Egzamin z Chemii Organicznej 2008/2009, Wydział Inżynierii

Egzamin z Chemii Organicznej 2008/2009, Wydział Inżynierii

03.02.2009, termin „1”
Egzamin z Chemii Organicznej 2008/2009, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Zad.1. (9 p.) W jakich warunkach należy wykonać addycję bromowodoru do
2-metylopropenu, aby otrzymany bromek alkilowy mógł w reakcji Corey’a-House’a utworzyć
2,5-dimetylodimetyloheksan? Przedstaw schematy wymienionych reakcji.
CH3
CH3
CH
CH2
CH2 CH
CH3
reakcja Corey'a-House'a
CH3
Br
CH2 CH
CH3
1-bromo-2-metylopropan
2,5-dimetyloheksan
CH3
Br
CH2 CH
CH3
CH3
CH
CH3
Li
Li
CH2 CH
CH3 CH
C
CH3
2-metylopropen
CH3
CH3
CuBr
CH3
CH3
HBr
(RO)2 CH2
CH3
CuBr
2
CH2
Br
CH2 CH
CH3
CH3
CH2
CH2 CH
CH3
CH3
Zad. 2. (14 p.) Podaj wzory produktów oznaczonych literami, ogólne nazwy
przeprowadzonych reakcji oraz wskaż produkty każdej z nich.
CH3
C 2H5OH/H 2O
A +B + C
CH3
C
CH3
C 2H5ONa
A
Br
C 2H5OH/H 2O
E + F
CH3
CH3
CH3
C
CH2
+ CH3 C
+ CH3 C
CH3
C 2H5OH/H2O
CH3 CH OH
E
C2H 5OH/H2O
CH3
C2H 5ONa
CH3
CH3
CH3
C
CH3
D + E
C2H 5ONa
CH3
CH3
Br
C
CH3
+
CH
OC2H5
B
CH3 CH OC2 H5
Br
CH3
CH3
OH
A
CH3
CH3
Br
CH
CH3
C 2H5ONa
CH2
C
A
CH3
CH2
CH
F
CH3
+ CH3 CH OC2 H5
E
D
Zachodzące reakcje to: reakcja alifatycznej substytucji nukleofilowej (produkty B, C, E i F)
oraz reakcja eliminacji (produkty A i D).
Zad. 3. Podaj wzory związków wymienionych z nazwy oraz tych oznaczonych literami.
1. (14 p.)
A
KOH
EtOH
B
HBr
C
KOH
EtOH
D
1) ?
2) ?
aceton + kwas octowy
1) O 3
2) Zn/H 2O
2-metylopropanal + formaldehyd
2. (6 p.)
NaNH 2
acetylen
A
ciekły NH3
H2 C
CH
O
CH3
B
H2O/H +
C
kw. solny
ZnCl 2
D
(C 5H7Cl)
1
03.02.2009, termin „1”
1.
CH3
CH3
CH
CH2 CH2Br
A
CH3
KOH
EtOH
CH3
CH
CH
CH2
CH3
HBr
CH3
CH
B
C
1) O3
2) Zn/H 2O
CH3
CH3
H
CH
C
CH
CH3
KOH
EtOH
CH3
CH3
Br
2-metylopropanal
+ O
C
CH
CH3
D
1)KM nO4, ∆ T
2) H2O/H+
H
O
C
CH3
H
CH3
formaldehyd
OH
O
C
+
O
aceton
C
CH3
kwas octowy
2.
H2 C
NaNH2
HC CH
c. NH3
acetylen
HC
C Na
CH
CH3
O
HC
C CH2
A
CH
CH3
H2O/H +
HC
ONa
B
C CH2
C
CH
CH3
OH
kw. solny
ZnCl 2
HC
C CH2
CH
CH3
Cl
D (C5H 7Cl)
Zad. 4. Przedstaw podane poniżej przekształcenia za pomocą wzorów chemicznych oraz
podaj reagenty i warunki reakcji niezbędne do ich wykonania.
