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)