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Jun 11th, 2018
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  1.     \documentclass[oneside]{book}
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  10.                 left=1in,right=1in,top=1in,bottom=1in,%
  11.                 footskip=.25in]{geometry}
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  13.     \setlength{\headsep}{0.2in}
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  29.     \lfoot{}
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  32.     }
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  35.    
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  37.    
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  39.    
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  50.    
  51.    
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  53.    
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  57.    
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  66.    
  67.     \providecommand\arrow{\hpsace{1cm}\arrow}  
  68.    
  69.     \usepackage{caption}
  70.     \captionsetup[figure]{justification=centering,labelformat=empty}
  71.    \newcommand{\desc}[1]{\caption{\hspace{0.5cm}#1}}
  72.    
  73.     \definecolor{lightgray}{HTML}{B2B2B2}  
  74.    
  75.     \def\leftparen{\llap{$\left(\strut\right.$\kern5pt }}
  76.     \def\rightparen{\rlap{$\kern5pt \left.\strut\right)_n$}}   
  77.    
  78.     \title{Laboratorio di Chimica Organica II}
  79.    
  80.     \author{Gruppo 7A\\ Veronica Caria\\ Marco Atzori\\Creato con \LaTeX\\ \copyright 2018}
  81.    
  82.     \date{ }
  83.    
  84.     \begin{document}
  85.     \raggedright
  86.     \pagestyle{plain}
  87.     \maketitle
  88.    
  89.     \pdfbookmark{\contentsname}{Index}
  90.     \tableofcontents   
  91.    
  92.     \setchemfig{%
  93.         %scheme debug=true,
  94.         arrow offset=12pt,
  95.         arrow coeff=1.2,
  96.         %compound sep=5em,
  97.         + sep left=0.8em,
  98.         + sep right=0.8em,
  99.         }  
  100.    
  101.     \chapter{Identificazione di una sostanza organica incognita}
  102.    
  103.     La sostanza da identificare è la numero 24. La sostanza si presenta come una polvere bianca inodore.\\ Nell'identificazione di una sostanza organica incognita la prima operazione da eseguire è la determinazione del punto di fusione, che per la sostanza in esame risulta avere un intervallo compreso fra \celsius{139} e \celsius{143}.\\
  104.     Si procede con la ricerca di un eventuale carattere acido o basico. A tale scopo, si verifica la solubilità della sostanza in tre soluzioni acquose: HCl al 10\%, NaOH al 10\%, e $\ce{NaHCO_{3}}$ al 10\%. La sostanza non risulta avere un carattere basico perché non è solubile in acido cloridrico, mentre lo è in idrossido di sodio. A questo punto, bisogna ricavare una stima dell'acidità della sostanza che si vuole identificare, che non risulta solubile in bicarbonato di sodio.\\
  105.     Il saggio per l'identificazione dei fenoli con $\ce{FeCl_{3}}$ ha dato esito negativo, quindi un primo indizio è che si tratti di un acido carbossilico debole, presumibilmente aromatico.\\
  106.     Si procede con il saggio di Lassaigne. La ricerca dell'azoto con \ce{FeSO_{4}} ha dato esito negativo. La soluzione alcalina, se trattata con una soluzione acquosa di \ce{AgNO_{3}}, dà luogo ad un precipitato bianco caseoso, quindi vi è la presenza di cloro all'interno della molecola. Il riconoscimento si basa sulla mineralizzazione della
  107.     sostanza in presenza di sodio metallico, forte riducente, ad alta temperatura in assenza di solvente.\\ La molecola nel suo complesso viene ridotta, e lo ione cloruro si trova nella soluzione alcalina ottenuta in questo modo sotto forma di sale di sodio. Con l'aggiunta di nitrato d'argento al 5\% avviene la seguente reazione:
  108.     \begin{center}
  109.     \schemestart
  110.     \ce{NaCl ($aq$)} \+ \ce{AgNO_{3} ($aq$)}
  111.     \arrow
  112.     \ce{NaNO_{3} ($aq$)} \+ \ce{AgCl ($s$)}
  113.     \schemestop
  114.     \end{center}
  115.     Visto l'intervallo della temperatura di fusione, il suo carettere acido e la presenza di alogeni, si può risalire all'acido 2-clorobenzoico.\\
  116.     \begin{center}
  117.     \schemestart
  118.     \chemname{\chemfig{*6(-=-(-Cl)=(-COOH)-=)}}{acido 2-clorobenzoico}
  119.     \schemestop
  120.     \chemnameinit{}
  121.     \end{center}
  122.     Per confermare l'identità di questo composto, si dovrebbe sintetizzare il suo derivato estereo, ma i reagenti necessari sono stati banditi per il loro effetto cancerogeno.
  123.    
  124.     \chapter{Preparazione di un aroma alimentare}
  125.    
  126.     In laboratorio è possibile sintetizzare un aroma alimentare sfruttando la reazione di esterificazione, che avviene fra un alcool ed un acido carbossilico. La reazione di esterificazione è un insieme di reazioni di equilibrio. Al fine di ottenere una quantità maggiore di prodotto, l'estere, esistono tre metodi: usare un eccesso del meno costoso dei reagenti, eliminare l'estere man mano che si forma tramite distillazione, o eliminare l’acqua man mano che si forma tramite distillazione azeotropica.\\
  127.     L'acetato di isoamile è l'estere che impartisce alla banana il suo odore caratteristico\\
  128.     \begin{center}
  129.     \schemestart
  130.     \chemname{\chemfig{CH_{3}(-[:30]C(=[2]O) (-[:-30]O (-CH_{2}CH_{2}CH (-[:60]CH_{3}) (-[:-60]CH_{3}) ) ) )}}{Acetato di isoamile}
  131.     \schemestop
  132.     \chemnameinit{}
  133.     \end{center}
  134.     \vspace{12pt}
  135.     I reagenti di partenza per la sintesi dell'acetato di isoamile sono l'acido acetico e l'alcool isoamilico\\
  136.     \vspace{8pt}
  137.     \begin{center}
  138.     \schemestart
  139.     \chemname{\chemfig{CH_{3}-C(-[:-60]OH)=[:60]O}}{Acido acetico}
  140.     \hspace{40pt}
  141.     \chemname{\chemfig{CHCH_{2}CH_{2}(-[:0]OH)(-[:-120]CH_{3})(-[:120]CH_{3})}}{Alcool isoamilico}
  142.     \schemestop
  143.     \chemnameinit{}\\
  144.     \vspace{12pt}
  145.     \begin{table}[ht]
  146.     \begin{tabular}{|M{2.6cm}|M{3.5cm}|M{2cm}|M{2cm}|M{1.6cm}|M{1.6cm}|N}
  147.     \hline
  148.      & Peso Molecolare (PM) & Densità (d) & Volume (V) & Massa (m) & Moli (n) &\\[16pt]
  149.     \hline
  150.     Acido acetico & 60.05 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 1.05 $\dfrac{\g}{\ml}$ & 6 $\ml$ & 6.3 $\g$ & 0.105 $\mol$ &\\[16pt]
  151.     \hline
  152.     Alcool isoamilico & 88.15 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 0.81 $\dfrac{\g}{\ml}$ & 18 $\ml$ & 14.6 $\g$ & 0.165 $\mol$ &\\[16pt]
  153.     \hline
  154.     \end{tabular}
  155.     \end{table}
  156.     \end{center}
  157.     \vspace{8pt}
  158.     La massa è il prodotto fra la densità e il volume prelevato. Il numero di moli si ricava dal rapporto fra la massa il peso molecolare\\
  159.     \begin{center}
  160.     $\m = \den \cdot \V$
  161.     \hspace{40pt}  
  162.      $\n = \dfrac{\m}{\mm}$
  163.      \end{center}
  164.    
