TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI: FACIT

Transkript

1 KARLINSKA INSTITUTET Biomedicinutbildningen TENTAMEN I ALLMÄN C RGANISK KEMI: FACIT NSDAGEN DEN 22 DECEMBER 2004, 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 BS! Texta tydligt! Efternamn:... Mappnr:... Förnamn:... Personnr:... Resultatsammanställning: Totalsumma: Resultat: BS! 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. Skriv strukturformeln och ange kol- och syreatomernas hybridisering, bindningar och bindningsvinklar i 2-propynsyra. (2 p) Svar: a b C C C c a = b = 180, c = 120, =C- = 120, C-- = ca 105 Kolatomerna med trippelbindning = sp-hybridiserade, kolatomen som binder två syre = sp 2 -hybridiserad. Syre med dubbelbindning = sp 2 -hybridiserad, syre i -gruppen = sp 3 -hybridiserad. Bindningen -C, C-C, C- och - är σ-bindningar Trippelbindningen C C är σ-bindning + två π-bindningar Dubbelbindningen C= är σ-bindning + π-bindning 2. Vilka av följande ämnen är det riskabelt att tillsätta vatten till? Stryk under dem! (2 p) Na 2 S 4 1,2-etandiol LiAl 4 glycin natriumperklorat Svar: Na 2 S 4 1,2-etandiol LiAl 4 glycin natriumperklorat

3 3. Skriv strukturformeln för (4 p) a. En syraklorid Svar: R C Cl b. Ett aldehydhydrat Svar: R C c. En oxim Svar: R C N d. En isopropyleter Svar: C 3 R C C 3 4. Para ihop följande substanspar med den metod som med säkerhet kan separera substanserna i paret! Varje metod kan ha flera tillämpningar. Drag streck. (2 p) Svar: hexan + oktan N C 3 C - Protein A (20 kd, pi = 6,5) + Protein B (50 kd, pi = 6,5) metylpalmitat + metylstearat gelfiltrering gaskromatografi affinitetskromatografi jonbyteskromatografi 5. a) Vad är p i en vattenlösning av K med koncentrationen 0,1 nmol/l? Svar: 7 b) Vad är p i en vattenlösning av Cl med koncentrationen 0,1 mol/l? (2 p) Svar: 1

4 6. rganiska föreningar kan ibland isoleras från meteoriter, och intressant nog kan föreningarna ibland uppvisa svag optisk aktivitet. I ett försök extraherades organiskt material från den s.k. Murchison-meteoriten. Efter rening med RP-PLC kunde den chirala föreningen "A" erhållas i ren form. För att bekräfta A:s struktur kokades provet med absolut etanol i närvaro av 0.1% Cl. Därvid bildades föreningen "B". Denna oxiderades med Jones reagens till föreningen "C". Analytiska data för "C" ges nedan. Mängden prov medgav ej elementaranalys, men enbart C, och ingick. Vilka är föreningarna "A", "B" och "C"? Motivera svaren. (6 p) Svar: A) 2-hydroxypropansyra (laktat eller mjölksyra); B) 2-hydroxypropansyre-etylester (etyllaktat); C) 2-ketopropansyre-etylester (etylpyruvat)

5 7. Vilken av följande reaktioner ger nedanstående cykliska eter? (2 p) Svar: 2 8. Vilken är aldolkondensationsprodukten av propanal? Skriv namn och strukturformel. Visa hur du fick fram svaret genom att ge fullständig mekanism för reaktionen. Med fullständig mekanism menas: alla steg, pilar, relevanta fria elektronpar, laddningar och resonansstrukturer. (4 p) Svar: 3-hydroxy-2-metylpentanal B B C B C

6 9. Vilken är produkten i nedanstående reaktion som sker i närvaro av FeBr 3? (2 p) Svar: Ange för följande isotoper om de är stabila eller radioaktiva, vilken strålning som i så fall avges, samt vad de kallas! (2 p) 1 Svar: stabil, protium 2 Svar: stabil, deuterium 3 Svar: radioaktiv, β - -strålning, tritium 11. rdna följande föreningar efter hur basiska de är. Förklara! (2 p) Svar: C (starkast bas) > B > A (svagast bas)

7 KARLINSKA INSTITUTET Biomedicinutbildningen TENTAMEN I ALLMÄN C RGANISK KEMI: FACIT NSDAGEN DEN 22 DECEMBER 2004, 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 BS! Texta tydligt! Efternamn:... Mappnr:... Förnamn:... Personnr:... BS! MYCKET VIKTIGT!! FÖRSE VARJE SIDA MED NAMN C 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.

