16.09.2008 Egzamin z Chemii Organicznej 2007/2008, Wydział

16.09.2008 Egzamin z Chemii Organicznej 2007/2008, Wydział

16.09.2008
Egzamin z Chemii Organicznej 2007/2008, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Zad.
Wykonaj następujące polecenia:
1. (4p) określ konfigurację absolutną związków pokazanych na poniższym schemacie;
2. (3p) wskaż pary enancjomerów oraz wzory przedstawiające tę samą cząsteczkę;
3. (4p) podaj nazwy reakcji 1 i 2;
4. (2p) odpowiedz na pytanie: czy mieszanina produktów otrzymana w reakcji 1 skręca płaszczyznę światła
spolaryzowanego? Odpowiedź uzasadnij;
5. (1p) narysuj wzór krzyżowy Fischera związku C.
CH3
CH3
+
H
HO
OH
C2H5
H
C2H5
CH3
H2O
reakcja 1
CH3
−
OH
Cl
H
C2H5
reakcja 2
H
C2H5
OH
C
D
A
B
Rozwiązanie:
1. Konfiguracja absolutna: A, (S); B, (R); C, (S); D (R).
2. Pary enancjomerów: B i C oraz C i D; wzory przedstawiające tę samą cząsteczkę: B i D.
3. Nazwa reakcji 1: substytucja nukleofilowa jednocząsteczkowa (SN1); nazwa reakcji 2: substytucja
nukleofilowa dwucząsteczkowa (SN2).
4. Nie, ponieważ jest to mieszanina racemiczna.
CH3
5.
H
OH
C2H5
Zad.
Przedstaw schematy poniższych reakcji (za pomocą wzorów strukturalnych) oraz podaj nazwy związków
oznaczonych literami:
1.(4p)
bromek fenylomagnezu + (1) A/eter, (2) HCl (aq) → alkohol benzylowy
MgBr +
O
H
(1) eter, (2) HCl (aq)
CH2OH
H
A
aldehyd mrówkowy
(formaldehyd)
2.(5p)
metyloamina + (1) keton fenylowo-metylowy wobec H+, (2) LiAlH4 → B
H
O
CH3NH2
+
+
CH3
(1) H , (2) LiAlH4
N
CH3
CH3
B
N-metylo-1-fenyloetyloamina
3.(5p)
benzoesan n-propylu + (1) LiAlH4, (2) HCl (aq) → C + D
O
(1) LiAlH4, (2) HCl (aq)
O-CH2CH2CH3
CH2OH + CH3CH2CH2-OH
C
alk. benzylowy
D
propan-1-ol
1
4.(3p)
metylocyklopenten + HBr → E
HBr
CH3
Br
CH3
E
1-bromo-1-metylocyklopentan
5.(5p)
aldehyd 2,2-dimetylopropanowy + NaOH (50% aq, ∆T) → F + G
O
(CH3)3C
O
NaOH (50% aq, ∆ T)
(CH3)3C
H
ONa
+
(CH3)3C CH2-OH
F
G
2,2-dimetylopropanian sodu 2,2-dimetylopropan-1-ol
6.(3p)
anilina + (1) NaNO2/HCl (aq), (2) CuCl→ H
(1) NaNO2/HCl (aq), (2) CuCl
NH2
Cl
H
chlorobenzen
7.(5p)
(R)-2-fenylobutan-2-ol + PBr3 → I
C2H5
(R)
H3C
Ph
C2H5
PBr3
OH
(S)
Br
CH3
Ph
I
(S)-2-bromo-2-fenylobutan
8.(5p)
keton (4-metylofenylowo)-metylowy + (1) 3 mole I2/NaOH (nadmiar), (2) H+ → J + K
O
H3C
3 mole I2/NaOH (nadmiar)
CH3
H3C
O
ONa
+
CHI3
K
jodoform
J
4-metylobenzoesan sodu
9.(3p)
1,2-dimetylocyklopenten + H2/Pt → L
H2/Pt
H3C
H3C CH3
CH3
L
cis-1,2-dimetylocyklopentan
10.(3p)
1-fenylobutan-1-on + Zn/HCl → M
