Ange längst upp på omslaget ett referensnummer (6 tecken, t.ex. bilnummer) om du vill kunna se resultatet på kurshemsidan när rättningen är klar.

Transkript

1 Tentamen i organisk kemi, KK05 nsdagen den 25 maj 2011, nge 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. Struktur Rita ett energi-reaktionskoordinatdiagram för rotation kring C2-C3 bindingen i butan. nge relativa energinivåer för extrempunkterna. (4p) Ge en Newmanprojektion för konformationerna i extrempunkterna i diagrammet (3p) Namnge konformererna i. (3p) 2. Kiralitet och stereokemi 1 2 E F C 3 D 4 Strukturerna ovan är 2,6-dimetylcyklohexanon. nge R/S för de stereocenter som finns i struktur 1 (motivera). (2p)

2 nge de inbördes stereokemiska förhållandena - F mellan strukturerna 1 4 i figuren som enantiomer (e), diastereomer (d), eller identisk (i). (2p) H 2 S 4 Et Me EtH 5 Enantiomert ren 5 löses i etanol och en droppe svavelsyra tillsätts. Med jämna mellanrum mäts den optiska vridningen på lösningen. Efter ungefär en dag är den optiska vridningen noll. Förklara denna observation. (6p) 3. Reaktivitet H Ge en mekanism för reaktionen ovan samt förklara den observerade regioselektiviteten. (4p) Konstruera ett energi-reaktionskoordinatdiagram för reaktionen. (3p) Föreslå en förändring i reaktionsbetingelserna som gör att man kan man styra reaktionen till att ge 2-metyl-1-brompropan i stället för tert-butylbromid? (3p) 4. Eliminationsreaktioner och konformationsanalys Eliminationsreaktioner är ett användbart sätt att tillverka alkener från alkylhalider så som och. nge produkterna som bildas när och behandlas med tuk i tuh vid 50 C (motivera). (4p) Vad kallas mekanismen som ger dessa produkter? (2p) Vilken av eller skulle du förvänta dig reagerar snabbast under betingelserna i? Motivera! (4p)

3 5. Reaktionslära nge strukur för produktern/produkterna som bildas då 1-metyl-cyklohexen (1) får reagera under följande betingelser (var noga med regio- och stereokemi i förekommande fall) (10p) Pd(C), H 2 2 H 1 Cl H 2 S 4 H 2 C D KMn 4, H o C E 6. Polymerer och materialkemi Ett vanligt problem när man tillverkar funktionella material är svårigheter att lösa strukturerna, särskilt i vatten. En metod att komma runt löslighetsproblemet är att addera t.ex. polyetylenglygolkedjor (PEGkedjor) till strukturen. polyetylenglykol Föreslå en lämplig monomer för att tillverka polyetylenglykol genom en polymerisationsreaktion. (3p) Föreslå ett initieringsreagens, samt visa med mekanism hur polyetylenglykol bildas från monomeren. (6p) Hur förbättrar PEG-substituenter lösligheten i vatten för ett material? (3p)

4 7. Elektrofil aromatisk substitution Grafenforskning belönades med nobelpriset i fysik Struktur 1 nedan är en liten bit grafen. För att kunna använda grafen i nano-applikationer (t.ex. binda den till ytor, eller till detektorer) behöver man kunna modifiera strukturen kemiskt, vilket enklast görs i ändarnda av grafenflaket. En metod för att skapa handtag som sedan kan modifieras är nitrering. N 2??? 2 N N 2 1 N 2 N 2 2 Föreslå reagens för att nitrera 1. (3p) Visa mekanismen för att nitrering (tips: visa mekanismen med en enklare struktur som t.ex. bensen). (7p) 8. Karbonylkolets kemi För att nå rätt ställe i kroppen utan att brytas ner eller utsöndras ges läkemedel ofta som konjugat, dvs bunda med lättbrutna bindningar till en molekylär struktur som ändrar läkemedlets egenskaper. En sådant konjugat kan t.ex. vara en molekylär transportör. aktiv molekyl molekylär transportör (d) Namnge den funktionella grupp som som utgör det labila elementet i de två konjugaten och ovan. (2p) Ge mekanismen för basisk klyvning av med NaH i vatten. (3p) Ge mekanismen för sur klyvning av i vatten. (4p) Ge trivialnamnet för biprodukten som bildas i (1p)

5 9. iomolekyler Inspirerade av hur HIV viruset använder arginin för att transportera sig själv in i celler, utvecklade Wender och hans grupp molekylära transportörer som utnyttjar samma mekanism. I dessa tranportörer, som är okta-peptider, finns åtta stycken guandidin grupper från arginin som binder icke-kovalent till karboxylsyror på ytan av cellmembran och underlättar därigenom transport över membranet. H 2 N HN NH guanidin-grupp H - + H 3 N arginin (arg) R lipid Rita strukturen för dipeptiden rg-rg vid den isoelektriska punkten. (4p) Visa hur guanidingruppen i arginin kan bilda ett donator-acceptor vätebindningspar med en karboxylsyra. Markera även vilka atomer som är donatorer respektive accepptorer i paret. (6p)