Skrivning i Oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2 KOK080, ,

Relevanta dokument
Skrivning i Oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2, KOK080

Förslag på svar till skrivning i oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2, KOK080

Förslag på svar till skrivning i oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2, KOK080

Skrivning i Oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2 KOK081, , Lärare: Lars Öhrström, 2871, Jerker Mårtensson, Nina Kann

Förslag på svar till skrivningen i oorganisk och organisk kemi för Bt3 och K2, KOK080

Svarsförslag till Skrivning i oorganisk och organisk kemi för K2 och Bt3, KOK080

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Tentamen i Organisk kemi, 7.5 hp (KO3003) FACIT

Tentamen i Organisk kemi AK 2/6 2005,

Svar: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06, ,

Olika typer av kolväten

H 3 C. 5. Förklara varför fenol (se ovan) är en starkare syra än cyklohexanol (pk a =18).

Lösningsförslag: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06,

FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser) Fö

7,5 högskolepoäng. Organisk kemi Provmoment: Tentamen Ladokkod: A100TG Tentamen ges för: Kemiingenjör, tillämpad bioteknik.

KARBOKATJON KARBANJON

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Totalt 10 uppgifter, vardera värd 10p (totalt 100p). För godkänt fordras minst 50p, för 4:a minst 66p och för 5:a minst 83p.

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

Tentamen i Organisk kemi (KEGA01/KEGAH0/KEGAO0/KEGAOO/KEGAAK) (KEGL01/BIGLN3) 20 januari 2016, kl

Föreläsning 16. Karbonylkolets kemi I Kapitel 16 F16

Tentamen i Organisk Kemi 2 (KD1100/3B1760) Torsdagen den 27 augusti, kl Tillåtet hjälpmedel: molekylmodeller

TK061B Tillämpad bioteknik, antagna 2012, Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Inga hjälpmedel är tillåtna. För att få godkänd kurs måste man få minst 40 poäng på examen.

TENTAMEN i ORGANISK KEMI 2 (TFKE06) ,

Tentamen i organisk kemi, KEMB01, 15 hp, fredagen den 13 januari 2012,

Övningsfrågor inför dugga 3 och tentamen

Tentamen i Organisk Kemi (3B1760) Tisdagen den 30 augusti 2005, kl

Namnge och rita organiska föreningar - del 5

Totalt 10 uppgifter, vardera värd 10p (totalt 100p). För godkänt fordras minst 50p, för 4:a minst 66p och för 5:a minst 83p.

Tentamen i organisk kemi, KOKA05 Måndagen den 22 augusti 2011,

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI: FACIT

Tentamen i Organisk kemi 16/ ,

Tillåtet hjälpmedel: molekylmodeller Periodiskt system och tabeller med bindingsstyrkor och pka-värden är bifogade efter frågorna

Tentamen i Organisk kemi- grundkurs 7.5 hp (KEMA01),

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

UTTAGNING TILL KEMIOLYMPIADEN 2012, OMGÅNG 2

Reaktionsmekanismer. Kap 6

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

Valenselektroner = elektronerna i yttersta skalet visas nedan för några element ur grupperna

REAKTIONER : A. ADDITION Crowe p REAKTIONER: Del D-2009 Generella typer : 1. Addition 2. Substitution 3. Elimination 4.

Kemiska reaktioner: Olika reaktionstyper och reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

Kapitel 2. Kovalent bindning

Lämpliga uppgifter: 2.3, 2.7, 2.9, 2.10, 2.17, 2.19, 2.21, 20.1, 20.3, 20.4,

Föreläsning 21. Sammanfattning F21. 1) Introduktion 2) Upprening 3) Karaktärisering. 4) Beräkningskemi 5) Mer organisk kemi 6) Forskning

Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

d=236

Lösning till Tentamen i Kemi (TFKE16),

Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Efter överenskommelse med studenterna är rättningstiden fem veckor.

TENTAMEN i FYSIKALISK-ORGANISK KEMI 7,5 hp, NKEC , kl

Reaktionsmekanismer. Kap 6

Tentamen i Organisk kemi 25/5 2011,

Vibrationer. Matti Hotokka

KEMIOLYMPIADEN 2007 Uttagning

Mål och betygskriterier för kemi

ALDEHYDER och KETONER Del D-2007

Föreläsning 17. Karbonylkolets kemi II Kapitel 17 F17

Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

Föreläsning 10. Alkener I Kapitel 10 F10

Alla papper, även kladdpapper lämnas tillbaka.

