Tentamen i rganisk kemi 28/5 2013, 8.00-13.00. Tentamen består av 9 frågor. Varje fråga ger maximalt 10p. Följande betygsgränser gäller: Lycka till! /Ulf -fak LT (T) G 40-59p 3 40-54p VG 60-90p 4 55-74p 5 75-90p 1. a) Rita tre valfria organiska syror och ordna dem efter ökande syrastyrka. (2p) b) Rita en ewmanprojektion av den centrala kol-kolbindningen i den stabilaste konformationen av n-hexan. (2p) > > pka 25 pka 9 pka 5 c) Rita en valfri anti-addition. (2 p) Br 2 Br d) Visa två konceptuellt olika sätt att starta radikalreaktioner. (2p) R R värme Br 2 UV-ljus e) Rita en aromatisk molekyl med exakt 9 kolatomer. (2p) 2(5)
2. Strukturen nedan är muskarin, en giftig förening som finns i bl.a röd flugsvamp. Molekylen verkar genom att aktivera det perifera parasympatiska nervsystemet med bl.a. konvulsioner, synrubbningar, magkramper och död som resultat. Motgiftet är atropin. + a) Rita två olika diastereomerer till muskarin. (3p) b) Rita en enantiomer till muskarin. (2p) c) Ange R/S nomenklatur för ett (valfritt) stereocenter i muskarin (motivera!). (3p) (S) (S) (R) d) Ange en metod för att separera diastereomererna från delfråga (a) (2p) eftersom de är diastereomerer går de bra att separera med hjälp av kromatografi 3(5)
3. a) Svavel är generellt sett en bra nukleofil i protiska lösningsmedel. Förklara varför. (1p) svavel är en stor atom som inte solvatiseras så hårt av det protiska lösningsmedlet b) Visa hur reaktionen nedan går till. (3p) as (0.01 M i Et) S S S 2 S c) I reaktionen nedan bildas istället en eter. Förklara varför med tydliga mekanismer. (3p) as (0.01 M i Et) Et S 1 Et S Et detta är en S1-reaktion. Den är inte beroende av nukleofilens styrka utan koncentrationen är viktigare. Det finns betydligt mer Et än S -. Et d) Förklara hur följande reaktion sker. (3p) a (0.01 M i Et) S C 6 10 S S S S C 6 10 S 4(5)
4. En av de mest användbara reaktionstyperna för att funktionalisera (kemiskt modifiera) aromatiska föreningar är elektrofil aromatisk substitution. Reaktionen nedan är ett exempel på en sådan reaktion som katalyseras av F. F Br 2 /FeBr 3 a) Första steget i en elektrofil aromatisk substitution är bildning av en elektrofil. Visa hur elektrofilen bildas i reaktionen ovan. (3p) F b) Visa en detaljerad mekanism för hur den elektrofila aromatiska substitutionen går till. (4p) F c) Vilken produkt skulle bildas om produkten ovan monobromeras? Förklara. (3p) Br Br 5(5)
5. Konstruera ett energi-reaktionsdiagram för en tänkt reaktion som uppfyller följande villkor (rita tydligt och förklara hur punkterna A-D påverkar diagrammets utseende!): (10p) A. Reaktionen är exoterm och sker i tre steg (via två intermediat). B. Processens första steg är hastighetsbestämmande C. Det andra intermediatet är stabilare än det första intermediatet. D. Det tredje steget är snabbare än det första stegets revers (det första steget i omvänd riktning). ΔG -1 ΔG 3 I 1 ΔG 1 I 2 SM ΔG P A: ΔG är negativ, det frigörs energi B: ΔG 1 är den högsta energibarriären i system C: I 2 ligger under I 1 i energi D: ΔG 3 är lägre än ΔG -1 6(5)
6. a) Grignardreaktioner är ofta mycket bra för att skapa ny kol-kolbindningar. Visa med tydliga mekanismer hur produkten nedan bildas. (5p) 1) 2) (1M aq) MgBr MgBr MgBr (1M aq) b) Visa hur du kan göra denna förening från molekyler med maximalt sex kolatomer i. (5p) 1) MgBr 2) (1M aq) 7(5)
7. a) Ange en detaljerad mekanism för följande reaktion. (TF = tetrahydrofuran är lösningsmedel och deltar inte i reaktionen. Svavelsyran finns med i katalytisk mängd). (8p) 2 S 4 TF 2 S 4 2 S 4 b) Produkten tillhör en viss föreningsklass. Vilken? (2p) acetal 8(5)
8. a) Krotonaldehyd är ganska sur (pka =20). Vilket väte är det som är surast? Använd resonans för att förklara varför just detta väte är surast. (3p) krotonaldehyd bas b) Visa mekanismen för reaktionen nedan. (7p) aet Et bas- bas 9(5)
9. Med hjälp av bara kemikalierna nedan ska du göra fem valfria organiska reaktioner. Följande restriktioner gäller: syra-bas reaktioner får göras men räknas ej in bland de fem stegen, sekvenser av typen A B A är förbjudna. Inga motiveringar krävs. Produkten från ett steg ska användas i nästa reaktion, d.v.s. det får bara bli en slutprodukt. Både linjära och konvergenta synteser är godkända: A B C D E F Linjär A B C G Konvergent D E F Följande kemikalier och ett välutrustat laboratorium finns att tillgå: 2,4-Pentadion, natrium, ättiksyra, vatten, svavelsyra, etanol, pyridinumklorokromat (PCC), LiAl 4, jod, magnesium, PBr 3, zink, palladium, tetrahydrofuran, väteperoxid, ammoniak (25% vattenlösning). (10p) PCC a aet a LiAl 4 10(5)