Institutionen för ingenjörs- och kemivetenskaper Karlstads universitet Tentamen i Organisk kemi (KEGA01/KEGAH0/KEGAO0/KEGAOO/KEGAAK) (KEGL01/BIGLN3) 20 januari 2016, kl 08.15 13.15 Betygsgränser: respektive: 0-49 % = U 0-49 % = U 50-74 % = G 50-66 % = 3 75-100 % = VG 67-81 % = 4 82-100 % = 5 Tillåtna hjälpmedel: Molekylmodeller Om du inte förstår frågorna kan ni ringa till läraren Thomas Nilsson 070-2773952 Tentamen består av ett antal huvuduppgifter (varav en del innehåller delfrågor, a, b, c etc.). Ta NYTT skrivpapper för varje ny huvuduppgift och skriv personlig kod på varje papper och på tentaomslaget! Obs skriv inte på baksidan av papperna. Till uppgifterna krävs så fullständiga lösningar att dessa kan följas. Träng inte ihop lösningarna, utan ge dem så mycket plats att rättningen inte försvåras. Lycka till Jörgen och Thomas
Fråga 1: a) Ordna följande föreningar från minst sur till surast, motivera ditt svar. (18p) b) Namnge föreningen nedan (glöm inte E/Z och R/S om det är nödvändigt) c) Rita följande föreningar: I. (R)-2-methylpentansyra II. 3-butyl-5-metylcyklohexanon III. (Z)-2,5-diklorhept-2-en b) Rita upp de möjliga stereoisomerer som finns av föreningen 2-brom-3-pentanol. Ange för var och en av isomererna hur de förhåller sig till de andra isomererna. (T.ex. enantiomerer, diastereomerer, meso). Fråga 2: (6p) a) tert-butanol (2-metylpropan-2-ol) är helt vattenlöslig medan isomeren n-butanol (1-butanol) har dåligt vattenlöslighet. Förklara varför. b) Vilken har högst kokpunkt: tert-butanol eller n-butanol? Motivera ditt svar. c) Visa två föreningar som kan bildas om man reducerar butansyra?, ange vilket reduktionsmedel som krävs för att göra dessa reaktioner.
Fråga 3: (5p) Propranolol är en antihypertensiv medicin som agerar på kroppens noradrenerga system. Den minskar aktiviteten hos kroppens sympatiska nervsystem genom att blockera adrenerga beta-receptorer, vilket bland annat leder till sänkt blodtryck. a) Propranolol innehåller ett antal funktionella grupper. Ange namn och struktur för fyra av dessa. b) Rita struktur samt ange laddning på propranolol i vattenlösning vid ph 4. Fråga 4: (6p) 2-acetoxibensoesyra (Acetylsalicylsyra, aspirin, se figur nedan) är ett läkemedel med smärtstillande, febernedsättande och antiinflammatoriska effekter. Det tillhör läkemedelsgruppen icke-steroida antiinflammatoriska och smärtstillande läkemedel (NSAID). Man kan läsa i litteraturen att denna förening bryts ner snabbt i sur vattenlösning. Rita mekanismen för nedbrytning av 2-acetoxibensoesyra i sur vattenlösning (struktur nedan).
Fråga 5: (10p) Lite om reaktioner: a) Reaktionen nedan visar en syntes av en eter, med hjälp av Williamson syntesvägen. Rita reaktionsmekanism för nedan reaktion b) Rita reaktionsmekanism för nedan reaktion
Fråga 6: (5p) Vilken av nedan reaktioner kommer att ske. Motivera ditt svar. Fråga 7: (10p) a (7) Ge ett exempel på en substitutionsreaktion som sker med en S N 2-mekanism. Svaret ska innehålla förslag på reaktanter och produkter och lämpligt lösningsmedel b (3) Rita ett energidiagram för reaktionen
Fråga 8: (9 p) Förklara vad som händer i delstegen 1-3 i reaktionssekvensen nedan. Ange också eventuella ytterligare reaktanter eller produkter i delstegen. Fråga 9: (11p) 2-bromo-3-metylbutan behandlas med stark bas (CH 3 O - ) vilket ger eliminering av HBr och bildning av en alken. a (2) Vilken typ av elimineringsreaktion (E2 eller E1) är detta? Motivera svaret b (6) Rita strukturer för de möjliga elimineringsprodukterna och ange vilken av dem som förväntas bildas i störst mängd c (3) Förklara kortfattat varför bildning av den ena av de båda möjliga produkterna överväger Fråga 10: (6p) Kvävebaserna i DNA, t. ex tymin (nedan) är aromatiska. Förklara aromaticiteten hos tymin utifrån Hückels regel
Fråga 11 (10 p) a (5p) Vilken huvudprodukt kan förväntas i nedanstående Friedel-Craft alkylering? Motivera svaret, inklusive rimlig reaktionsväg b (5p) I en industriell version av reaktionen använder man 2-metylpropen och ett annat reagens istället för 2-klor-2-metylpropan + aluminiumklorid ovan för att åstadkomma en elektrofil karbokatjon. Vilket är det andra reagenset? Ge reaktionsmekanism som förklarar hur 2-metylpropen/reagens ger samma resultat som 2-klor-2-metylpropan/aluminiumklorid Fråga 12 (4 p) Väteatomöverföring från metylgruppen i toluen skulle ge upphov till den resonansstabiliserande bensyliska radikalen nedan. Rita ytterligare tre resonansstrukturer för denna molekyl. Lycka till Jörgen och Thomas