Tentamen i Organisk Kemi 2 (KD1100) Onsdagen den 21 maj 2008, kl Tillåtet hjälpmedel: molekylmodeller

KEMIOLYMPIADEN 2015, OMGÅNG 2, ANVISNINGAR TILL LÄRAREN

Kiralitet former som är spegelbilder av varandra men ej identiska. Jämför med händer.

Tentamen i Organisk kemi- grundkurs 7.5 hp (KEMA01),

O O EtOAc. anilin bensoesyraanhydrid N-fenylbensamid bensoesyra

Föreläsning 11. Alkener II Kapitel 11 F11

2. SUBSTITUTION (Nukleofil substitution) S N 2

Tentamensuppgifter moment 2, organisk kemi.

Tentamen i Organisk kemi 28/5 2013,

UTTAGNING TILL KEMIOLYMPIADEN 2013 TEORETISKT PROV nr 1. Läkemedel

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F3

Totalt 10 uppgifter, vardera värd 10p (totalt 100p). För godkänt fordras minst 50p, för 4:a minst 66p och för 5:a minst 83p.

ORGANISK KEMI KOLFÖRENINGARNAS KEMI

Organiska föreningar del 5: Rita och namnge alkoholer, karboxylsyror och estrar. Niklas Dahrén

Syror, baser och ph-värde. Niklas Dahrén

Namnge och rita organiska föreningar - del 1 Introduktion till att rita och namnge organiska föreningar. Niklas Dahrén

Organiska föreningar del 6: Rita och namnge etrar, aldehyder, ketoner, tioler och disulfider. Niklas Dahrén

NMR Nuclear Magnetic Resonance = Kärnmagnetisk resonans

Reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

Tentamen i organisk kemi, KOKA05, 5 hp, Måndagen den 1 juni 2009,

SAMMANFATTNING AV NOMENKLATUR

F1 F d un t amen l a s KEMA00

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

4. Organiska föreningars struktur

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

Tentamen i organisk kemi, KOKA05 Tisdagen den 26 augusti 2010,

Atomen och periodiska systemet

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI: FACIT

Föreläsning 8. Reaktionslära I Kapitel

Inför provet Kolföreningarnas kemi

C Dessa atomer är kolets isotoper. Isotoper har: olika A samma Z samma antal e likadana kemiska egenskaper

Organisk kemi AK KOK Ulf Ellervik

1. Ett grundämne har atomnummer 82. En av dess isotoper har masstalet 206.

Joner Syror och baser 2 Salter. Kemi direkt sid

Periodiska systemet. Namn:

Nmr-spektrometri. Matti Hotokka Fysikalisk kemi

a) 25 mol% b) 33 mol% c) 50 mol% d) 67 mol% e) 75 mol%

Transkript:

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 1(14) Skrivning i organisk och organisk kemi för Bt3 och K2 KK080, 120310, 14.00-18.00 Lärare: Lars Öhrström, 2871, Jerker Mårtensson, Nina Kann jälpmedel: Molekylmodeller och Miniräknare Skrivningen omfattar totalt 80 poäng. För godkänt krävs 40 poäng. Slutbetyg 4 respektive 5 kan erhållas på två sätt: (1) betyg 4 (53 poäng eller mer) eller 5 (66 poäng eller mer) erhålles på den skriftliga tentamen eller (2) betyg 3 eller 4 erhålles på tentamen men höjs till slutbetyg 4 respektive 5 genom att i en diskussion med någon av kursens lärare visa att du har fördjupat dina kunskaper inom ett specialområde. För vidare information se kurs-pm. BS! Frågorna är inte ordnade efter svårighetsgrad. Lycka till! 1. Perstorp tillverkar en rad produkter för högpresterande polymera material. Bland annat den dentritiska oligomera polyolen Boltorn. Denna används som utgångsmaterial för syntes av oligoakrylater som efter polymerisation ger mycket hård coating (ytmodifiering) med god vidhäftingsförmåga. Boltorn tillverkas från triol TMP (trimethylolpropane) och ett överskott Bis- MPA (dimethylolpropanoic acid) enligt nedanstående schema där också en schematisk bild av den dendritiska strukturen av Boltorn visas. Bis-MPA TMP Boltorn a) Skulle du välja basiska eller sura betingelser (III) för att tillverka Boltorn från Bis-MPA och TMP? För poäng krävs en tydlig motivering till ditt val av reaktionsbetingelser. (3 p) b) Dimetylolpropansyran (Bis-MPA) ovan kan tillverkas från eten enligt nedanstående schema. Rita upp strukturen för de två andra reaktanterna A och B som krävs (2 p) 1 1 2 3 4