O
CH2CH2CH3
Zn/HCl
CH2CH2CH2CH3
M
1-fenylobutan
11.(3p)
heks-1-en + (1) BH3, (2) H2O2/NaOH→ N
(1) BH3, (2) H2O2/NaOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH=CH2
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH
N
heksan-1-ol
2
12.(5p)
O + anilina (2 mole) → N-fenyloacetamid (acetanilid) + chlorek aniliniowy (chlorowodorek aniliny)
O
O
H3C
+2
Cl
NH2
H3C
+
N
H
NH3+ Cl−
O
chlorek acetylu
13.(4p)
P + jodek metylu → 4-nitroanizol (eter 4-nitrofenylowo-metylowy) + NaI
O2 N
+ CH3I
ONa
O-CH3 + NaI
O2N
P
p-nitrofenolan sodu
14.(4p)
R + 1-bromobutan → hept-2-yn + NaBr
CH2-C C-Na +
CH3-CH2-CH2-CH2-C C-CH2CH3 + NaBr
CH3-CH2-CH2-CH-Br
R
propynylosód
15.(3p)
S + KMnO4 (aq), 0°C → pentano-2,3-diol
CH3-CH2-CH=CH-CH3
KMnO4 (aq), 0°C
OH OH
CH3-CH2-CH-CH-CH3
S
pent-2-en
Zad.
Wykonaj następujące polecenia:
1. (10p) podaj wzory produktów reakcji podanych związków z chlorkiem acetylu w obecności trichlorku glinu
lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi;
2. (2p) podaj ogólną nazwę tych reakcji oraz nazwę pochodzącą od nazwisk odkrywców.
Związki: (a) toluen, (b) nitrobenzen, (c) chlorobenzen, (d) anilina, (e) keton fenylowo-metylowy, (f) eter
fenylowo-metylowy, (g) fenol.
Rozwiązanie:
CH3
CH3C(O)Cl
AlCl3
H3C
toluen
O
CH3
+
CH3
O
CH3
CH3C(O)Cl
AlCl3
NO2
nitrobenzen
CH3C(O)Cl
AlCl3
Cl
Cl
O
CH3
Cl
+
O
CH3
chlorobenzen
NH2
anilina
CH3C(O)Cl
AlCl3
CH3
CH3C(O)Cl
O
AlCl3
keton fenylowo-metylowy
3
OCH3
CH3C(O)Cl
AlCl3
O
H3CO
CH3
OCH3
O
+
CH3
eter fenylowo-metylowy
OH
CH3C(O)Cl
AlCl3
fenol
Ogólna nazwa reakcji: aromatyczna substytucja elektrofilowa; nazwa pochodząca od nazwisk odkrywców:
acylowanie Friedla-Craftsa
Zad. (8p) Podaj reagenty niezbędne do przekształcenia kwasu benzoesowego w następujące związki w
jednoetapowych reakcjach:
(a) alkohol benzylowy, (b) benzoesan metylu, (c) chlorek benzoilu, (d) benzoesan amonu.
CH2OH
Rozwiązanie:
alkohol benzylowy
LiAlH4
O Cl
O OH
CH3OH
kat. H2SO4 (stê¿.)
SOCl2
lub PCl5
kwas benzoesowy
chlorek benzoilu
O OCH3
benzoesan metylu
NH3
O O− NH4+
benzoesan amonu
Zad (8p) Podaj wzory i nazwy czterech dowolnych substratów, z których można otrzymać benzyloaminę w
jednoetapowych reakcjach.
Rozwiązanie:
Benzyloaminę można otrzymać w jednoetapowych reakcjach z następujących substratów organicznych:
CH2-NO2
fenylonitrometan
C(O)NH2
benzamid
CH=NOH
CH2-N3
azydek benzylu
oksym
benzaldehydu
CN
CHO
benzonitryl
benzaldehyd
CH2-NH-C(O)R
amidy
(np. N-benzyloactamid,
R = CH3)
O
N CH2
O
N-benzyloftalimid
4