1. (8 p.)
benzen → bromobenzen → bromek fenylomagnezu → alkohol benzylowy
→
benzaldehyd
MgBr
Br
Br2
Fe
Mg
bezwodny
eter
CH2 OH
1) HCHO
2) H 2O/H +
CHO
[O]
N
N
H CrO3 Cl
odczynnik
Colinsa
chlorochromian
pirydyny
2. (6 p.)
(CH3)2SO/
lub ClC(O)-C(O)Cl
lub CrO 3 * 2
[O] =
toluen → kwas benzoesowy → chlorek benzoilu → N-metylobenzamid →
N-metylobenzyloamina
O
CH3
[O]
Cl
O
C
CO2 H
SOCl 2
C
H
N CH3
CH3NH 2
lub PCl5
CH2 NH-CH3
LiAlH 4
[O] = K 2Cr2O 7/H 2SO4, ∆ T lub 1) KMnO 4, ∆ T; 2) H2O/H +
2
03.02.2009, termin „1”
propen → 1-bromopropan → CH3−CH2−CH2−CN → kwas masłowy →
butanian etylu
3. (8 p.)
CH3
CH
Br2
(RO)2
CH2
H 2O/H +
∆T
CH3
CH2
CH3
CH2
CH2
CO2 H
KCN
DM SO
CH2Br
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
C
CN
O
C 2H5OH
H+
CH3
OC2 H5
Zad. 5. (7 p.) W odniesieniu do pokazanych poniżej związków, podaj:
a.
podaj nazwę związku A z uwzględnieniem jego konfiguracji absolutnej
COOH
Br
CH(CH3)2
H3C
A, kwas (S)-2-bromo-2,3-dimetylobutanowy
b.
konfigurację absolutną związków B i C,
CH2OCH3
C6 H5
(S)
(R)
Cl
H3 CH2C
H
NC
CH3
CH3
B
c.
C
narysuj wzór przestrzenny stereoizomeru związku B,
C6H5
Cl
CH2CH3
H3 C
d.
narysuj wzór krzyżowy Fischera związku C.
CH2OCH3
H
CN
CH3
Zad. 6. Podaj wzory strukturalne substratów organicznych, z których można otrzymać
poniższe związki we wskazanych reakcjach:
a. (6 p.) 1-fenylo-2-metylopropen (w reakcji Wittiga),
CH3
CH3
C
H
C
C
O
i Ph3 P
H
CH3
C
CH3
C
lub
CH3
PPh3
i O C
H
CH3
b. (6 p.) trans-1,2,4,5-tetrametylocykloheksen (w reakcji Dielsa-Aldera),
H 3C
CH3
H3 C
H
CH2
CH3
i
H 3C
CH3
H3 C
CH2
H 3C
H
3
03.02.2009, termin „1”
c. (4 p.) 1,3-difenylo-1-oksoprop-2-en [C6H5-C(O)-CH=CH-C6H5, w reakcji kondensacji
aldolowej].
O
CH
CH
O
O
C
i
C
CH3
C
H
Zad. 7. (12 p.) Wyjaśnij regioselektywność reakcji nitrowania nitrobenzenu na podstawie
porównania budowy odpowiednich kompleksów sigma (narysuj struktury mezomeryczne tych
kompleksów).
NO2
orto
NO2
NO2
H
NO2
NO2
NO2
H
H
NO2
NO2
NO2
NO2
NO2 p ara
NO2
H
NO2
NO2
H
NO2
NO2
H
NO2
meta
H
H
H
NO2
NO2
NO2
Przy podstawieniu elektrofila (kationu nitroniowego, NO2+) w pozycję orto lub para
struktury zaznaczone ramkami są szczególnie nietrwałe, ponieważ ładunek dodatni jest
zlokalizowany na atomie węgla związanym z podstawnikiem posiadającym cząstkowy
ładunek dodatni (podst. elektronoakceptorowym). Przy podstawieniu elektrofila w pozycję
meta w żadnej ze struktur ładunek dodatni nie jest zlokalizowany na atomie węgla związanym
z ww. podstawnikiem; dlatego produktem reakcji jest m-dinitrobenzen.
4