  165.     \newpage
  166.     $\bullet$ Meccanismo di reazione\\
  167.     \vtab
  168.     L'esterificazione viene eseguita in ambiente acido per $\ce{H_{2}SO_{4}}$ concentrato, che può essere aggiunto in quantità catalitica giacché il protone $\ce{H^+}$ viene ripristinato al termine della reazione.\\
  169.     Il gruppo carbossilico presenta una zona ad alta densità elettronica in corrispondenza del doppio legame carbonio-ossigeno, ed è quindi in grado di intercettare un protone.\\
  170.     \vspace{16pt}
  171.     \begin{figure}[!htb]
  172.     \centering
  173.       \schemestart
  174.         \chemfig[]{
  175.             C_{5}H_{11}-\color{red}{O}H
  176.         }
  177.         \+
  178.         \chemfig[]{
  179.         C(-[3]HO)(=[@{db}]O)(-[5]CH_{3})
  180.         }
  181.         \hspace{0.5cm}
  182.         \arrow(.mid east--){<=>[\chemfig{@{atoh}\chemabove{H^+}{}}][][1pt]}
  183.         \hspace{0.5cm}
  184.         \chemfig[]{
  185.             C_{5}H_{11}-\textcolor{red}{O}H
  186.         }
  187.         \+
  188.         \chemfig[]{
  189.         CH_{3}-{\chembelow{C}{\scriptstyle\hspace{-2mm}{\plus}}}(-[:-60]OH)-[::60]OH
  190.         }
  191.     \schemestop
  192.     \chemmove{
  193.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](db)..controls +(100:1.5cm)and+(north:1.5cm)..(atoh);
  194.       }
  195.     \end{figure}
  196.     In questo modo il carbonio carbossilico presenterà una lacuna elettronica: la funzione del catalizzatore acido è infatti quella di rendere il carbonio più disponibile ad un attacco nucleofilo da parte di uno dei doppietti non condivisi dell'ossigeno alcoolico. Questa è la fase cruciale della reazione, con la formazione del legame estereo fra il carbonio carbossilico e l'ossigeno alcoolico.\\
  197.     \vspace{8pt}
  198.     \begin{figure}[!htb]
  199.     \centering
  200.     \schemestart
  201.        \setlewis[]{}{}{fill=red, draw=red}
  202.        \chemfig[]{
  203.             C_{5}H_{11}-[0]@{Nu}\color{red}{\lewis{2:6:,O}}H
  204.         }
  205.         \+
  206.         \chemfig{
  207.          CH_{3}-[0]@{El}{\chembelow[2pt]{C}{\scriptstyle\hspace{-2mm}{\plus}}}(-[:-60]OH)-[::60]OH
  208.         }
  209.         \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  210.         \hspace{0.25cm}
  211.         \chemfig[yshift=-10mm]{H-{\chembelow[2pt]{\color{red}{O}}{{\plus}}}(-[2]C(-[0]OH)(-[2]OH)(-[4]CH_{3}))(-[0]C_{5}H_{11})}
  212.     \schemestop
  213.     \chemmove{
  214.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=8pt](Nu)..controls +(-80:1.1cm)and+(-120:1.1cm)..(El);
  215.       }
  216.     \end{figure}
  217.     \vspace{8pt}
  218.     Nel passaggio successivo si ha la rapida espulsione di un protone da parte dello ione ossonio\\
  219.     \vspace{8pt}
  220.     \begin{center}
  221.     \setlewis[]{}{}{fill=black, draw=black}
  222.     \schemestart
  223.        \chemfig[yshift=-3em]{H-{\chembelow[2pt]{\textcolor{red}{O}}{{\plus}}}(-[2]C(-[0]OH)(-[2]OH)(-[4]CH_{3}))(-[0]C_{5}H_{11})}
  224.         \arrow(.base east--.base west){<->>[][][3pt]}
  225.         \chemfig{CH_{3}-C(-[:0]OH)(-[:90]OH)(-[:-90]\textcolor{red}{O}C_{5}H_{11})}
  226.         \+
  227.         \chemfig{H^{+}}
  228.     \schemestop
  229.     \end{center}
  230.     \vspace{8pt}
  231.     Il protone espulso in questo modo si lega ad uno dei due atomi di ossigeno ossidrilici. L'atomo di ossigeno così protonato risulterà elettronpovero, e sarà in grado di attrarre gli elettroni di legame condivisi con l'atomo di carbonio. Tutto questo ha come effetto l'espulsione di una molecola di acqua e la formazione di un carbocatione terziario.\\
  232.     \begin{figure}[!htb]
  233.     \centering
  234.     \schemestart
  235.        \chemfig{CH_{3}-C(-[:0]OH)(-[:90]\lewis{2:4:,O}H)(-[:-90]\textcolor{red}{O}C_{5}H_{11})}
  236.         \+
  237.         \chemfig{H^+}
  238.         \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  239.         \chemfig{C([0]-OH)([4]-CH_{3})([6]-\textcolor{red}{O}C_{5}H_{11})([2]-[@{b4}]@{b5}\chemabove{O}{\plus}H_{2})}
  240.         \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  241.         \chemfig{CH_{3}-{\chemabove[2pt]{C}{{\plus}}}(-[:0]OH)(-[:-90]\color{red}{O}C_{5}H_{11})}
  242.         \+
  243.         \chemfig{H_{2}O}
  244.     \schemestop
  245.     \chemmove{
  246.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](b4)..controls +(180:1.2cm)and+(180:1.2cm)..(b5);
  247.       }
  248.       \end{figure}
  249.     Il carbocatione attrae uno dei doppietti non condivisi dell'atomo di ossigeno, che espelle un protone ripristinando il catalizzatore\\
  250.     \begin{figure}[!htb]
  251.     \centering
  252.     \schemestart
  253.        \chemfig{CH_{3}-{\chemabove[2pt]{C}{{\plus}}}(-[@{db}]@{uep}\lewis{2:6:,O}H)(-[:-90]\color{red}{O}C_{5}H_{11})}
  254.         \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  255.         \chemfig[]{
  256.         CH_{3}(-[:30]C(=[2]O) (-[:-30]\textcolor{red}{O} (-CH_{2}CH_{2}CH (-[:60]CH_{3}) (-[:-60]CH_{3}) ) ) )
  257.         }
  258.         \+
  259.         \chemfig{H^+}
  260.     \schemestop
  261.     \chemmove{
  262.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](uep)..controls +(90:1.2cm)and+(90:1.2cm)..(db);
  263.       }
  264.      \end{figure}
  265.      \newpage
  266.      $\bullet$ Procedimento\\
  267.      \vtab
  268.      In un pallone munito di refrigerante a ricadere vengono introdotti l'acido e l'alcool utilizzando un eccesso dei due reagenti. Il catalizzatore viene fornito con alcune gocce di