8 12. Du har fått i uppgift att analysera ett urinprov som misstänks innehålla substansen LSD (se figur). Substansen är polär och termiskt labil med en molekylmassa på Da. Urinprovet renas enligt en standardprocedur. Provet är nu färdigt för analys. Koncentrationen av LSD förväntas vara mycket låg. Vilket eller vilka av följande instrument väljer du? Motivera ditt val. Är det nödvändigt att derivatisera med ditt val? (3 p) I laboratoriet finns följande instrument: 1. PLC med UV detektor (PLC-UV) 2. GC med flamjonisationsdetektor (GC-FID) 3. GC-MS med electron impact (EI) jonisation 4. PLC-MS med electrospray (ESI) jonisation 5. MALDI D-Lysergic acid N,N-diethylamide (LSD) Svar: PLC-UV möjligt (aromat) men är inte ett bra val med tanke på känsligheten. GC-FID är möjligt med derivatisering men är inte ett bra val med tanke på känsligheten. GC-MS bra med tanke på selektiviteten (fingerprint) och känsligheten men kräver derivatisering (termiskt labil). PLC-ESI bra med tanke på selektiviteten och känsligheten. Polära substanser fungerar bra med ESI. Kräver ingen derivatisering. MALDI inte lämpligt för småmolekyler. 13. Vilka produkter bildas i nedanstående reaktion? Ge namn. (1 p) Svar: 1,2-cyklohexandiol och etanal

9 14. Vilken eller vilka av följande föreningar är aromatiska? Förklara! (2 p) Svar: nej aromat nej aromat 15. 2E,4Z,6Z-ktatrien belyses med UV-ljus och en cyklisk förening bildas. Ange vilken produkt som bildas, inklusive stereokemi, och förklara hur reaktionen sker samt varför just den produkten bildas! (3 p) Svar: cis-5,6-dimetyl-1,3-cyklohexadien 16. Du vill låta en reaktion ske under 6 timmar vid lösningsmedlets kokpunkt. ur gör du detta? Beskriv och förklara. (1 p) Svar: refluxkokning

10 17. Rita mesoformen av 2,3-butandiol och ange konfigurationen vid de kirala kolen! (2 p) Svar: 2S, 3R = 2R, 3S 18. Ange reagens för följande omvandlingar (flera steg kan behövas). (8 p) Br C Svar: 1. Mg/dietyleter; 2. C 2 ; 3. + / 2 Svar: C 3 C()Cl / AlCl 3 N C 3 Svar: C 3 N 2 / + Svar: perbensoesyra

11 Frågor i anslutning till artikeln "Synthesis of ptically Active α-aminoalkyl α'- alomethyl Ketone: A Cross-Claisen Condensation Approach" (Yutaka onda, Satoshi Katayama, Mitsuhiko Kojima, Takayuki Suzuki, and Kunisuke Izawa, rganic Letters 4, (2002)). (Totalt 10 p) Förkortningar: = carbobenzyloxy (= bensyloxykarbonyl); LDA = litiumdiisopropylamid; TF = tetrahydrofuran; DMAP = 4-(dimetylamino)pyridin 19. Förklara kortfattat varför man vill syntetisera föreningen i titeln! (1 p) Svar: Föreningen kan omvandlas till en aminoepoxid som används för att bilda en hämmare för proteas i IV. 20. Redogör för vad som sker i de två delstegen i reaktionen 1 2. Ange kompletta reaktionsmekanismer med samtliga steg inklusive pilar och resonansstrukturer. (4 p) Svar: 1. Bildning av C 2 - -C()C(C 3 ) Attack av denna på karbonylkolet i estern. N N C C N N 2 Li +

12 21. Rita strukturen för den tertiära alkohol som inte bildades men kunde ha bildats som biprodukt vid reaktionen 1 2. (2 p) N t-bu t-bu 22. Vid reaktionen 1 2 används TF som lösningsmedel. Vilka risker finns med detta lösningsmedel och hur kan de undvikas? (1 p) Svar: TF är en eter och bildar peroxider vid kontakt med luft. Bildning undviks genom förvaring över Na. Peroxider kan tas bort med ferrosalter (järn(ii)sulfat). De kan detekteras med peroxidremsa eller KI-lösning. Dunstas vätska med peroxider in anrikas de och kan explodera. 23. Förklara varför 3a och 3b måste hydrolyseras innan de kunde dekarboxyleras! (2 p) Svar: För dekarboxylering krävs att en 6-ring kan bildas. Det går inte med en ester: N X N X C N X

13