Tentamen i Organisk kemi 25/5 2011,

Transkript

1 Tentamen i rganisk kemi 25/5 2011, Tentamen består av 9 frågor. Varje fråga ger maximalt 10p. Följande betygsgränser gäller: N-fak ECTS LT (T) G 40-59p E 40-41p p VG 60-90p D 42-50p p C 51-61p p B 62-83p A 84-90p Lycka till! /Ulf 1. a) Ge ett exempel på en förening vars namn börjar på (11). (2p) b) ita en förening som innehåller både sp 3 -, sp 2 - och sp-hybridiserade kolatomer. (2p) c) Visa en valfri oxidativ klyvning. (2 p) KMn 4 C 100 C d) ita en aromatisk förening med exakt 14 kolatomer. (2p) C e) Exemplifiera begreppen cis och trans med en förening som inte innehåller någon dubbelbindning. (2p) trans cis

2 2. a) Vilka fyra krav måste vara uppfyllda för att en förening ska vara aromatisk? (2p) cykliskt system, plant system, helt konjugerat system, (4n+2) π-elektroner. b) Cykloheptatrienon är en mycket stabil förening medan cyklopentadienon är mycket instabil. Förklara skillnaden i reaktivitet. (5p) cyklopentadienon cykloheptatrienon båda föreningarna uppfyller de första tre kraven för aromaticitet. cyklopentadienon har dock bara 4 π -elektroner medan cykloheptatrienon har 6. c) Två molekyler cyklopentadienon kan mycket lätt reagera med varandra i en Diels-Alderreaktion. Visa hur produkten ser ut. (3p)

3 3 a) Elektrofil aromatisk substitution är en mycket användbar reaktion. Vilken monobromerad produkt förväntar du dig med nedanstående startmaterial? Förklara (5p) aktiverande grupp orto-para-styrning deaktiverande grupp meta-styrning 2 Fe 2 b) Visa hur denna reaktion går till. (5p) syra A A

4 4. a) Visa hur man kan syntetisera etern nedan från lämpliga startmaterial och reagens (glöm inte stereokemin). (3p) Me MeI bas Me b) Etrar är vanligen svåra att klyva. Ett reagens som fungerar för att klyva metyletrar är svavelnukleofiler i det polara lösningsmedlet DMF. Visa hur detta går till. (Me = metyl) (3p) Me NaSMe DMF S N 2 + Me 2 S MeS c) Epoxider är egentligen en form av cykliska etrar. Varför är de mycket lättare att klyva, jämfört med vanliga etrar? (2p) ringspänning d) Visa vilka produkter som bildas om epoxiden i (c) öppnas med hjälp av NaMe. (2p) Me Me

5 5. Kemisk reaktivitet kan användas för att analysera olika ämnen. itta på en kemisk metod (ej spektroskopi) för att: a) ta reda på om en flaska innehåller cyklohexen eller cyklohexan. (2p) 2 ingen reaktion 2 b) ta reda på om en flaska innehåller 1-metyl-cyklohexanol eller 4-metyl-cyklohexanol. (3p) Et Et, bas Et, bas ingen eller mycket långsam reaktion c) ta reda på om en flaska innehåller anilin eller nitrobensen. (2p) N 2 AcCl N N 2 Et, bas ingen reaktion d) ta reda på om en flaska innehåller 3-pentanon eller etyl propionat. (3p) NaB 4 NaB 4 ingen reaktion

6 6. Vilken huvudprodukt bildas i reaktionerna nedan. Tänk på eventuell stereokemi. (2p per delfråga) a) 2, Pd/CaC 3 b) 1) 3 2) Zn, Ac c) d) Et N 2 LiAl 4 N e) 2, Pd

7 7. Nedanstående förestring kan vara hämtad ur en laborationshandledning i organisk kemi. För uppgifterna nedan måste samtliga beräkningar visas. ar du ingen miniräknare så skriv upp vad du vill räkna ut. C 3 2 S 4 2 Substans Mängd Ekvivalenter Molvikt Densitet Bensoesyra 250 mg g/mol Metanol g/mol 0.8 kg/dm 3 Svavelsyra g/mol 1.8 kg/dm 3 Produkt 136 g/mol a) ur stor volym metanol ska man sätta till enligt receptet? (1p) 0,123 ml b) ur stor volym svavelsyra ska man sätta till enligt receptet? (1p) 0,022 ml c) En student som startade med 250 mg bensoesyra fick 100 mg av produkten. Vilket utbyte motsvarar detta? (2p) 36% d) ita mekanismen för reaktionen ovan. (5p) 3 ' ' = 2 ' = Me 2 ' ' ' e) ur förändras utbytet om man sätter till dubbelt så mycket svavelsyra? (1p) inget alls, det är bara katalysator

8 8. Genom att använda olika baser kan man styra en reaktion. Förklara med mekanismer hur och varför de två olika produkterna nedan bildas. LDA är en stark, steriskt hindrad bas. (10p) NaC 3 C 3 25 C LDA TF -78 C LDA = Li N NaMe LDA

9 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 motiveringa krävs. Produkten från ett steg ska användas i nästa reaktion, dvs 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: Acetofenon, LiAl 4, propylamin, magnesium, kaliumpermanganat, natrium, vatten, metyljodid, dietyleter, glykol, svavelsyra, salpetersyra, aluminiumfolie, sand, palladium, aceton. (10p) LiAl4 2 S 4 KMn 4 C 2S4 + N N 2