  269.     $\ce{H_{2}SO_{4}}$, quindi si scalda a ricadere per circa 1 ora. Nel pallone di reazione si inseriscono alcuni frammenti di vetro per evitare un'ebollizione troppo violenta degli alcooli. Durante il riscaldamento a reflusso la soluzione, inizialmente incolore, assume una colorazione rosa pallido. Si fa raffreddare, si versa in acqua e si estrae con etere, lavando la fase organica con $\ce{NaHCO_{3}}$ al 10\% in modo da eliminare eventuali tracce di acido non reagito. La fase organica viene essiccata con $\ce{Na_{2}SO_{4}}$ anidro e concentrata all'evaporatore rotante. Al termine di questa operazione, la soluzione assume una colorazione giallo paglia.\\
  270.      Nel riscaldamento a reflusso il pallone contenente la miscela di reazione viene collegato ad una colonna refrigerante, un apparecchio formato da due parti: la colonna esterna e la colonna interna. La colonna esterna presenta alle sue estremità due ugelli: in quello inferiore, viene collegata l'acqua in entrata, mentre in quello superiore viene collegata l'acqua in uscita. Quindi, lo spazio presente fra la colonna interna e la colonna esterna è attraversata da acqua a bassa temperatura. La colonna interna è formata a bulbi, ed è attraversata dal prodotto in evaporazione: a contatto con l'acqua fredda, il prodotto condensa e ricade per gravità all'interno del pallone di reazione.\\
  271.      Dopo aver concentrato la miscela all'evaporatore rotante, si procede alla separazione tramite distillazione della miscela contenente $\ce{Et_{2}O}$, l'alcool isoamilico in eccesso e il prodotto finale. La distillazione viene eseguita a pressione inferiore a quella atmosferica, in modo da abbassare il punto di ebollizione delle varie sostanze. Dapprima viene separato l'etere dietilico, ad una temperatura compresa fra \celsius{25} e \celsius{30}. Una volta che il calore latente ha fatto evaporare tutto l'$\ce{Et_{2}O}$, la temperatura si innalza e si stabilizza intorno ai\\ \celsius{45} e i \celsius{50}: in questa fase, si ha l'evaporazione dell'eccesso di alcool. Infine, si raccoglie il prodotto finale.\\
  272.      \vtab
  273.      $\bullet$ Considerazioni\\
  274.      \vtab
  275.      Il catalizzatore acido viene introdotto con alcune gocce di $\ce{H_{2}SO_{4}}$ al 96\%. L'acido solforico è particolarmente avido di acqua, e sottraendola all'equilibrio si riesce in questo modo a spostare la reazione verso la formazione dei prodotti. Non si utilizza l'$\ce{HCl}$ al 36\% perché in esso è contenuta molta acqua, il che sfavorisce la riuscita della reazione, mentre l'$\ce{HNO_{3}}$ al 65\% è un forte ossidante e non è adatto a questo tipo di reazione.\\
  276.      \vtab
  277.      $\bullet$ Resa teorica e resa effettiva\\
  278.      \vtab
  279.      Il reagente limitante è l'alcool isoamilico, con 0.105 $\mol$\\
  280.      \vtab
  281.      Il peso molecolare dell'acetato di isoamile è 130.19 $\dfrac{\g}{\mol}$\\
  282.      \vtab
  283.      Resa teorica: $\displaystyle \m = \n \cdot \mm = 0.105 \mol \; \cdot \; 130.19 \dfrac{\g}{\mol} = 13.67 \g$\\
  284.      \vtab
  285.      La massa del prodotto finale è risultata essere pari a 5.74 $\g$\\
  286.      \vtab
  287.      Resa effettiva: $\displaystyle \dfrac{5.74 \g}{13.67 \g} \cdot 100 = 42\%$
  288.      
  289. \newpage     
  290.      
  291.      \chapter[Identificazione una miscela incognita tramite cromatografia di adsorbimento]{Identificazione una miscela incognita\\ tramite cromatografia di adsorbimento}
  292.      
  293.      La miscela da identificare è la numero 2; questa si presenta come un solido bianco dall'odore pungente. Per identificare l'eluente, altrimenti chiamato fase mobile, adatto per la cromatografia su colonna, si utilizza la cromatografia su strato sottile (TLC). Una piccola quantità della miscela viene sciolta in etere dietilico; successivamente, si pone una goccia della soluzione su una lastrina da TLC di alluminio che presenta uno strato sottile di silice, a circa un centimetro dal bordo inferiore. Si prosegue mettendo ad eluire in una camera di sviluppo chiusa, satura dei vapori del solvente. Per osservare la separazione dei componenti della miscela, sono state fatte delle prove con diversi eluenti: l’etere dietilico da solo non era sufficiente, mentre è risultata adatta una miscela 1:1 di etere dietilico ed etere di petrolio.\\
  294.      Le sostanze sulla lastrina vengono osservate sotto una lampada UV a 254 nanometri: la lastrina mostra una fluorescenza intensa, mentre le sostanze, capaci di assorbire nell'ultravioletto, appaiono come macchie scure. Una volta identificato l'eluente adatto alla separazione, si procede alla preparazione della colonna per la cromatografia ad adsorbimento. In un becher si miscela del gel di silice con il solvente, poi si versa il tutto nella colonna, lavando successivamente le pareti in modo che non vi rimanga traccia del solido. In seguito alla sedimentazione del gel si porta a volume l'eluente, poi si aggiunge uno strato sottile della miscela (circa un millimetro), uno strato sottile di sabbia e, infine, dell'altro eluente. A questo punto si apre il rubinetto e si raccolgono le frazioni in diversi vasetti numerati (in questo caso dodici), aggiungendo continuamente il solvente in modo che la colonna non vada a secchezza. Il contenuto delle frazioni viene osservato con una TLC globale utilizzando sempre lo stesso eluente: le frazioni che contengono la stessa sostanza vengono quindi riunite.\\
  295. Le frazioni vengono analizzate all'HPLC prima e allo spettrometro di massa dopo. Con un tempo di ritenzione di 6.167 minuti la paraclorobenzaldeide è il primo composto ad attraversare la colonna.\\
  296. \begin{figure}[!htb]
  297. \centering
  298.     \schemestart
  299.     \chemname{\chemfig{*6(-(-Cl)=-=(-CHO)-=)}}{4-clorobenzaldeide}
  300.     \schemestop
  301.     \chemnameinit{}
  302. \end{figure}
  303. La seconda e più abbondante sostanza è il trifenilcarbinolo, con un tempo di ritenzione di 12.732 minuti\\
  304. \begin{figure}[!htb]
  305. \centering
  306.     \schemestart
  307.     \chemname{\chemfig{C(-OH)(-[2]\Phi)(-[4]\Phi)(-[6]\Phi)}}{trifenilcarbinolo}
  308.     \schemestop
  309.     \chemnameinit{}
  310. \end{figure}
  311.      \newpage
  312.      