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 2(14) 3 Bis-MPA c) Vilken typ av reagens/förening I krävs för att tillverka propanal (1) från eten, A och B? (2 p) d) Visa mekanismen för bildandet av 2,2-dimetylolpropanal (3) från propanal (1) och formaldehyd (2) under basiska betingelser. (6 p) 2. icletanine är ett urindrivande och blodtryckssänkande läkemedel. Det kan tillverkas enligt nedanstående reaktionsschema. icletanine a) Ange nödvändiga reaktanter och reagens för stegen i-v. (8 p) b) Beskriv mer ingående hur du rent praktiskt skulle utföra steg iii. Ställs några särskilda krav på reaktionsbetingelser och i så fall varför? (3 p) 3. Butan kan reagera med 2 för att bilda klorbutan via en radikalreaktion. a) Visa alla delsteg i denna halogenering, dvs. initiering, propagering samt två olika termineringssteg. Endast ljus behövs för att initiera denna reaktion. (6 p) b) Vilken isomer av klorbutan bildas som huvudprodukt? (1 p) c) I vissa typer av radikalreaktioner behövs en kemisk initiator för att starta reaktionen. Ge ett exempel på en sådan initiator. (1 p) d) Plexiglas bildas genom polymerisation av metylmetakrylat (se höger). Visa strukturen för den polymer som bildas. (2 p)

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 3(14) 4. ydrosilylering är ett sätt att funktionalisera alkener för att bilda kiselinnehållande föreningar. a) Klassificera alla reaktionsstegen A-G när eten reagerar med trimetylsilan i närvaro av en koboltkarbonyl-katalysator. Välj mellan oxidativ addition / reduktiv eliminering / ligandassociation / liganddissociation / inlagring / β-hydrideliminering. (7 p) b) Vilket oxidationstal har kobolt i komplexen 1 och 2. (Me 3 Si- har laddningen -1 och donerar 2 elektroner). (2 p) c) Visa att komplexet 1 uppfyller 18-elektron regeln (1 p) 5. [(PPh 3 ) 2 (1,4-cyklooktadien)] + reagerar med vätgas och bildar en hydrid. Rita tydliga bilder av de tre isomera komplexjoner som kan bildas i reaktionen och ange vilken typ av isomerer de är. (6p)

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 4(14) 6. Fullborda följande reaktionsschema. Varje reagens kan bara användas en gång men vissa steg kan behöva två reagens.(10p) 7. Rodium är en viktig komponent i många katalysatorer och för framställning av dessa används ofta ett violett/vinrött pulver som man tar ur en burk med etiketten 3 x 2 (som alltså anger något slags bruttosammansättning). a) Nedan visas enhetscellen med atompositionerna för rhodium (två olika vyer) i kristaller av vattenfritt 3. Ange de fraktionella koordinaterna för den grå och den svarta atomen. (2p) A B A B a b a b c c

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 5(14) b) Med hjälp av 103 -NMR kan man lätt konstatera att 3 x 2 löst i vatten innehåller många olika neutrala och laddade komplex, och dessutom i olika proportioner beroende på tillverkare. Rita upp dess sex av dessa komplex(joner). (6p) c) ur förklara man att vatten står över kloridjonerna i den spektrokemiska serien, dvs att vatten ger ett starkare ligandfält. (2p) 8. En substans har molekylformeln 8 8 3 och uppvisar följande spektra vid analys. Ange substansens struktur. 1 NMR Integralerna för respektive topp är: 9.8 ppm (singlett, 1 proton), 7.4 ppm (2 protoner), 7.0 ppm (dubblett, 1 proton), 6.5 ppm (bred, 1 proton), 3.9 ppm (singlett, 3 protoner). Signalen vid 7.4 är i själva verket två överlappande signaler där den ena är en dubblett och den andra en singlett. Expansion av området 6.0-8.0 ppm: 13 NMR (signalen vid 77 ppm kommer från D 3 ) IR

