Angela Zampella » 7.Gli alcheni: struttura e reattività. Rappresentazione di un meccanismo di reazione

Formula molecolare e grado di insaturazione

Alcano: C_nH_2n+2

Cicloalcano: C_nH_2n

Alchene: C_nH_2n

Alchene ciclico: C_nH_2n-2

La formula generale di un idrocarburo è C_nH_2n+2 meno due idrogeni per ogni legame π e/o per ogni anello presente nella molecola.

Struttura degli alcheni

Il legame doppio C=C è formato da un legame σ e da un legame π.

Ciascun carbonio sp² e i due atomi legati attraverso legami singoli, giacciano sullo stesso piano.

Isomeria cis/trans

Il 2-butene può esistere in due forme distinte: isomero cis e isomero trans.

Sono isomeri configurazionali o alternativamente definiti isomeri geometrici.

Sono composti diversi con proprietà fisiche diverse.

Isomeria geometrica

Il requisito affinché un alchene possieda isomeria geometrica è che ciascuno dei due carboni sp² del doppio legame abbia due sostituenti differenti.

Nomenclatura E, Z

La nomenclatura cis o trans ha una applicabilità limitata.

E’ possibile indicare come cis o trans un doppio legame che presenta isomeria geometrica ed in cui su entrambi i carboni sp² sia legato un idrogeno.

Per l’ 1-bromo-2-cloropropene possiamo individuare 2 isomeri geometrici: come si chiamano?

Nomenclatura E, Z.

Regole di priorità

Regole per assegnare le priorità relative:

• Numero atomico
• A parità di numero atomico del primo elemento del sostituente bisogna procedere oltre fino al primo punto di differenza.

Entropia

• Se il sostituente prevede un atomo coinvolto in un doppio legame, il sistema delle priorità lo considera come se fosse legato 2 volte allo stesso atomo.
• Nel caso di isotopi, la priorità più alta spetta a quello con massa maggiore.

Alcheni simmetrici

Se l’alchene è simmetrico si può formare un solo prodotto di addizione.

L’elettrofilo H⁺ si addiziona ad uno dei carboni sp² e il nucleofilo X^- all’altro.

Stabilità relative dei carbocationi

Perché si forma escusivamente il cloruro di tert-butile?

Dipende dalla stabilità relativa del catione tert-butilico.

I carbocationi sono tanto più stabili quanto più sostituiti.

L’iperconiugazione

I gruppi alchilici aumentano la stabilità del carbocatione. Interviene una delocalizzazione elettronica degli elettroni dall’orbitale s del legame C-H adiacente verso l’orbitale p vuoto del carbonio elettropositivo.

Stabilità termodinamiche o energia di attivazione?

Perché un carbocatione più stabile si forma più velocemente ??

Il decorso cinetico di una reazione dipende dall’energia di attivazione dello stato di transizione e non dalla stabilità termodinamica degli intermedi.

Ma il postulato di Hammond ci aiuta a dare una spiegazione!

Regioselettività

Quando in una reazione in cui si potrebbero ottenere 2 o più isomeri se ne ottiene uno in maniera predominante la reazione si dice regioselettiva.