  313.      \chapter{Sintesi di un repellente per insetti}
  314.      
  315. L'N,N-Dietileiltoluammide (conosciuta anche come DEET) è un repellente per zanzare che viene commercializzato come Autan. Viene sintetizzata convertendo l'acido meta-toluico nel corrispondente cloruro acilico che poi viene fatto reagire con dietilammina. In una pallone a tre colli da 250 mL munito di refrigerante vengono messi 4,13 g di acido m-toluico e 4,5 mL
  316. di cloruro di tionile. Il refrigerante si collega, tramite un raccordo a pipa, a una trappola per gas contenente una soluzione alcalina di NaOH, in modo da poter monitorare l'HCl prodotto durante la reazione. Si utilizza una piastra per agitare e riscaldare cautamente fino al termine dello sviluppo del gas, segno che la reazione è giunta alla fine. La soluzione assume una colorazione rossiccia. Si scollega la trappola e si sostituisce con una valvola a cloruro di calcio e, dopo aver fatto raffreddare il pallone e tenendo sotto continua agitazione, si aggiungono alla miscela di reazione 40 mL di etere anidro. In una beuta con tappo si prepara una soluzione costituita da 20 mL di etere anidro e 10 mL di dietilammina
  317. che poi viene aggiunta goccia a goccia con una pipetta di Pasteur attraverso uno dei colli del pallone, tappando dopo ogni aggiunta.
  318. Terminata questa fase si passa al recupero e alla purificazione del prodotto. La miscela di reazione viene diluita con acqua distillata e versata in un imbuto separatore. Si effettua così il primo lavaggio della fase organica con acqua, in modo da far disciogliere eventuali sali formatisi durante la reazione e riconvertire il cloruro acilico che non ha reagito nell'acido di partenza. Successivamente si effettua un lavaggio con una soluzione di NaOH al 5\% per neutralizzare l'acido m-toluico rimasto. Per il terzo e ultimo lavaggio si utilizza una soluzione di HCl al 10\% in modo da eliminare le ultime potenziali impurezze. La fase organica viene quindi trasferita in una beuta e anidrificata con solfato di sodio anidro, poi filtrata
  319. tramite un filtro a pieghe e posta in un pallone precedentemente pesato.
  320. L'ultimo passaggio consiste nel concentrare la soluzione all'evaporatore rotante: si ottiene così il prodotto
  321. finale dal colore giallo scuro.\br
  322. $\bullet$ Meccanismo di reazione\\
  323.     \vtab
  324. I reagenti di partenza sono l'acido m-toluico e il cloruro di tionile, un acido di Lewis dove lo zolfo ha numero di ossidazione +4. Come si può facilmente intuire l'atomo di zolfo è un ottimo sito elettrofilo, essendo legato ad atomi ad alta elettronegatività  come l'ossigeno e il cloro. La reazione è spostata verso la formazione dei prodotti perché l'acido cloridrico e l'anidride solforosa si liberano sotto forma di gas e vengono così allontanati.\\
  325. \vtab
  326. \begin{center}Step 1A\end{center}
  327. L'ossigeno del carbonile esegue un attacco nucleofilo in corrispondenza dell'atomo di zolfo. In questa sostituzione nucleofila il gruppo uscente è lo ione cloruro che, essendo la base coniugata di un acido forte, è abbastanza stabile e rappresenta un buon gruppo uscente\br
  328. \begin{figure}[!htb]
  329. \centering
  330. \schemestart
  331.     \chemfig[yshift=3pt]{(C(-[3]HO)(=[0]@{db}O)(-[5]R) )}    
  332.    \+
  333.    \chemfig{@{at}S(-[4]Cl)(=[2]O)(-[0]Cl)}
  334.    \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  335.   \chemfig{S(-[2]Cl)(=[0]O)(-[4]\luft{O}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}(=[4]C(-[4]R)(-[2]OH)))}
  336.   \+
  337.   \chemfig{Cl^{-}}
  338. \schemestop
  339. \chemmove{
  340.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt](db)..controls +(-90:1.2cm)and+(-90:1.2cm)..(at);
  341.       }
  342. \end{figure}
  343. \begin{figure}[!htb]
  344. \centering
  345. \schemestart
  346. \chemfig[yshift=0.3cm]{R}
  347. \chemfig[yshift=0.3cm]{\ce{=}}
  348. \chemfig[scale=0.75][scale=0.75]{*6(-=(-CH_{3})-=C-=)}
  349. \schemestop
  350. \end{figure}
  351. \newpage
  352. Nel substrato, un riarrangiamento interno di elettroni $\pi$ fa in modo che la carica positiva si sposti dall'atomo di ossigeno a quello di carbonio, che in questo modo diventa ancora più elettrofilo, favorendo l'ingresso dello ione cloruro, che di per sé non è un buon gruppo entrante\br
  353. \begin{figure}[!htb]
  354. \centering
  355. \schemestart
  356.   \chemfig{S(-[2]Cl)(=[0]O)(-[4]@{ox}\luft{O}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}(=[@{db}::0]C(-[4]R)(-[@{nb}::-90]@{from}OH)))}
  357.    \arrow(.base east--.base west){<->[][][3pt]}
  358.    \chemfig{S(-[2]Cl)(=[0]O)(-[4]O(-[4]\unten{C}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}(-[4]R)(-[::-90]OH)))}
  359. \schemestop
  360. \chemmove{
  361.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](db)..controls +(-90:1.0cm)and+(-90:1.0cm)..(ox);
  362. }
  363. \end{figure}
  364. \vspace{0.5cm}
  365. \begin{center}Step 2A\end{center}
  366. Nel secondo passaggio lo ione cloruro attacca nucleofilamente il carbonio. La reazione procede seguendo lo schema di una $\ce{S_{N} 2}$, con la formazione di un intermedio tetraedrico con il carbonio ibridato $\ce{sp^{3}}$\br
  367. \begin{figure}[!htb]
  368. \centering
  369. \schemestart
  370.     \chemfig{@{Nu}Cl^{-}}
  371.     \+
  372.    \chemfig{S(-[2]Cl)(=[0]O)(-[4]O(-[4]@{El}\unten{C}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}(-[4]R)(-[::-90]OH)))}
  373.    \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  374.     \chemleft[
  375.     %\chemfig[yshift=3pt]{(C(-[4]R)(-[2]OH)(<[5]Cl)(<:[7]O(-[0]S(-[2]Cl)(=[0]O))) )}
  376.     \chemfig[yshift=3pt]{C(-[4]R)(-[2]OH)(<[5]Cl)(<:[7]OSOCl)}
  377.    \chemright]
  378. \schemestop
  379. \chemmove{
  380.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=10pt](Nu)..controls +(-90:1.2cm)and+(-90:1.2cm)..(El);
  381. }
  382. \end{figure}
  383. \vspace{8pt}
  384. Il gruppo uscente quindi è la molecola $\ce{^{-}OSOCl}$\br
  385. \begin{figure}[!htb]
  386. \centering
  387. \schemestart
  388.     \chemleft[
  389.     %\chemfig[yshift=3pt]{(C(-[4]R)(-[2]OH)(<[5]Cl)(<:[::-45]@{ox-1}O(-[0]S(-[2]Cl)(=[0]O))) )}
  390.     \chemfig[yshift=3pt]{C(-[4]R)(-[2]OH)(<[5]Cl)(<:[7]OSOCl)}
  391.    \chemright]
  392.    \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  393.    \chemfig[yshift=3pt]{(\luft{C}{18pt}{-2.3mm}{magenta}{\oplus}(-[4]R)(-[2]OH)(-[6]Cl) )}
