliata in due parti passando attraverso il carbonio 2 a cui ora è legato il bromo. Prof spero di essermi spiegata bene!!! Matrone V

Anonimo ha detto...

Prof io ho svolto addiziono cl2 in anti e mi vengo i primi due stereoisomeri poi faccio le strutture di risonanza quando attacco il cl(delta+)e ottengo 2-bromo1,3-dicloro ottengo 1r,3s xk messi entrambi sul Cuneo mentre br tratteggiato xò non ha stereoisomeri xk achirale

Giovanna Valentino ha detto...

Una reazione nucleofila bimolecolare che porterà ad una conseguente inversione di configurazione. Si avrà il Cloro sul carbonio 1-3 e il Bromo sul carbonio 2, che in questo caso non risulterà più chirale e si avrà quindi un piano di simmetria.

Anonimo ha detto...

Sono Valentina ponticiello

Anonimo ha detto...

Prof la soluzione può essere che trans stessi sostituenti più cl2 composto meso mentre trans diversi sostituenti più cl2 si ha 1s,2s,3p... Valentina ponticiello

Anonimo ha detto...

Riscrivo 1s-2s-3s si ha xk trans(sostituenti diversi)-anti(addizione cl2)-forma composto eritro(cioè h dallo stesso lato) invece 1r-3s si ha trans(uguali sostituenti)-anti(addizione cl2) forma composto meso. Valentina ponticiello

Chimica Organica SUN ha detto...

Qualcuno si è avvicinato molto... ma ha avuto troppa fantasia.

Dò un aiuto a tutti? però il bonus scende a 3 punti!

Anonimo ha detto...

Xk non è esatta la mia prof? Valentina ponticiello

Chimica Organica SUN ha detto...

magari se sei più precisa riesco a capire meglio

Anonimo ha detto...

Allora quando addiziono cl in anti mi viene trans uno Cuneo e uno tratteggiato hanno sostituenti diversi quindi mi utilizzo (TRANS-ANTI-ERITRO) cioè metto gli H sul Cuneo e quindi mi viene 1s-2s-3s

Anonimo ha detto...

Mentre x il composto meso avendo ora sul carbonio2il bromo tratteggiato e sul carbonio 1e3il cloro sempre addizionati in anti quindi trans Cuneo e tratteggio xò ora i sostituenti sono uguali quindi(TRANS sostituenti uguali-ANTI COMPOSTO MESO)VALENTINA PONTICIELLO

Chimica Organica SUN ha detto...

Ma la domanda non è come si scrivono 1S,2S,3S e il composto meso ma come si formano. qual è l'intermedio e chi è il nucleofilo? questo non riesco a capire.

Anonimo ha detto...

H sul tratteggio scusi x entrambi i cl per 1s-2s-3s

Anonimo ha detto...

L'intermedio è lo ione cloronio, carico positivamente e il nucleofilo è il bromo!!!!! Matrone V

Anonimo ha detto...

può essere una sostituzione?

Anonimo ha detto...

Cl delta+ elettrofilo cl delta- nucleofilo e l'intermedio cl+ nn il carbonio

Anonimo ha detto...

Valentina ponticiello

Giovanna Valentino ha detto...

dopo la polarizzazione della molecola di cloro, il doppio legame va ad attaccare il cloro con la parziale carica positiva. Il cloro si lega al ciclo con una struttura a ponte e si può legare sia da sopra che da sotto quindi si avrà il 50% di un intermedio e il 50% di un altro. Il primo 50%, con l'aggiunta del cloro dall'alto procede con un'addizione di tipo anti. Il secondo 50%, che lega il cloro al ciclo dal basso, ha un legame a ponte molto instabile per le piccole dimensioni del cloro. A questo punto si apre il ponte e il Bromo, essendo più elettronegativo del cl, funge da nucleofilo e si va a legare al carbonio 2. A questo punto però si avrà una parziale carica positiva sul carbonio che prima legava il Bromo ed è lì che adesso attaccherà il nucleofilo Cl-.

Chimica Organica SUN ha detto...

AIUTINO

La risposta non va interpretata da chi legge, ma deve descrivere le specie e il meccanismo utilizzando la giusta terminologia. Ad esempio posso descrivere un intermedio di questa reazione come uno ione cloronio che ha il ciclo con il cloro carico positivamente orientato verso l'alto (cuneo) mentre il bromo legato al ciclopentano orientato vero il basso (tratteggio). In questo modo tutti i carboni chirali (quelli del ciclo con il cloro e quello che lega il bromo) hanno configurazione S. Partendo da qui, cosa può succedere per avere i prodotti indicati??

Anonimo ha detto...

Professore allora io ho provato a ragionare così. Una volta formatosi il cloronio ciclico ke pongo sul cuneo, quindi verso di noi..essendo il bromo più elettronegativo, la carica positiva passa sul bromo venendo cosi a formarsi un bromonio ciclico..questo può avvenire perchè non solo il bromo è molto voluminoso ma anche perchè un atomo piú elettronegativo stabilizza meglio la carica positiva. A questo punto il Cl negativo può attaccare entrambi i carboni che tengono legato il bromo e lo fanno in anti..quindi attaccando il carbonio uno ottengo che il cloro si trova sul cuneo, il bromo si trova sul carbonio 2 sul tratteggio e il cloro, che inizialmente formava il cloronio, resta sul cuneo in posizione 3, quindi ho ottenuto un composto meso.(1R, 3S)2-bromo-1,3diclorociclopentano.Se attacco il cloro in posizione 2, il bromo mi rimane sul tratteggio in posizione uno, il cloro si attacca sempre in anti, quindi sul cuneo e l'ultimo cloro rimarrà in posizione 3 sul cuneo, ottenendo l('1s, 2s, 3s)- 1-bromo-2,3-diclorociclopentano. Angela Vastante

Chimica Organica SUN ha detto...

