Tentamen i organisk kemi, KOKA05 Torsdagen den 12 januari 2011, 8.00-13.00. Ange längst upp på omslaget ett referensnummer (6 tecken, t.ex. bilnummer) om du vill kunna se resultatet på kurshemsidan när rättningen är klar. Molekylmodeller och miniräknare får medtagas. Var vänlig besvara endast en uppgift per papper. Skriv namn och personnummer på varje blad. Markera på omslaget vilka uppgifter som har besvarats. Lycka till! DS ___________________________________________________________________ 1. Nomenklatur a) Ge ett entydigt namn till följande struktur. (5p) Br O b) Ange R/S nomenklatur för de stereogena kolen i följande förening (motivera hur du kommer fram till svaret!). (3p) OH HO c) Rita en enantiomer samt en diastereomer till strukturen i b). (2p) 2. Aromaticitet och konjugation a) Exemplifiera konjugerade och icke konjugerade omättnader i en valfri molekyl. (4p) b) Vilka krav måste uppfyllas för att ett system skall vara aromatiskt? (2p) c) Ange (med tydlig motivering) huruvida följande strukturer är aromatiska eller inte. (4p) H N O N 3. Nukleofil substitution 1. Reaktionen mellan 2-klor-2-metylbutan och metanol studerades i metanol och man gjorde följande observationer: (i) Optiskt aktiv 2-klor-2-metylbutan gav racemisk 2-metoxi-2metylbutan. (ii) Reaktionshastigheten fördubblades om man fördubblade koncentrationen av 2-klor-2-metylbutan. (iii) Reaktionshastigheten ändrades ej om man fördubblade koncentrationen av metanol a) Rita Ge nu en detaljerad reaktionsmekanism som stöder observationerna ovan. Motivera! Var noggrann med att rita strukturerna av eventuella övergångsstillstånd (transition states) och intermediärer. (5 p) b) Rita det kvalitativa energi-reaktionskoordinatdiagrammet för reaktionen! Markera positionen för startmaterial, produkt samt eventuella övergångsstillstånd och intermediärer! Antag att startmaterialet har högre energi än produkten (3 p). c) Rita det kvalitativa energi-reaktionskoordinatdiagrammet för reaktionen! Markera positionen för startmaterial, produkt samt eventuella övergångsstillstånd och intermediärer! Antag att startmaterialet har högre energi än produkten (3 p). d) Man byter ut metanol som lösningsmedel mot DMF (N,N- dimetylformamid). Vad händer med reaktionshastigheten? Motivera! (2 p) 4. Addition till dubbelbinding a) Ange vilken/a produkter som förväntas bildas följande reaktion (4p) Br2 (överskott) b) Visa en detaljerad mekanism för reaktionen i a). (4p) c) Ange huruvida produkten/erna är kiral/a (motivera!). (2p) 5. Reaktionslära Ange struktur för produkten/produkterna som bildas då acetofenon får reagera under följande betingelser (var noga med regio- och stereokemi i förekommande fall) (10p) a) NaBH4 b) O acetofenon H2O18 (överskott) H2SO4 (katalytisk) c) MeOH (överskott) H2SO4 (katalytisk) d) NH2Ph e) O MeO O OMe NaOH 6. Polymerer och materialkemi En metod för att funktionalisera nanokristallin cellulosa gör att framställa superhydrofoba nanopartiklar publicerades nyligen av Dufreshne. Metoden som baseras på en ringöppningspolymerisation med kaprolakton som reagens. Initiationssteget i processen visas nedan. (Bilden till vänster visar nanopartiklarna). OH O O O O cellulosa, H+ RO (HO)3 O OR n kaprolakton a) Visa med en detaljerad mekanism hur propargering sker. (tips. Använd förkortade strukturer så behöver du inte rita så mycket). (6p) b) Ange vilket som är det anomera kolet i sockerstrukturen ovan. (2p) c) Varför används kaprolakton, som har sju atomer i ringen, och inte t.ex. motsvarande struktur med sex atomer i ringen? (2p) 7. Elektrofil aromatisk substitution NO2 HNO3/H2SO4 ∆ a) Ge en detaljerad mekanism för reaktionen ovan. (5 p) b) Då produkten i reaktionen ovan får reagera med järn i närvaro av saltsyra bildas anilin efter neutralisering av reaktionsblandingen. Ge strukturen för anilin. (1p) c) Anilin hettas upp med acetylklorid (CH3COCl). Rita strukturen av den bildade produkten. (1 p) d) Produkten i d) hettas upp i en basisk vattenlösning. Vad bildas? (1 p) e) Reaktionsblandningen i e) hälls i en separertratt och man tillsätter 1 M HCl samt en mängd dietyleter som motsvarar volymen vattenfas. Man separerar faserna. Vad finns i eterfasen? (2 p) 8. Karbonylkolets kemi Dibensylidenaceton (dba) är en struktur som ofta används för att stabilisera övergångsmetalljoner, t.ex. palladium (0). Visa med en detaljerad mekanism hur dibensylidenaceton kan framställas från aceton, bensaldehyd och NaOH. (10p) O (dba) 9. Biomolekyler och konformationsanalys a) Steroider används av kroppen för att reglera ett stort antal processer. Den generella strukturen för steroider innehåller tre sexlediga ringar och en femledig. Visa (med Kekulestruktur) den generella strukturen för steroider (stereokemi behövs ej). (3p) b) Sexlediga ringar av typen cyklohexan kan sammanfogas med en gemensam kol-kolbindning på två olika sätt. Visa dessa två strukturer i stolform med tydliga formler. (3p) c) Vissa kolhydrater är också biopolymerer! Vad heter biopolymererna som man får från monosackariderna A respektive B? (2 p) H OH HO HO HO H H d) H OH H OH OH A HO HO HO H H OH H OH B Ange vilken av A och B i uppgift c) som är ett alfa- respektive betasocker (2p)
© Copyright 2024