  394.    \hspace{0.25cm}
  395.    \+
  396.    \hspace{0.50cm}
  397.    \chemfig[yshift=3pt]{(\luft{O}{-18pt}{-2.3mm}{cyan}{\ominus}(-[0]S(-[2]Cl)(=[0]O)))}
  398. \schemestop
  399. \end{figure}
  400. \begin{center}Step 3A\end{center}
  401. Con l'espulsione di un protone, si forma il cloruro acilico. Il protone reagisce con il gruppo uscente formando i due prodotti secondari
  402. \begin{figure}[!htb]
  403. \centering
  404. \schemestart
  405. \chemfig[yshift=3pt]{(\luft{C}{18pt}{-2.3mm}{magenta}{\oplus}(-[4]R)(-[@{ndb-1}2]@{ox-3}\lewis{2:4:,O}(-[0,0.8,,,lightgray]H))(-[6]Cl) )}
  406. \arrow(.base east--.base west){<->>[][][3pt]}
  407. \chemfig[yshift=3pt]{(C(-[4]R)(=[1]O)(-[7]Cl) )}
  408. \+
  409. \hspace{0.25cm}
  410. \chemfig{H^{+}}
  411. \schemestop
  412. \chemmove{
  413.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](ox-3)..controls +(180:1.0cm)and+(180:1.0cm)..(ndb-1);
  414. }
  415. \end{figure}
  416. \begin{figure}[!htb]
  417. \centering
  418. \schemestart
  419. \chemfig[yshift=3pt]{(@{ox-2}\luft{O}{-18pt}{-2.3mm}{cyan}{\ominus}(-[@{ndb}0]S(-[@{sb}2]@{clo}Cl)(=[0]O)))}
  420. \+
  421. \chemfig{H^{+}}
  422. \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  423. \ce{SO_{2} ($g$)}
  424. \+
  425. \ce{HCl ($g$)}
  426. \schemestop
  427. \chemmove{
  428.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt](ox-2)..controls +(-90:1.0cm)and+(-90:1.0cm)..(ndb);
  429.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt](sb)..controls +(180:1.0cm)and+(180:1.0cm)..(clo);
  430. }
  431. \end{figure}
  432. \newpage
  433. La prossima fase è un'altra sostituzione nucleofila $\ce{S_{N} 2}$ che avviene in un unico passaggio, con l'atomo di azoto come sostituente e lo ione cloruro come gruppo uscente\br
  434. \begin{figure}[!htb]
  435. \centering
  436. \schemestart
  437. \chemfig{@{Nu}\lewis{6:,N}(-[::30]Et)(-[::150]Et)(-[2,0.8]H)}
  438. \+
  439. \chemfig{@{El}C(-[4]R)(=[@{db-2}2]@{ox-4}O)(-[0]Cl)}
  440. \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  441. \chemfig{C(-[4]R)(=[2]O)(-[0]N{(}Et{)}_2)}
  442. \+
  443. \ce{HCl ($g$)}
  444. \schemestop
  445. \chemmove{
  446.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](db-2)..controls +(180:1.0cm)and+(180:1.0cm)..(ox-4);
  447.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](Nu)..controls +(-90:1.0cm)and+(-90:1.0cm)..(El);
  448. }
  449. \end{figure}
  450. \vspace{1cm}
  451. $\bullet$ Resa teorica e resa effettiva\br
  452. Dall'acido m-toluico e il cloruro di tionile si forma il cloruro acilico. Fra i due composti di partenza l'acido m-toluico è il reagente limitante, quindi si formerà  tanto cloruro acilico quante sono le sue moli\\
  453. \begin{table}[ht]
  454.     \begin{tabular}{|M{2.6cm}|M{3.5cm}|M{2cm}|M{2cm}|M{1.6cm}|M{1.6cm}|N}
  455.     \hline
  456.      & Peso Molecolare (PM) & Densità  (d) & Volume (V) & Massa (m) & Moli (n) &\\[16pt]
  457.     \hline
  458.     Acido m-toluico & 136.2 $\dfrac{\g}{\mol}$ & - & - & 4.31 $\g$ & 0.032 $\mol$ &\\[16pt]
  459.     \hline
  460.     Cloruro di tionile & 119.0 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 1.641 $\dfrac{\g}{\ml}$ & 4.5 $\ml$ & 7.38 $\g$ & 0.062 $\mol$ &\\[16pt]
  461.     \hline
  462.     Dietilammina & 73.1 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 0.07074 $\dfrac{\g}{\ml}$ & 10 $\ml$ & 7.08 $\g$ & 0.096 $\mol$ &\\[16pt]
  463.     \hline
  464.     \end{tabular}
  465. \end{table}
  466.     Dal cloruro acilico e la dietilammina si forma poi il prodotto finale. Fra i due composti di partenza il cloruro acilico è il reagente limitante, quindi si formerà  tanto prodotto finale quante sono le sue moli\br
  467.     Resa teorica: $\displaystyle \m = \n \cdot \mm = 0.0316 \; \mol \; \cdot \; 191.27 \dfrac{\g}{\mol} = 6.04 \g$\br
  468.     Il pallone con il prodotto finale al suo interno ha una massa di 60.00 g, mentre il pallone vuoto ha una massa di 55.93 g. Ne risulta che la massa del prodotto finale è di 4.07 g.\br
  469.     Resa effettiva: $\displaystyle \dfrac{4.07 \g}{6.04 \g} \cdot 100 = 67.4\%$
  470.    
  471. \newpage
  472.  
  473.      \chapter{Sintesi del trans-stilbene}
  474.      In questa esperienza viene sintetizzato il trans-stilbene tramite la reazione di Wittig tra un'aldeide (in questo caso la benzaldeide) e un'ilide di fosfonio, preparata a partire da trifenilfosfina e bromuro di benzile. Il primo step consiste nel preparare il sale di fosfonio: in un pallone da 100 mL munito di refrigerante a bolle con valvola a cloruro di calcio, e agitatore magnetico, vengono aggiunti 3.93 g di trifenilfosfina, 25 mL di una miscela di xileni e 2 mL di bromuro di benzile. La soluzione viene scaldata a riflusso; l'ideale sarebbe attendere cinque ore, ma il tempo è stato ridotto drasticamente in quanto risulta difficoltoso seguire la metodica alla lettera in un laboratorio didattico. Dopo aver fatto raffreddare la soluzione, il sale ottenuto viene filtrato su buchner e lavato con etere di petrolio, poi viene seccato in essiccatore sotto vuoto. Si può quindi passare al secondo step: si pesano 4.33 g di sale di fosfonio e si aggiungono in una beuta da 100 mL, munita di tappo, con 100 mL di acqua e un'ancoretta. Vengono aggiunti anche 1 mL di benzaldeide e una soluzione di NaOH preparata disciogliendo 40 g di sostanza in 100 mL di acqua. La soluzione risultante viene agitata vigorosamente, tramite agitatore magnetico e a mano, per circa trenta minuti. In seguito viene trasferita in un imbuto separatore e il prodotto ottenuto viene estratto con etere di petrolio; la fase organica viene posta in un pallone e concentrata all'evaporatore rotante. In seguito alla reazione si ottengono i due isomeri dello stilbene e ossido di trifenilfosfina: il secondo viene trattato con etere di petrolio caldo, in modo da farlo precipitare. Si lascia quindi decantare la soluzione che poi verrà trattata con iodio molecolare in modo da isomerizzare il doppio legame e ottenere l'olefina desiderata. Lo iodio utilizzato per l'isomerizzazione viene eliminato con successivi lavaggi con una soluzione di $\ce{Na_{2}S_{2}O_{3}}$ al 10\% che funge da riducente. L'ultimo lavaggio viene effettuato, invece, con una soluzione satura di cloruro di sodio. La fase acquosa viene scartata, mentre la fase eterea viene filtrata utilizzando un filtro a pieghe. Questa viene quindi trasferita in un pallone e concentrata all’evaporatore rotante.
