Tentamen i Organisk kemi 16/ ,

Transkript

1 Tentamen i rganisk kemi 16/ , Tentamen består av 9 frågor. Varje fråga ger maximalt 10p. Följande betygsgränser gäller: N-fak LT (T) G 40-59p p VG 60-90p p p 1) Besvara varje fråga (1-9) på separat papper 2) Skriv namn och personnummer på varje papper. 3) Tillåtna hjälpmedel är molekylmodeller och miniräknare. 4) m inget annat anges ska tydliga motiveringar ges. Det behövs oftast figurer! Lycka till! /Ulf 1. a) Rita en reaktion mellan en Lewissyra och dietyleter. (2p) BF 3 b) Ge exempel på tre föreningar som har bindningsvinklar som avviker från 109. De tre föreningarna måste vara exempel på olika bindningsvinklar. (2p) BF 3 c) tert-butanol (egentligen 2-metylpropan-2-ol) är helt vattenlöslig medan isomeren n-butanol är dåligt löslig i vatten. Förklara varför. (2p) den utsträckta kolvätekedjan i n-butanol visar en mycket större yta mot vatten än vad den mer kompakta tert-butanol d) Ge exempel på två oxidationsreagens (2p) KMn 4, mcpba e) Visa två föreningar som kan bildas om man reducerar butansyra? (2p) 1(5)

2 2. a) Vilket reagens används för elektrofil aromatisk nitrering? (2p) 2 S 4 + N 3 N 2 + S nitroniumjon (elektrofil) b) Det finns tre olika isomerer av xylen (dimetylbensen). Rita ut de möjliga produkterna vid mononitrering (en nitrogrupp) för var och en av de tre isomerna. Rita även mekanismen för nitrering av en valfri xylenisomer. (6p) N 3 / 2 S4 N 2 N 2 N 3 / 2 S4 N 2 2 N N 2 N 3 / 2 S4 N 2 S 4 N 2 N 2 N 2 c) En av de tre isomerna av xylen reagerar snabbare är de andra. Vilken och varför? (2p) meta-xylen: de två grupperna förstärker varandra (orto-och para-positioner överlappar) 2(5)

3 3. Avgör för varje par nedan om strukturerna är olika molekyler eller bara två olika bilder av samma molekyl. m de är olika - beskriv vilken typ av isomeri som föreligger. (2p per uppgift) a) C 3 C 3 C 2 C 3 3 C 2 C C 2 C C3 C 3 strukturisomerer b) 3 C C 3 C 3 3 C C C C C C C3 2 samma C 2 C 3 c) samma d) diastereomerer e) enantiomerer 3(5)

4 4. a) Under sur katalys isomeriserar metylen-cyklohexan till 1-metyl-cyklohexen. Visa med mekanismer hur detta går till. (5p) A syra metylen-cyklohexan 1-metyl-cyklohexen A 1-metyl-cyklohexen har en mer stabil dubbelbindning b) m elementärt brom sätts till (R)-3-metylcyklohexan bildas flera olika föreningar. Visa vilka och ange deras stereokemiska förhållande. (5p) (R)-3-metylcyklohexen 2 (1R,2R,3R)-1,2-dibromo-3-metylcyclohexan diastereomerer (1S,2S,3R)-1,2-dibromo-3-metylcyclohexan 4(5)

5 5. I närvaro av lämpliga baser kan samtliga nedanstående föreningar betraktas som syror. Visa inom varje par vilken förening som är surast, markera den suraste protonen i denna förening och förklara varför den är surast. (10 p) a) F elektrondragande fluor i orto- och para-positioner F b) karboxylsyra c) α-väten mellan två karbonylgrupper d) N 2 elektrondragande nitrogrupp e) sp 2 -hybridisering 5(5)

6 6. a) När (2R,3R)-2-bromo-3-metylpentan reagerar med bas bildas (E)-3-metylpent-2-en. När istället (2S,3R)-2-bromo-3-metylpentan reagerar under samma betingelser bildas istället (Z)-3-metylpent-2-en. Förklara med tydliga mekanismer. (7p). (R) (R) 3 C C 2 C 3 3 C (E) Bas (R) (S) 3 C C 2 C 3 C 3 (Z) Bas b) Vilken produkt bildas om (2R,3S)-2-bromo-3-metylpentan reagerar under samma betingelser (3p). (S) (R) 3 C 2 C C 3 3 C (Z) Bas 6(5)

7 7. Visa hur syran B nedan kan syntetiseras från dimetylmalonat i två steg. steg 1 steg 2 Me Me A, dimetylmalonat B a) I första steget används natriummetoxid som bas och 1,3-dibrompropan. Visa mekanismen för detta steg. (5p) Me Me Me Me Me Me Me Me Me Me Me Me b) I andra steget sätts natriumhydroxid till. Visa mekanismen för detta steg. Me Me Me Me Me Me Me samma sak på andra estern upparbetning vatten 7(5)

8 8. Det är möjligt att reducera cyklopent-2-enon med natriumborhydrid enligt reaktionsformeln nedan. Förklara med utförliga mekanismer hur detta går till. (10p NaB 4 cyklopent-2-enon cyklopentanol 2 2 B 4 8(5)

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 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: 1-Metyl-cyklohexen, meta-klorperbensoesyra, litium aluminiumhydrid, natriumhydroxid, vatten, brom, kromtrioxid, etanol, eter, saltsyra (37%), toluen, kaliumpermanganat. (10p) mcpba Cl, 2 Cr 3 Na KMn 4 9(5)