1 Ange lämpliga reagens till följande reaktioner. Inga mekanismer behövs.

Transkript

1 Tentamen i rganisk Kemi 2 (3B1760) Tisdagen den 31 maj 2005, kl Tillåtna hjälpmedel: molekylmodeller, miniräknare (periodiskt system och tabeller med bindingsstyrkor och pk a -värden är bifogade efter frågorna) Totalt 10 uppgifter, vardera värd 10p (totalt 100p). ör godkänt fordras minst 50p, för 4:a minst 66p och för 5:a minst 83p. Besvara varje fråga på separat papper för att underlätta rättningen Skriv namn och årskurs på varje inlämnat papper Motivera dina svar; oftast krävs både text och figur bservera att frågorna inte är ordnade efter ökande svårighetsgrad Lycka till! lof Ramström 1 Ange lämpliga reagens till följande reaktioner. Inga mekanismer behövs. N a) Br b) H c) H d) N 2 + Br e) 1 (9)

2 2 Ange huvudprodukt(er) vid följande reaktioner. Inga mekanismer behövs. a) H/H 2 b) + AlCl 3 c) KMn 4 d) + H 2 N H e) o C 3 a) Vad är skillnaden mellan elektrofil aromatisk substitution och nukleofil aromatisk substitution Redogör för de två olika reaktionerna med mekanismer (orbitalresonemang behövs ej). b) I vilken position sker elektrofil aromatisk substitution på följande aromatiska föreningar Ange huvudprodukten med en ekvivalent E + (elektrofil). Mekanism krävs ej. N 2 3 C Me c) Vilken av nedanstående föreningar är mest reaktiv vid nukleofil aromatisk substitution Varför Vad bildas H 3 C CH 3 2 N N 2 Me Me Cl Cl Cl 2 (9)

3 4 D-ribos är en kolhydrat som i vattenlösning i huvudsak föreligger i två pyranosformer (6-ringar), α- och β-d-ribos. I α-ribos sitter två av hydroxylgrupperna axiellt orienterade medan β-ribos endast har en hydroxylgrupp axiellt orienterad. I sur vattenlösning står dessa former i jämvikt med varandra: H H + /H 2 H H H H H H H β-d-ribos α-d-ribos a) Visa med en rimlig mekanism hur jämvikten går till. b) Två andra cykliska former av ribos förekommer också i vattenlösningen (furanoser), men i mindre utsträckning (totalt ca. 24%). Rita upp dessa. c) I sur etanollösning erhålls två nya pyranosstrukturer. Rita ut vilka dessa är och hur de bildas. H H H H H + /Etanol D-ribos (blandning av α och β) 5 a) örklara med ett orbitalresonemang hur addition av hydroxid till karbonylgruppen i aceton (CH 3 CCH 3 ) sker. b) örklara i stället hur enolatet av aceton bildas med hjälp av hydroxid, även här med ett orbitalresonemang. c) m aceton tillsätts varm basisk vattenlösning ställer en komplicerad jämvikt in sig och flera olika substanser bildas. Vilka är dessa 6 Modifiering av polymerer efter polymerisation är en mycket användbar metod för att göra nya funktionella material med specifika egenskaper. a) örklara med mekanismer vad som händer när polystyren tillåts reagera med syrakloriden nedan. Parentes och "n" betyder att strukturen upprepas många gånger. 3 (9)

4 Polymerisation n Cl Cl AlCl 3 styren polystyren b) örklara med mekanismer vad som händer när polyvinylfenol tillåts reagera med samma syraklorid. R är en skyddsgrupp som behövs vid polymerisationen, men som sedan tas bort. Polymerisation n Borttagning av R n Cl Bas Cl R R H polyvinylfenol 7 Ange vad som i huvudsak förligger vid jämvikt i nedanstående reversibla reaktioner. cat. betyder att katalytisk mängd tillsatts (5 mol% jämfört med startmaterialet). >1 eq. betyder att mer än en ekvivalent tillsatts (>100 mol% jämfört med startmaterialet). Inga mekanismer krävs. a) R H (cat.) H 2 b) R H (>1 eq.) H 2 c) R R (cat.) RH d) R R (>1 eq.) RH e) R R (>1 eq.) RH 4 (9)

5 8 Cecilia Branneby är nybliven KTH-doktor sedan drygt en vecka genom ett arbete på så kallade promiskuösa enzymer. Vad Cecilia och hennes medarbetare bland annat gjorde var att bygga om ett enzym som vanligtvis katalyserar hydrolys av estrar (Candida antarctica lipas B - CALB) till ett nytt enzym som i stället katalyserar aldoladditioner (aldolas). a) CALB har en reaktiv hydroxylgrupp (serin) i aktiva sätet och hydrolysen sker i två steg genom en inledande transesterifiering med hjälp av serin-gruppen och efterföljande hydrolys (reaktion med vatten). Skissa en mekanism för hur reaktionen med butylacetat nedan går till (Ez-H är CALB:s hydroxylgrupp): butylacetat Ez-H H 2 b) I aldolaset har CALB blivit av med sin reaktiva hydroxylgrupp genom en punktmutation. I stället använder enzymet en grupp som agerar bas (imidazol) i reaktionen. Skissa en ny mekanism för hur reaktionen går till genom att utnyttja hexanal som substrat (Ez-B är CALB:s basiska grupp): H Ez-B hexanal 9 En grupp forskare från Johnson and Johnson Pharmaceutical Research and Development under ledning av James P. Edwards presenterade 2005 en serie substanser med potentiell aktivitet som cathepsin S-inhibitorer (Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, ). ör att syntetisera dessa behövdes emellertid 1-fluoro- 4-metoxi-2-nitrobensen som reaktant. Denna är inte kommersiellt tillgänglig, utan Edwards-gruppen var tvungen att framställa den från andra startmaterial. N 2 Me 1-fluoro-4-metoxi-2-nitrobensen öreslå en möjlig syntes av denna substans. Din syntessekvens ska starta med bensen och får gärna vara många steg. Inga mekanismer behövs, men reagens ska vara angivna. Påpeka också eventuella svagheter eller osäkerheter i syntesen. 5 (9)

6 10 Som en följd av den höga användningen av penicilliner och andra antibiotika ökar också bakterieresistensen. Därför är utvecklingen av nya antibiotika mycket betydelsefullt, i synnerhet sådana som utgör nya klasser med helt nya strukturer. floxacin är en sådan struktur - en representant av så kallade kinolon-antibiotika. CH N N N ofloxacin Ett sätt att syntetisera ofloxacin är att utgå från syran 1 nedan. I tre steg kan syran 4 sedan erhållas, vilken utgör en bra mellanprodukt till den färdiga antibiotikamolekylen. CH SCl 2 A CEt B 2 CEt CH Ange mellanprodukten 2 och reagensen A och B i sekvensen. Beskriv med utförliga mekanismer hur syntesen går till. 6 (9)

7 7 (9)

8 8 (9)

9 9 (9)