  475. Il prodotto ottenuto viene cristallizzato da etanolo caldo; la soluzione viene fatta raffreddare gradualmente, a temperatura ambiente, in modo da ottenere i cristalli di $trans$-stilbene.\br
  476.      $\bullet$ Meccanismo di reazione\\
  477.      La prima reazione è una sostituzione nucleofila $\ce{S_{N} 1}$. Il gruppo entrante è la trifenilfosfina, mentre il substrato è il bromuro di benzile. Dapprima si ha un lento distacco del gruppo uscente, lo ione bromuro, quindi il rapido attacco del fosforo nel carbonio positivo. Si forma un sale di fosforo quaternario, il bromuro di benziltrifenilfosfonio\\
  478.      \vspace{0.25cm}
  479. \begin{figure}[!htb]
  480. \centering
  481. \schemestart
  482.    \chemfig{{\Phi_{3}}{\lewis{0:,P}}}
  483.    \+
  484.    \chemfig{Br-CH_{2}\Phi}
  485.    \arrow(.base east--.base west){->[][][4pt]}      
  486.    \chemfig{\Phi_{3}{\luft{{P}}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}}(-CH_{2}\Phi )}
  487.     \chemfig{\luft{{Br}}{0pt}{2pt}{cyan}{\ominus}}
  488. \schemestop
  489. \end{figure}
  490. Gli idrogeni del carbonio metilenico sono resi acidi dalla presenza del fosforo positivo, e possono essere strappati da una base forte come l'NaOH concentrato.\\
  491. \vspace{0.5cm}
  492. \begin{figure}[!htb]
  493. \centering
  494. \schemestart
  495.    \chemfig{\Phi_3{\luft{{P}}{0pt}{2pt}{magenta}{{\oplus}}}(-[0]CH_{2}\Phi)}
  496.     \+
  497.     \chemfig{OH^{-}}
  498.     \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  499.     \chemfig{\Phi_3{\luft{P}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}}(-[0]{\luft{{C}}{0pt}{2pt}{cyan}{{\ominus}}}H\Phi )}
  500.     \arrow(.base east--.base west){<->[][][3pt]}
  501.     \chemfig{\Phi_{3}P(=[0]CH\Phi)}
  502. \schemestop
  503. \end{figure}
  504. La reazione con la benzaldeide porta alla formazione di un intermedio ciclico a quattro termini\\
  505. \begin{figure}[!htb]
  506. \centering
  507. \schemestart
  508.     \chemfig{\Phi_3{\luft{P}{0pt}{2pt}{magenta}{\oplus}}(-[0]{\luft{{C}}{0pt}{2pt}{cyan}{{\ominus}}}H\Phi )}
  509.     \+
  510.     \chemfig{CH\Phi(=[@{5a}4]@{5b}O)}
  511.     \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  512.     \chemfig[yshift=-5mm]{P*4(-C(-[0]\Phi)(-[6]H)-C(-[0]\Phi)(-[2]H)-O-)(-[4]\Phi_{3})}
  513. \schemestop
  514. \chemmove{
  515.       \draw[shorten <=4pt, shorten >=2pt](5a)..controls +(-90:1cm)and+(-90:1cm)..(5b);
  516. }
  517. }
  518. \end{figure}
  519. \newpage
  520. Data la possibilità di formare un intermedio ciclico, si ottengono i due isomeri geometrici dello stilbene\\
  521. \vspace{8pt}
  522. \schemestart
  523.     \chemfig[yshift=-5mm]{P*4(-[@{a3}]C(-[0]\Phi)(-[6]H)-[@{a4}]C(-[0]\Phi)(-[2]H)-[@{a2}]O-[@{a1}])(-[4]\Phi_{3})}
  524.     \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  525.     \chemfig{\Phi_3{P}(=[0]O)}
  526.     \+
  527.     \chemname{\chemfig{C(-[3]H)(-[5]\Phi)=C(-[1]H)(-[7]\Phi)}}{$cis$-stilbene\\(90\%)}
  528.     \+
  529.     \chemname{\chemfig{C(-[3]\Phi)(-[5]H)=C(-[1]H)(-[7]\Phi)}}{$trans$-stilbene\\(10\%)}
  530. \schemestop
  531. \chemnameinit{}
  532. \chemmove{
  533.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt](a2)..controls +(south:0.5cm)and+(east:0.5cm)..(a1);
  534.       \draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt](a3)..controls +(north:0.5cm)and+(west:0.5cm)..(a4);
  535. }\\
  536. \vspace{8pt}
  537. Per ottenere esclusivamente l'isomero $trans$, la miscela viene trattata con una piccola quantità di iodio molecolare. Il diioduro vicinale che si forma è instabile, e dopo riscaldamento si decompone ripristinando l'alchene di partenza nella forma $trans$ e lo iodio molecolare.\\
  538.  
  539. \begin{figure}[!htb]
  540. \centering
  541. \schemestart
  542.     \chemfig{C(-[3]H)(-[5]\Phi)=C(-[1]H)(-[7]\Phi)}
  543.     \+
  544.     \chemfig{I-I}
  545.     \arrow(.base east--.base west){->[][][3pt]}
  546.     \chemfig{C(-[2]I)(-[4]\Phi)(-[6]H)(-[0]C(-[6]I)(-[2]H)(-[0]\Phi))}
  547. \schemestop
  548. \end{figure}
  549.  
