TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

Transkript

1 KAROLINSKA INSTITUTET Biomedicinutbildningen TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI FREDAGEN DEN 13 JANUARI 2006, och Tentamen är uppdelad i två pass med en uppsättning frågor för varje pass. Dessa skrivs under tiderna och Frågorna i denna mapp hör till det första passet och skall inlämnas senast OBS! Texta tydligt! Efternamn:... Mappnr:... Förnamn:... Personnr:... Resultatsammanställning: Totalsumma: Resultat: OBS! MYCKET VIKTIGT!! FÖRSE VARJE SIDA MED MAPPNUMMER! Besvara frågorna direkt i det utdelade materialet. Använd helst inte andra lösa blad, och var i så fall noga med att skriva namn och mappnummer på alla inlämnade papper! Lägg in samtliga blad i den bifogade mappen. Inga blad får plockas bort! Poängen står angiven vid varje fråga. Skrivningar får ej tas med ut från skrivsalen. Tillåtna hjälpmedel: Molekylmodeller, periodiskt system, kalkylator. Betyg (preliminärt): 30 p = G, 45 p = VG.

2 1. Följande frågor rör föreningen till höger. (2 p) a) Ange i vilken typ av orbital det fria elektronparet befinner sig i! b) Ange hybridiseringstyp för atomen! c) Ange oxidationstalet för atomen! d) Föreningen bör uppvisa kraftig absorption inom UV-området (J/N) 2. Illustrera med formler den principiella uppbyggnaden av (4 p) a. En epoxid b. En acetal c. En oxim d. En imin

3 3. Ge strukturformeln för a) naftalen; b) pyridin, och svara på om molekylerna är aromatiska, om de är sura och om de är basiska. Ange också om de deltar i substitutionsreaktioner. (3 p) 4. Dimetylestern av pimelinsyra (7-kols dikarboxylsyra) refluxas i två timmar med natriumetoxid i etanol. Ange vad som bildas (visa alla ingående delsteg). Vad kallas denna reaktionstyp? (4 p)

4 5. En toxikolog har isolerat föreningen X från ett födoämne och vill säkerställa dess identitet. Han skickar en del av provet för elementaranalys och en annan del till masspektrometri se provsvaren nedan. Resten av X utsätter han för katalytisk hydrogenering vilket leder till föreningen Y. Av denna skickas prov för undersökning med masspektrometri se resultat nedan. Det som sedan återstår av Y refluxkokar han sex timmar med utpädd saltsyra och erhåller därvid föreningen Z. Detta prov skickas för analyser med IR, NMR och masspektrometri se resultat. Vilken är föreningen X och vilka är de från X bildade föreningarna Y och Z? Tolka spektrana och motivera svaren! (6 p) Elementaranalys av X: Empiriska formeln är C 3 H 5 NO X Y Z

5 6. Du har fått stänk i ögonen när du kokar en 1 M NaOH-lösning. Vad gör du, och varför? (1 p) 7. Rita resonansstrukturerna för koldioxid och ange bindningsvinkeln! Förklara! (2 p) 8. Vilka isotoper av väte och kol är stabila? Ange beteckning, namn och kärnans sammansättning. (2 p) 9. Rita Newmanprojektionen för den mest stabila konformationen för 1,2-etanolamin! (1 p) 10. Ordna följande föreningar efter basstyrka! Förklara. (2 p) N N H N +

6 11. Ange reagens för följande omvandlingar: (3 p) O CN COOH O CH 3 KAROLINSKA INSTITUTET

7 Biomedicinutbildningen TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI FREDAGEN DEN 13 JANUARI 2006, och Tentamen är uppdelad i två pass med en uppsättning frågor för varje pass. Dessa skrivs under tiderna och Frågorna i denna mapp hör till det andra passet och skall inlämnas senast OBS! Texta tydligt! Efternamn:... Mappnr:... Förnamn:... Personnr:... OBS! MYCKET VIKTIGT!! FÖRSE VARJE SIDA MED MAPPNUMMER! Besvara frågorna direkt i det utdelade materialet. Använd helst inte andra lösa blad, och var i så fall noga med att skriva mappnummer på alla inlämnade papper! Lägg in samtliga blad i den bifogade mappen. Inga blad får plockas bort! Poängen står angiven vid varje fråga. Skrivningar får ej tas med ut från skrivsalen. Tillåtna hjälpmedel: Molekylmodeller, periodiskt system, kalkylator. Betyg (preliminärt): 30 p = G, 45 p = VG.

8 12. 4-Brombutanol behandlas med KOH i etanol och det bildas en cyklisk förening. Redogör för hur det går till och vad reaktionstypen kallas. Rita en graf över hur den fria energin förändras under reaktionen (fri energi versus reaktionskoordinat ), och förklara relationen till reaktionsförloppet, samt ange i diagrammet vad i detta som är relaterat till reaktionens hastighet respektive jämvikt! (3 p) 13. Hur skulle man kunna syntetisera 2,3-dimetyl-2-butanol från aceton och inga andra organiska föreningar (annat än som lösningsmedel)? Redogör för alla steg. (2 p) 14. 3E,5Z,7E-Dekatrien värms till 300 och produkten behandlas med vätgas över platina. GC/MS av produkten visar att den har sammansättningen C 10 H 20. Ange strukturen (inklusive eventuell stereokemi) för den bildade produkten och förklara hur reaktionerna sker samt varför just den produkten bildas! (4 p)

9 15. Ge strukturformel för huvudprodukten i följande reaktioner och förklara varför just denna produkt dominerar: (8 p) a) O CH 3 HI b) HI c) NO 2 HNO 3 /H 2 SO 4 d) C H 3 C H 3 O HCl/CH 3 OH 16. Beräkna ph i följande vattenlösningar: (3 p) a) 0,1 M HCl b) en blandning av lika delar 0,4 M ättiksyra och 0,2 M natriumacetat. pk a för ättiksyra är 4,75.

10 Frågor i anslutning till artikeln "Facile Synthesis of Highly Functionalized N-Methyl Amino Acid Esters without Side-Chain Protection" (Kimberly N. White and Joseph P. Konopelski, Organic Letters 7, (2005)). (Totalt 10 p) Förkortningar: Bn = bensyl, Boc = t-butoxykarbonyl, Z = bensyloxykarbonyl; DIEA = diisopropyletylaminlda = litiumdiisopropylamid; THF = tetrahydrofuran; DMAP = 4- (dimetylamino)pyridin 17. På vilket sätt skiljer sig den beskrivna metoden från tidigare metoder att bilda N- metylderivat av aminosyraestrar? (1 p) 18. I det första enskilda steget i Scheme 1 reagerar PhCHO med aminosyraester i metanol. Redogör detaljerat för denna reaktion med samtliga delsteg och eventuella resonansstrukturer. (3 p)

11 19. I ett senare steg tillsätts fast paraformaldehyd, (-CH 2 -O-) n. Redogör för hur denna förening omvandlas till metanal! (Ledtråd: Utgå från den omvända reaktionen i närvaro av vatten.) (2 p) 20. Ange strukturformler för de intermediärer som bildas efter behandling med reagensen i Scheme 1, dvs efter 1), 2), 3) och 4). (3 p) 21. Vad är fel i Scheme 3? (1 p)