ESERCIZI RISOLTI DI CHIMICA ORGANICA SUI DERIVATI AZOTATI

ESERCIZIO 1

Indicare nella seguente struttura quale atomo di azoto è piu’ basico.

Disegna la formula di struttura del sale cloroidrato formato quando la molecola sopra indicata viene trattata con 1 mole di HCl.

ESERCIZIO 2

Indicare nella seguente struttura quale atomo di azoto è piu’ basico e indicare tutti gli stereocentri presenti nella molecola.

ESERCIZIO 3

1. La 1-butilammina, la dietilammina e la dimetiletilammina sono isomeri costituzionali di formula C4H11N. Scrivere le strutture e spiegare perche’ la dimetiletilammina ha il punto di ebollizione piu’ basso. 
2. Spiegare perche’ la 1-propilammina ha un punto di ebollizione piu’ basso del 1-propanolo.

ESERCIZIO 4

Supponi di avere una miscela di questi tre composti. Descrivi un procedimento chimico basato sulla loro acidità o basicità relativa per separare e isolare ciascuno di essi in forma pura.

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SOLUZIONI

ESERCIZIO 1

L’ammina primaria indicata e’ piu’ basica dell’atomo di azoto della piridina, poiche’ l’azoto della ammina primaria e’ ibridizzato sp3, mentre quello della piridina e’ sp2; l’azoto sp2 ha una percentuale di carattere s maggiore, quindi gli elettroni sono meno disponibili per interagire con i protoni.

Il cloroidrato e’ indicato qui sotto.

ESERCIZIO 2

L’ammina alifatica secondaria e’ piu’ basica dell’azoto piridinico, in quanto e’ ibridizzata sp3 mentre l’azoto piridinico e’ ibridizzato sp2. Gli elettroni del doppietto solitario dell’ammina alifatica sono piu’ disponibili per legare un protone.
Gli stereocentri sono indicati con l’asterisco.

ESERCIZIO 3

A) CH₃CH₂CH₃CH₂NH₂     CH₃CH₂NHCH₂CH₃           CH₃CH₂N(CH₃)₂

      1-butilammina            dietilammina            dimetiletilammina 

La dimetiletilammina non ha atomi di idrogeno legati all’azoto, quindi non puo’ formare legami idrogeno intermolecolari. Gli altri due composti possono invece dare legami idrogeno, la presenza di tali legami incrementa l’attrazione tra le molecole e cio’ fa aumentare il punto di ebollizione.

B) Un legame idrogeno N-H…….N non è cosi’ forte come un O-H…….O poiché la differenza di elettronegatività tra l’azoto e l’idrogeno non è cosi’ grande come quella tra l’ossigeno e l’idrogeno. Legami più forti tra le molecole di 1-pentanolo portano ad un aumento di attrazione e ad un punto di ebollizione maggiore.

ESERCIZIO 4

La miscela delle tre sostanze viene sciolta in un solvente organico (per esempio in etere etilico); poi si tratta con una soluzione di HCl, che protona la 4-etilanilina che, salificata, diventa solubile in acqua. La fase acquosa viene quindi separata, trattata con NaOH che ripristina la 4 etilanilina che, insolubile in acqua, precipita e puo’ essere recuperata.

La fase organica, contenente gli altri due componenti, viene quindi trattata con NaOH diluita, che converte il fenolo nel corrispondente ione fenato, e si scioglie in fase acquosa, che viene separata. L’acidificazione delle acque con HCl diluito riforma il 4-etilfenolo, insolubile in acqua, che puo’ essere isolato.

L’evaporazione della fase eterea rimanente fornisce il 4-nitro etilbenzene.

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