  550. \begin{figure}[!htb]
  551. \centering
  552. \schemestart
  553.     \chemfig{C(-[2]I)(-[4]\Phi)(-[6]H)(-[0]C(-[6]I)(-[2]H)(-[0]\Phi))}
  554.     \arrow(.base east--.base west){->[$\Delta$][][3pt]}
  555.     \chemfig{C(-[3]\Phi)(-[5]H)=C(-[1]H)(-[7]\Phi)}
  556.     \+
  557.     \chemfig{I-I}
  558. \schemestop
  559. \end{figure}
  560. \vspace{0.5cm}
  561. $\bullet$ Resa teorica e resa effettiva\\
  562. Il bromuro di benziltrifenilfosfonio reagisce con la benzaldeide in presenza di idrossido di sodio che viene aggiunto in quantità stechiometrica\\
  563. \begin{table}[ht]
  564.     \centering
  565.     \begin{tabular}{|M{3.5cm}|M{3.5cm}|M{2cm}|M{2cm}|N}
  566.     \hline
  567.      & Peso Molecolare (PM) & Massa (m) & Moli (n) &\\[12pt]
  568.     \hline
  569.     Bromuro di benziltrifenilfosfonio & 433 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 4.33 $\g$ & 0.01 $\mol$ &\\[16pt]
  570.     \hline
  571.     Benzaldeide & 106 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 1.05 $\g$ & 0.01 $\mol$ &\\[16pt]
  572.     \hline
  573.     Idrossido di sodio & 40 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 24 $\g$ & 0.6 $\mol$ &\\[16pt]
  574.     \hline
  575.     $trans$-stilbene & 180 $\dfrac{\g}{\mol}$ & 1.8 $\g$ & 0.01 $\mol$ &\\[16pt]
  576.     \hline
  577.     \end{tabular}
  578. \end{table}
  579.     Resa teorica: $\displaystyle \m = \n \cdot \mm = 0.01 \; \mol \; \cdot \; 180 \dfrac{\g}{\mol} = 1.8 \g$\br
  580.     Resa effettiva: $\displaystyle \dfrac{0.14 \g}{1.8 \g} \cdot 100 = 7.8\%$
  581. \newpage
  582.   \chapter[Saggio di Fehling per gli zuccheri riducenti]{Saggio di Fehling per gli zuccheri\\ riducenti}
  583.     Il saggio di Fehling viene utilizzato per distinguere gli zuccheri riducenti dagli zuccheri non riducenti; in questa esperienza vengono analizzati glucosio, fruttosio e saccarosio.
  584.     Gli zuccheri si dividono in poliidrossialdeidi e poliidrossichetoni, composti che possono essere ossidati in corrispondenza del gruppo carbonilico. Il gruppo carbonile degli aldosi si ossida          facilmente ad acido carbossilico, mentre il gruppo carbonile dei chetosi si ossida molto più difficilmente e lentamente: infatti, nell'ambiente basico in cui viene svolta la reazione, si                 convertono prima in aldosi attraverso un intermedio enolico.
  585.     I disaccaridi vengono classificati come zuccheri riducenti se presentano il gruppo –OH emiacetalico libero. Il saccarosio, una delle sostanze analizzate in questa esperienza,
  586.     è un disaccaride non riducente. Infatti, il legame glicosidico tra l'unità $\alpha$-glucopiranosidica e l'unità $\beta$-fruttofuranosidica non permette l’ossidazionedelle
  587.     funzioni carboniliche, che risultano bloccate.
  588.     Per la reazione viene utilizzato un reattivo specifico, chiamato reattivo di Fehling. Questo si compone di due
  589.     soluzioni: una soluzione di solfato rameico (Fehling A), preparata disciogliendo 7 g di $\ce{CuSO_{4}}$ in 100 mL di acqua, e una soluzione di tartrato di sodio e potassio e
  590.     NaOH (Fehling B). Il tartrato viene utilizzato per complessare lo ione $\ce{Cu^{2+}}$, diminuendone la concentrazione in soluzione ed impedendo che precipiti sotto forma di
  591.     $\ce{Cu(OH)_2}$.
  592.     Per l'esperienza vengono utilizzate tre provette e in ognuna si aggiungono 0.5 mL della soluzione A e 0.5 mL della soluzione B. Nella prima provetta viene messo il glucosio,
  593.     nella seconda il fruttosio, e nella terza il saccarosio. Le tre provette vengono scaldate a bagnomaria per favorire la reazione. Poiché gli ioni $\ce{Cu^{2+}}$ hanno un colore
  594.     azzurro intenso, mentre l'ossido rameoso è un solido insolubile rosso mattone, un cambiamento di colore è indice della presenza di uno zucchero riducente. Si è osservato che
  595.     le soluzioni di glucosio e fruttosio hanno cambiato colore (la prima ha assunto un colore marroncino tendente al rosso, mentre la prima risultava tendente al verde scuro);
  596.     al contrario, la soluzione di saccarosio, è rimasta di un azzurro intenso, come ci si aspettava.\\
  597. \vspace{20pt}
  598.     \begin{figure}[!htb]
  599.     \centering
  600.     \scalebox{.85}{
  601.     \schemestart
  602.     \setchemfig{%
  603.             fixed length=true,
  604.             atom sep=2em,
  605.             arrow coeff=2,
  606.         }
  607.         \definesubmol{x}{(-[4]H)(-[0]OH)}
  608.         \definesubmol{y}{(-[0]H)(-[4]OH)}
  609.         \definesubmol{z}{CH_{2}OH}
  610.         \definesubmol{c}{\color{red}{C}(=[0,,,,red]\color{red}{O})}
  611.         \chemname{\chemfig{[2]!z-!x-!x-!y-[2,0.85]!c-[2,0.85]!z}}{D-fruttosio} 
  612.         \hspace{15pt}
  613.         \arrow(.base east--.base west){->[tautomeria][\ce{OH^{-}}][2cm]}[0,1.8]
  614.         \setchemfig{%
  615.             fixed length=true,
  616.             atom sep=2em,
  617.         }
  618.         \definesubmol{x}{(-[4]H)(-[0]OH)}
  619.         \definesubmol{y}{(-[0]H)(-[4]OH)}
  620.         \definesubmol{z}{CH_{2}OH}
  621.         \definesubmol{c}{\color{red}{C}(=[0,,,,red]\color{red}{O})}
  622.         \chemname{\chemfig{[2]!z-!x-!x-!y-!x-!c(-[4,0.85]H)}}{D-glucosio}
  623.         \hspace{15pt}
  624.         \arrow(.base east--.base west){->[\ce{Cu^{2+}}][\ce{OH^{-}}][2cm]}[0,1.8]
  625.         \setchemfig{%
  626.             fixed length=true,
  627.             atom sep=2em,
  628.             arrow coeff=1.5,
  629.         }
  630.         \definesubmol{x}{(-[4]H)(-[0]OH)}
  631.         \definesubmol{y}{(-[0]H)(-[4]OH)}
  632.         \definesubmol{z}{CH_{2}OH}
  633.         \chemname{\chemfig{[2]!z-!x-!x-!y-!x-\textcolor{red}{\hspace{20pt}COOH}}}{acido D-gluconico}
  634.     \schemestop
  635.    
  636.     \chemnameinit{}
  637.     }
  638.     \end{figure}
  639.     \newpage
  640.     \chapter{Estrazione dei pigmenti da una matrice vegetale}
  641.    
  642.     Il colore delle foglie dei vegetali è dato dalla presenza di diversi pigmenti che assorbono la radiazione solare. Esistono molti tipi di pigmenti che, generalmente, possono essere raggruppati a seconda della loro funzione; quelli fondamentali per la fotosintesi, detti pigmenti fotosintetici, si dividono in clorofille, caroteni e luteina. La clorofilla è il principale pigmento fotosintetico ed esiste in tre forme diverse: clorofilla A, clorofilla B e clorofilla C. I caroteni sono invece pigmenti accessori che servono ad ampliare il raggio d'azione della clorofilla.