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 6(14)

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 7(14) Approximativa kemiska skift (δ) för proton relativt tetrametylsilan (TMS) Typ av proton δ (ppm) Typ av proton δ (ppm) 3 0,85-0,95 3 3,5-3,8 1,20-1,35 9,5-9,7 1,40-1,65 3 2,1-2,6 3 1,6-1,9 R 0,5-5,5 Ar 3 2,2-2,5 Ar 4-8 2 4,6-5,0 10-13 5,2-5,7 F 4,3-4,4 Ar 6,6-8,0 3,6-3,8 2,4-2,7 5,8-5,9 N 3 2,1-3,0 Br 3,4-3,6 3,1-3,3. art, rganic hemistry, A Short ourse, eighth edition, oughton Mifflin, 1991. * Beräkning av motsvarande skift för - 2 - och - istället för - 3 : - 2 -: Skiftintervallet för given - 3 + 0.40 ppm. --: Skiftintervallet för given - 3 + 0.70 ppm. I

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 8(14) Approximativa kemiska skift (δ) för kol-13 relativt tetrametylsilan (TMS) Typ av kol δ (ppm) 1 alkyl, R 3 0-40 2 alkyl, R 2 2 20-45 3 alkyl, R 3 30-60 4 alkyl, R 4 35-70 Alken, 100-170 Aryl, 100-170 Alkyn, 60-90 Alkylhalid eller alkylamin, R 3 -X där X =, Br eller NR 2 10-65 Alkoholer eller etrar, R 3-50-90 Nitriler, N 120-130 Amider, NR 2 150-180 Karboxylsyror eller estrar, 160-185 Aldehyder eller ketoner, 182-215 T. W. Graham Solomons, rganic hemistry, Sixth edition, Wiley, 1996. George. Schmid, rganic hemistry, First edition, Mosby, 1996.

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 9(14) Karakteristiska absorbtionsfrekvenser i det infraröda för olika funktionella grupper Grupp Frekvensområde Intensitet (cm -1 ) A. Alkyl (sträck) 2853-2962 (m-s) Isopropyl, -( 3 ) 2 1380-1385 (s) och 1365-1370 (s) tert-butyl, -( 3 ) 3 1385-1395 (m) och 1365 (s) B. Alken (sträck) 3010-3095 (m) (sträck) 1620-1680 (v) R 2 (ut-ur-plan böjning) 985-1000 (s) och 905-920 (s) R 2 2 (ut-ur-plan böjning) 880-900 (s) cis- R 2 2 (ut-ur-plan böjning) 675-730 (s) trans- R 2 2 (ut-ur-plan böjning) 960-975 (s). Alkyn (sträck) 3300 (s) (sträck) 2100-2260 (v) D. Aromat Ar- (sträck) 3030 (v) Aromatisk substitutionstyp (ut-ur-plan böjning) Monosubstituerad 690-710 (mycket s) och 730-770 (mycket s) o-disubstituerad 735-770 (s) m-disubstituerad 680-725 (s) och 750-810 (mycket s) p-disubstituerad 800-840 (mycket s) E. Alkoholer, Fenoler och Karboxylsyror - (sträck) Alkoholer. fenoler (utspädd lösning) 3590-3650 (skarp, v) Alkoholer, fenoler (vätebundna, ej utspädd lösning) 3200-3550 (bred, s) Karboxylsyror (vätebundna, ej utspädd lösning) 2500-3000 (bred, v) F. Aldehyder, Ketoner, Estrar, Karboxylsyror och Amider (sträck) 1630-1780 (s) Aldehyder 1690-1740 (s) Ketoner 1680-1750 (s) Estrar 1735-1750 (s) Karboxylsyror 1710-1780 (s) Amider 1630-1690 (s) G. Aminer N- 3300-3500 (m). Nitriler N T. W. Graham Solomons, rganic hemistry, Sixth edition, Wiley, 1996. Förkortningar: s = stark, m = medium, v = variabel. 2220-2260 (m)