GIOVANNA VALENTINO CI SEI QUASI

Anna Grammatia ha detto...
Questo commento è stato eliminato dall'autore.
Chimica Organica SUN ha detto...

BENE. ANGELA VASTANTE HA QUASI DETTO GIUSTO: piccole imprecisioni come nel caso di GIOVANNA VALENTINO. Quindi ho deciso di dare un bonus a tutte e due. COMPLIMENTI

Tra poco posto il meccanismo con il commento.

Anonimo ha detto...

e brave care colleghe...avremo un punto in piu alla prova!!!

Anonimo ha detto...

Prof io forse non mi sono fatta capire bene nei post precedenti.. Allora il cloro praticamente è attaccato al carbonio 1 e 2, per esempio da sopra il piano quindi sui due cunei. Il bromo attacca il carbonio dalla parte opposta rispetto allo ione cloronio a ponte, quindi per esempio sul tratteggio. Il
Ponte si rompe; quindi il Cl in 1 lo ritrovo sul cuneo, il bromo in 2 lo ritrovo sul tratteggio e trovo la carica positiva sul carbonio 3. A questo punto il Cl- attacca il carb 3 e lo attacca da parte opposta rispetto a dove si trova il bromo, altrimenti ci sarebbe ingombro sterico col bromo in 2. Matrone V

Anonimo ha detto...

Prof ma non si forma lo ione cloronio a ponte????? non lo ione bromonio..

Chimica Organica SUN ha detto...

Cara Matrone V, non si formano carbocationi. Il ragionamento non è del tutto sbagliato ma bisognava dire che l'intermedio che porta alla formazione dei due prodotti è uno ione bromonio, non cloronio.

Anonimo ha detto...

prof però non mi sembra giusto, perché ci sono persone che il sabato sera escono e di certo all'una di notte quando rientrano non si mettono a svolgere gli esercizi sul blog, e la mattina alle 10 quando si svegliano trovano già la soluzione e "il vincitore" senza nemmeno averci provato, potrebbe postare questi rompicapo in un orario accettabile. Grazie!

Anonimo ha detto...

eh colleghi ci sta pure ki nn NN ESCE E STA TUTTO IL TEMPO QUI...PAZIENZA KE CI VOLETE FARE...BISOGNA FARE I COMPLIMENTI ALLE NOSTRE COLLEGHE KE NN AVEVANO NIENTE DA FARE E SI SO MESSE QUI A FA L ESERCIZIO...LA COLPA NN E CERTO DEL PROF

Anonimo ha detto...

Ahhh ecco ok Prof! Ero convinta si formasse lo ione cloronio, non bromonio.. grazie mille per la spiegazione e complimenti alle 'vincitrici'!! Matrone V

Anonimo ha detto...

Si vabbe ora é inutile fare i polemici cn colleghi e colleghe ... C è ank chi nn vuole uscire o esce in altri orari...io credo nn sia giusto proprio la questione dei bonus online .. Xo qst discorso andava fatto prima e nn ora solo xk c brucia ke nn c siamo arrivati noi ma altre persone !

Anonimo ha detto...

Nn credo sia giusto nei confronti di tutti!! qualsiasi persona potrebbe avere un parente che sappia queste cose e ottiene punti bonus, molto importanti per la prova!

Anonimo ha detto...

Infatti.. Sarebbe più giusto farle in aula a sto punto..

Anonimo ha detto...

Ma pure per chi non ha internet o magari problemi di linea..non è giusto che venga escluso!

Giovanna Valentino ha detto...

La collega qui aveva ben altro da fare! Naturalmente se so che il Professore nel fine settimana carica sempre materiale, mi collego! E' nel mio interesse! Trovato l'esercizio sicuramente non ho preferito uscire e gironzolare inutilmente, ma piuttosto avvantaggiarmi! Non aveva senso farselo svolgere da un'altra persona...siamo studenti universitari e credo che un minimo di correttezza si debba avere! Se proprio non vi stava bene questi commenti bisognava farli prima, non a conclusione!

Anonimo ha detto...

io ora l'ho visto il sito quindi prima nn potevo commentare. le supposizioni fatte era solo per dire che secondo me online non è giusto fare queste cose. il metodo non è giusto. Che tu non abbia chiesto a nessuno e che nn sei uscita per fare questo esercizio buon per te!!hai tutta la mia stima!

Anonimo ha detto...

Giovanna Valentino, non credi che se una persona fa discussioni dopo è perchè forse non aveva la possibiltà di farle prima? Non abbiamo tutti la possibilità di collegarci, e parlando per me, io ieri non sono uscito e stavo a casa a studiare per la prova, ma per colpa del fatto che non ho internet non ho potuto vedere questo esercizio che potevo fare tranquillamente. Complimenti per averlo svolto e le vincitrici del bonus certamente non hanno fatto alcun errore, ma il sistema in generale non è corretto perchè, ripeto, non si tratta di chi esce o chi sta a casa, ma semplicemente del fatto che ci possono essere persone che non hanno internet, come nel mio caso, e mi appoggio ad un parente ogni qual volta devo venire sul blog.