  643. Le diverse colorazioni di questi pigmenti possono essere osservate grazie alla cromatografia. Prima di tutto è necessario che essi vengano estratti dalla matrice vegetale; in questo caso sono state scelte delle foglie di malva. Per l'estrazione viene utilizzato l'apparecchio di Soxhlet e dell'acetone come solvente.
  644. L'estrattore di Soxhlet viene utilizzato per l'estrazione di sostanze da una matrice solida ad opera di un liquido; il suo utilizzo è conveniente in quando permette di limitare la quantità di solvente impiegato. Esso è costituito da un cilindro di vetro, collegato a un refrigerante, che viene posto al di sopra di un pallone contenente il solvente. Nel cilindro si pone un ditale di carta porosa che contiene la matrice vegetale. Il pallone viene riscaldato con l'utilizzo di un mantello scaldante, in modo da far evaporare l'acetone, che entra così nel cilindro, condensa nel refrigerante e ricade allo stato liquido nella parte del cilindro occupato dal ditale. Il solvente, contenente ora una parte dei pigmenti che si è deciso di estrarre, ricade nel pallone grazie a un sifone laterale dopo aver riempito parte del cilindro. L'acetone assume una colorazione verde, segno che i pigmenti sono stati estratti dalle foglie. Alla fine dell'estrazione, la soluzione viene concentrata al rotavapor. Il prodotto ottenuto viene utilizzato per la cromatografia su colonna, che viene effettuata utilizzando, come eluenti, delle miscele a polarità crescenti.
  645. In un becher vengono miscelati del gel di silice con dell'etere di petrolio, che poi vengono trasferiti all'interno della colonna, lavandone successivamente le pareti in modo che non vi rimanga traccia del solido. In seguito alla sedimentazione di quest'ultimo, l’eluente viene portato a volume; a questo punto si aggiungono poche gocce della sostanza da cromatografare, in modo che sul gel di silice se ne depositi uno strato sottile di circa un millimetro. Su di esso si aggiunge poca sabbia e, infine, dell'altro eluente.
  646. Il rubinetto della colonna viene aperto e il solvente viene continuamente rabboccato in modo che la colonna non vada a secco. Come detto precedentemente, per far separare i diversi pigmenti è necessario utilizzare delle miscele di solventi che possiedano polarità diverse; per questo motivo, la
  647. prima aggiunta di eluente viene effettuata con una miscela 3:1 di etere di petrolio e acetato di etile, mentre la seconda viene fatta con una miscela 1:1.
  648. Mentre la soluzione eluente migra lungo il gel di silice, si osserva la formazione di bande colorate corrispondenti ai diversi tipi di pigmenti estratti dalle foglie. La prima bande è di colore giallo e corrisponde ai caroteni; le bande successive, che assumono diverse tonalità di verde, corrispondono invece ai differenti tipi di clorofille.
  649.  
  650.  
  651. \newpage
  652.     \chapter{Sintesi di un composto ciclico}
  653. In questa esperienza si sfrutta una reazione di ciclizzazione per sintetizzare il 6-amino-2-mercapto-3H-pirimidin-4-one a partire da tiourea e malonato di etile.
  654. In un pallone a tre colli munito di refrigerante e imbuto gocciolatore vengono posti 0,3 g di sodio metallico e 20 mL di etanolo. Grazie a una piastra riscaldante, il pallone viene portato a temperatura moderatamente alta in modo da favorire la reazione e ottenere in situ l'etilato di sodio necessario per la ciclizzazione.
  655. Alla soluzione ottenuta vengono aggiunti 1 g di tiourea e, grazie all'imbuto gocciolatore posto in uno dei colli del pallone, 1.97 mL di malonato di etile. La reazione viene portata a riflusso, sotto agitazione, per circa un'ora, durante la quale assumerà una colorazione bianca per la formazione di un'abbondante quantità di precipitato.
  656. La soluzione, una volta raffreddata fino a temperatura ambiente, viene con l'ausilio di un filtro a pieghe; il solido ottenuto viene quindi disciolto nella minima quantità di acqua necessaria
  657. (meno di 10 mL). Il pH della soluzione ottenuta, fortemente basico, viene modificato grazie a una soluzione di HCl al 10\%, in modo da renderlo fortemente acido (pH $\approx$ 1) e ottenere il prodotto finale, un solido formato da piccolissimi cristalli di colore giallo pallido.
  658. Anche quest'ultimo è stato filtrato, grazie all'utilizzo di un filtro a pieghe, e successivamente pesato.\br
  659. $\bullet$ Meccanismo di reazione\\
  660. Il primo passaggio è un equilibrio acido-base fra la tiourea e l'etossido di sodio. I protoni della tiourea sono più acidi rispetto a quelli del dietilmalonato, e vengono rilasciati con più facilità. La reazione è spostata verso la formazione di un acido più forte, l'etanolo, e di una base più forte, la tiourea deprotonata: per spostare la reazione verso la formazione dei prodotti, si allontana l'etanolo formato in questo modo\\
  661. \begin{figure}[!htb]
  662. \centering
  663.     \schemestart
  664.     \setchemfig{%
  665.             fixed length=true,
  666.             atom sep=2em,
  667.             arrow coeff=2,
  668.         }
  669.     \chemfig{2\;EtO^{-}Na^{+}}
  670.     \+
  671.     \chemfig{NH(-[6]H)-C(=[2]S)-NH(-[6]H)}
  672.     \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  673.     \chemfig{2\;EtOH}
  674.     \+ 
  675.     \chemfig{\luft{N}{0pt}{2pt}{black}{\ominus}H-C(=[2]S)-\luft{N}{0pt}{2pt}{black}{\ominus}H}
  676.     \+
  677.     \chemfig{2\;Na^{+}}
  678.     \schemestop
  679. \end{figure}
  680. Nel secondo passaggio si ha una sostituzione nucleofila, con la tiourea deprotonata come sostituente e lo ione alcolato come gruppo uscente\\
  681. \begin{figure}[!htb]
  682. \centering
  683.     \schemestart
  684.     \setchemfig{%
  685.             fixed length=true,
  686.             atom sep=2em,
  687.             arrow coeff=2,
  688.         }
  689.     \chemfig{\luft{N}{0pt}{2pt}{black}{\ominus}H-C(=[2]S)-\luft{N}{0pt}{2pt}{black}{\ominus}H}
  690.     \+
  691.     \chemfig{CH_{2}(-[2]{COOEt})(-[6]{COOEt})}
  692.     \arrow(.base east--.base west){<=>[][][3pt]}
  693.     %\chemfig{CH_{2}(-[1]C(=[2]O) -[0]NH(-[7]C) )}
  694.     \chemfig[]{[:-30]H_{2}C*6(-C(=[6]O)-NH-C(=[0]S)-NH-C(=[2]O)-)}
  695.     \+
  696.     \chemfig{2\;EtO^{-}}
  697.     \schemestop
  698. \end{figure}
  699.  
  700.  
  701. \end{document}
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