Semestre filtro - Medicina, Odontoiatria, Veterinaria, - quiz estratto dal libro "Quiz di Chimica" di Francesco Serafini
 |
UNITA' DIDATTICA 6 - I gruppi funzionali e isomerie: alcoli, fenoli, eteri, tioli e tioeteri; aldeidi e chetoni; acidi carbossilici e derivati, ammine e ammidi
U.D. 6.5 (Secondo la ripartizione del Syllabus di Francesco Serafini) - Aldeidi e Chetoni: struttura, nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e rilevanza biologica. Reazioni: ossidazione, riduzione, addizione nucleofila, condensazione aldolica. Emiacetali ed emichetali, acetali e chetali, immine o basi di Schiff. Proprietà dell’idrogeno in alfa al carbonile. Tautomeria cheto-enolica e sua importanza biologica (urato, citosina e fosfoenolpiruvato). Chinoni ed idrochinoni: ubichinone e suo ruolo come trasportatore di elettroni.
3. A parità di condizioni, quale specie è più reattiva verso addizione nucleofila al carbonile?
Quiz 3 – Risposta B
L'addizione nucleofila è una reazione in cui un nucleofilo (una specie ricca di elettroni) attacca il carbonio del gruppo carbonilico (C=O), che è elettrofilo (povero di elettroni). La reattività di una specie carbonilica verso l'addizione nucleofila dipende da due fattori principali:
Ingombro sterico: Minore è l'ingombro sterico intorno al carbonio carbonilico, più facile è per un nucleofilo avvicinarsi e attaccare. Le aldeidi hanno almeno un atomo di idrogeno legato al carbonio carbonilico, il che le rende meno ingombrate stericamente rispetto ai chetoni, che hanno due gruppi alchilici o arilici.
Elettrofilicità del carbonio carbonilico: Maggiore è la carica parziale positiva (δ+) sul carbonio carbonilico, più forte è l'attrazione per il nucleofilo. L'elettrofilicità è influenzata dalla natura dei gruppi legati al carbonile. Gruppi che ritirano elettroni per risonanza o per effetto induttivo aumentano l'elettrofilicità e, di conseguenza, la reattività. Al contrario, gruppi che donano elettroni la diminuiscono.
Le aldeidi hanno un atomo di idrogeno e un gruppo R legati al carbonio carbonilico. L'idrogeno è molto piccolo, riducendo al minimo l'ingombro sterico. Inoltre, l'effetto induttivo di un solo gruppo alchilico (rispetto ai due nei chetoni) è minore, lasciando il carbonio carbonilico più elettrofilo. Per queste ragioni, le aldeidi sono le specie più reattive in questa lista.
Perché le altre risposte sono errate:
A: Chetoni: I chetoni hanno due gruppi R legati al carbonio carbonilico. L'ingombro sterico è maggiore rispetto alle aldeidi, e i due gruppi alchilici donano elettroni per effetto induttivo, rendendo il carbonio carbonilico meno elettrofilo. Per questo motivo, i chetoni sono meno reattivi delle aldeidi.
C, D, E: Queste molecole sono derivati degli acidi carbossilici e sono significativamente meno reattive delle aldeidi e dei chetoni. Il motivo principale è la presenza di un atomo con un doppietto elettronico non condiviso (ossigeno per gli esteri, azoto per le amidi, ossigeno per gli acidi carbossilici) legato al carbonio carbonilico. Questo doppietto può essere donato per risonanza, ridistribuendo la carica parziale positiva sul carbonio carbonilico e rendendolo molto meno elettrofilo. La stabilità del prodotto di risonanza riduce drasticamente la reattività verso l'addizione nucleofila.
La reattività degli acidi carbossilici e delle amidi è ancora più bassa a causa della delocalizzazione del doppietto elettronico sull'ossigeno o sull'azoto, che riduce ulteriormente l'elettrofilicità del carbonio carbonilico.