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 10(14) Atomvikten för de naturligt förekommande isotoperna hos några vanliga grundämnen i organisk kemi Isotop Naturlig förekomst Atomvikt % 1.00797 1 99.985 1.007825 1 2 0.015 2.0140 B 10.811 5B 10 19.78 10.0129 5B 11 80.22 11.00931 12.01115 6 12 98.89 12 6 13 1.11 13.00335 N 14.0067 7N 14 99.63 14.0037 7N 15 0.37 15.00011 15.9994 8 16 99.759 15.99491 8 17 0.037 16.99913 8 18 0.204 17.99916 F 18.9984 9F 19 100 18.9984 S 32.064 16S 32 95.0 31.97207 16S 33 0.76 32.97146 16S 34 4.22 33.96786 16S 36 0.014 35.96709 35.453 17 35 75.53 34.96885 17 37 24.47 36.96590 Br 79.909 35Br 79 50.54 78.9183 35Br 81 49.46 80.9163 I 126.9044 53I 127 100 126.9044

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 11(14) Periodiska systemet

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 12(14) Svar 1. a) Sura betingelser. Under basiska betingelser deprotoneras syran och den bildade karboxylatanjonen kan inte fungera som en elektrofil i reaktionen med alkoholen (eller alkolatjon om så starkt basiska betingelser används). b) och 2 c) Ett 16-elektons övergångsmetallkomplex (hydridkomplex) d) 2. a) : i. aceton ( 3 3 ) och syra,ii. oxidationsmedel P och torra betingelser, iii. 1) Mg, - 6 4 -X (där X =, Br eller I) 2) + iv. vatten och syra,v. stark syra b) Magnesiumspån vägs in i en torr rundkolv. Torr eter tillsättes och 1-X-4-klorbensen löst i torr eter tillsättes droppvis till magnesiumspånen för att undvika för stor värmeutveckling på kort tid. m värmeutvecklingen blir för stor kyls rundkolven med vattenbad. Då all 1-X- 4-klorbensen tillsats återloppskokas reaktionen en stund. Reaktionsblandning får återta rumstemperatur och aldehyd löst i torr eter tillsättes droppvis. Återigen återloppskokas reaktionen en stund. Till reaktionen tillsättes vatten med (med svag syra) för att bilda alkoholen från magnesiumsaltet av produkten. Fram till tillsatsen av vatten måste all utrustning, alla lösningsmedel, reaktanter och reagens vara helt vattenfria!

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 13(14) 3. a) b) 2-Klorbutan, bildas via den stabilare sekundära radikalen (jämfört med 1-klorbutan som behöver en primär radikal för att bildas). c) Azoisobutyronitril (AIBN) eller benzoylperoxid. d) 4. a) A: Liganddissociation B: Ligandassociation : Inlagring D: Beta-hydrideliminering E: Liganddissociation F: xidativ addition G: Reduktiv eliminering b) 1: o(i), 2: o(iii) c) o(i) har 8 elektroner, varje ligand donerar 2 elektroner 18 elektroner 5. PPh 3 = PPh 3 Ph 3 P PPh 3 PPh 3 PPh 3 cis, optiska isomerer trans, geometrisk isomer, obs trans- bildas ej!

Kemi- och bioteknik, T 2012-03-07 14(14) 6. 7. a) grå (1/2, 2/3, 1) svart (0,5/6,1) svar likande dessa som visar att man förstått principen ger poäng. 1+ 1+ b) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3+ 3- m. fl. möjligheter 2 2 2 2 c) Kloridjonen har fler fria elektronpar än vatten och påverkar därför t2g orbitalerna mer i antibindande riktning och gapet till eg minskar, dvs d-orbitalsplittringen blir mindre och - hamnar längre ner i spektrokemiska serien. 8. Kopplingsmönstret för aromatprotonerna givet i texten är avgörande för att få till rätt 1,2,4 substitutionsmönster på aromatringen. Den isomer där och Me bytt plats godkänns också som svar då det är svårt att skilja på dem men den information som är given.