Tentamen i organisk kemi, KOKA05 Tisdagen den 26 augusti 2010,

Transkript

1 Tentamen i organisk kemi, KKA05 Tisdagen den 26 augusti 2010, 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 Ange längst upp på omslaget ett referensnummer (6 tecken, t.ex. bilnummer) om du vill kunna se resultatet på kurshemsidan när rättningen är klar. 1. Struktur och nomenklatur a) Namge entydigt följande organiska föreningar. (3p) H H b) Ange det stereokemiska förhållandena (A-F) mellan följande föreningar (t.ex. enantiomerer, diastereomerer, identiska). (3p) A B E F D C

2 c) Ange, med en kort motivering, stereokemideskriptorer (R/S), för de båda stereogena centrana i följande molekyl. (2p) 1 2 d) Rita en Newmannprojektion för molekylen ovan, i den visade konfigurationen, som visar hur de båda bromatomerna är orienterade i förhållande till varandra. (2p) 2. Molekylorbitaler (M) a) Rita molekylorbitalenergidiagrammet för allyllsystemet (visa tydligt de relativa energinivåerna, samt utseendet på molekylorbitalerna). (3 p) b) Visa hur molekylorbitalerna i allylsystemet är populerade i allylanjonen, allylkatjonen, samt allylradikalen. (3p) c) Exemplifiera HM, LUM och SM i (b). (3p) d) Förklara kortfattat utifrån molekylorbitalsresonemang varför allylanjonen är nukelofil i 1-, och 3-position men inte i 2-position. (1p) 3. Mekanism reaktivitet Du har en kommit över en billig lösning med enantiomert ren (2R)-2-bromobutan. Som en del i en syntessekvens ska du byta ut bromiden mot en jodid. Eftersom du är en slipad syntetiker använder du Finkelsteins reaktionsbetingelser för detta (se Fig). NaI aceton, RT I a) Rita mekanismen för reaktionen och förklara det stereokemiska utfallet. (3p) b) Vad heter mekanismtypen? (2p) c) Rita energi-reaktionskoordinatdiagrammet för reaktionen. (3p) d) Hur ändras reaktionshastigheten vid dubblering av mängden NaI (motivera!). (2p)

3 4. Alkeners kemi Nedan visas strukturen för trans-, respektive cis-stilben. Stilben används som utgångsmaterial för tillverkning av t.ex. färgämnen och östrogenmimetika. trans-stilben cis-stilben a) Visa produkterna (var noga med stereokemin!) som bildas vid epoxidering med m-cpba av trans-, respektive cis-stilben. (3 p) b) Ge mekanismen för epoxidering av trans-stilben med m-cpba. (5 p) c) Visa huruvida respektive av produkterna från (a) är kiral eller inte. (2p) 5. Reaktionslära Visa produkterna i följande reaktioner. Ange det stereokemiska utfallet i förekommande fall (mekanism behövs ej!)? (2p st) a) 2 b) KMn 4 NaH, 0 o C c) NMe 2 HCl d) NMe 2 NaH H 2 H e) Cr 3, H 2 S 4

4 5. Polymerer och materialkemi a) Ange de tre huvudstegen i polymeriseringsreaktioner. (3p) b) Ange och expemplifiera tre mekanistiskt distinka typer av polymerisationsreaktioner. (3p) c) Visa mekanismen för de tre huvudstegen i en valfri polymerisationsreaktion. (4p) 6. Aromaticitet och konjugation a) Vilka fyra förutsättningar ska vara uppfyllda för att ett system ska vara aromatiskt? (4 p) b) Ange om följande molekyler har ett konjugerat system eller inte. (motivera!) (3p) C C C c) Ange om följande strukturer är aromatiska eller inte. (motivera!) (3p) - +

5 7..Substitution av karbonylsyre. Följande struktur, nanokid, syntetiserades av James Tours grupp vid Rice universitetet i USA som en del av (en i vissa kretsar kontroversiell) artikel om nanoputter (nanoputins, cf. Gullivers resor). a) Vad kallas den funktionella grupp som utgör nanoputtens huvud (2p) b) Nämn en naturligt förekommande klass molekyler som innehåller samma funktionella grupp. (1p) c) Visa med mekanism hur huvudet kan syntetiseras från lämplig aldehyd, syra och glykol. (7p) Tips: förenkla strukturen på aldehyden till följande struktur så blir det enklare att rita tydligt. H 8. Proteiners struktur Proteiner är biologiska maskiner som utför de arbeten som specificeras i de genetiska koderna för levande organismer. De är dessutom användbara tillsatser i tvättmedel, och som katalysatorer i syntes. a) Vad menas med proteiners primär-, sekundär-, teritiär-, och kvartenärstruktur? (4p) b) På nästa sida visas ett antal aminosyror. Tre av dem är prolin (Pro), serin (Ser) och glycin (Gly). Rita strukturen för tripeptiden Pro Ser Gly vid ph 9. (6 p) c) Markera vad som är är C-, respektive N-terminus i tripeptiden. (2 p)

6 Aminosyror