BOKMAL EKSAMENSOPPGAVE. Oppgavesettet er pi 4 sider inkl. forside

Transkript

1 EKSAMENSOPPGAVE BOKMAL Eksamen i : KJE-2002 Molekylaer Strukturkjemi Dato : 19. desember 2005 Tid : Sted : Wsgirdveien 9. Tillatte hjelpemidler : Lommekalkulator, linjal, transportsr, molekylmodell-byggesett Oppgavesettet er pi 4 sider inkl. forside Kontaktperson: Tor Dahl, Institutt for Kjemi, tlf

2 ~enerelle opplysninger: Kovalente radier: H: 0.30 A, C-: 0.77 A, C=: 0.67 A, 0=: 0.57 A, Br: 1.14 A van der Waals radier: H: 1.2 A, C: 1.7 A, 0: 1.4 A, Br: 1.95 A Ved sensureringen vil alle oppgavene bli tillagt tilnarmet like stor vekt. Oppgave 1 a) Hvor hay mi energibarrieren vare for overgangen mellom to isomere former for at de to formene skal kunne isoleres? b) Hvor h0y er vanligvis energibarrieren for rotasjon om bindinger mellom to sp2-hybridiserte C-atomer? c) Beskriv den mest stabile konformasjonen av propenal (akrolein), CH,=CH-CHO. d) Pi grunnlag av elektrondiffraksjons-opptak av 2-brompropenal er den eksperimentelle radialfordelingskurven for avstander over 2.5 A vist pi figuren nedenfor, merket EXP. Kurvene merket A, B og C 'er teoretiske radialfordelingskurver som er beregnet for hver av de to mulige plane konformasjonene og for en konformasjon med en dihedral vinkel pi 60" mellom planet som inneholder gruppen C-C=O og planet som inneholder gruppen C-C=C. Hvilken av kurvene A, B og C tilsvarer hver av disse tre mulige konformasjonene? Begrunn svaret. e) Ved A sammenligne de tre beregnede kurvene med den eksperimentelle finner man at molekylet bestar av en blanding av tilnarmet like deler av to av de tre konformasjonene A, B eller C. Hvilke konformasjoner er dette? Begrunn svaret. f) Hva kan Arsaken vare ti1 at det er tilnarmet like deler av to konformasjoner i Pbrompropenal, mens propenal har stor overvekt av ~~. en enkelt konformasjon?......,:......,.. % '....

3 Oppgave 2 a) Forklar for syklobutan, syklopentan, sykloheksan og syklooktan de viktigste 5rsakene ti1 at ringskjelettet ikke er plant. b) Tegn figurer sorn viser de mest vanlige formene av syklopentan-ringen. Tegn ogs5 inn bindingene ut fra ringen og angi hvilke sorn er aksiale, hvilke sorn er ekvatoriale og hvilke sorn er isoklinale. c) Forklar hvorfor sykloheksanringen er mer stabil i stolform enn i b5tform. d) Tegn ringskjelettet ti1 et karbohydrat sorn danner femringer (furanoser). Merk av 0-atomet i ringen. e) Tegn ringskjelettet for den mest stabile formen av syklooktan. Oppgave 3 a) Hvilke symmetrielementer kan ikke vzre ti1 stede dersom et molekyl skal vzre kiralt. b) Hvilke av f~lgende molekyler er kirale: c) Vis den mest stabile konformasjonen- for de av molekylene i b) sorn er akirale, og angi hvilket symmetrielement eller hvilke symmetrielementer sorn er ti1 stede i denne konformasjonen sorn gj~r at molekylet er akiralt.

4 Oppgave 4 a) Forklar hva man mener nb man snakker om et proteins sekund~rstruktur b) To hovedtyper av sekunderstrukturer forekommer ofte i naturlige proteiner. Gi en kort beskrivelse av disse sekund~rstrukturene. c) Gi en kort beskrivelse av strukturen av silke. d) Gi en kort beskrivelse av strukturen av keratin.

5 Eksamen i : KJE-2002 Molekylax Stru kturkjemi Dato : 19. desember 2005 Tid : Sted : &irdveien 9. Tilletne hjelpemiddel : Lommekalkulator, linjal, transporbr, molekylmodell-byggesett Oppgivesettet er pi5 4 sider inm. forside Kontaktperson: Tor Dahl, Institutt for Kjemi, tlf

6 Generelle opplysnlngar: Kovalente radier: H: 0.30 A, C-: 0.77 A, C=: 0.67 A, 0=: 0.57 A. Br: 1.14 A van der Waals radiar: H: 1.2 A, C: 1.7 A, 0: 1.4 A, Br: 1.95 A Ved karaktersetjinga vil alle oppg5vene bli tillege om lag samme vekt a) Kor h0g mi energibarrieren vere for overgangen mellom to isomere former for at dei to formene skal kunne isolerast? b) Kor h0g er ti1 vanleg energibarrieren for rotasjon om bindingar mellom to sp2-hybridiserte C-atom? c) Beskriv den meist stabile konformasjonen av propenal (akrolein), CH2=CHCH0. d) Pi grunnlag av elektrondiffraksjons-opptak av 2-brompropenal er den eksperimentelle radialfordelingskurva for avstandar over 2.5 A vist p3 figuren nedanfor, merka EXP. Kurvene merka A, B og C er teoretiske radialfordelingskurver som er berekna for kvar av dei to mogelege plane konformasjonane og for ein konformasjon med ein dihedral vinkel p3 60' mellom planet som inneheld gruppa C-C=O og planet som inneheld gruppa C-C=C. Kva for kurve A, B og C tilsvarar kvar av desse tre mogelege konformasjonane? Grunngje svaret. e) Ved 5 samanlikne dei tre berekna kurvene med den eksperimentelle finn ein at molekylet best5r av ei blanding av om lag like delar av to av dei tre konformasjonane A, B eller C. Kva for konformasjonar er dette? Grunngje svaret. f) Kva kan 6rsaka vere ti1 at det er om lag like delar av to konformasjonar i 2-brom~ropenal... mens prooenal har stor overvekt av ein enkelt konformasjon?., h

7 Oppgave 2 a) ForklAr for syklobutan, syklopentan, sykloheksan og syklooktan dei viktigaste Arsakene ti1 at ringskjelettet ikkje er plant. b) Teikn figurar sorn viser dei mest vanlege formene av syklopentanringen. Teikn og inn bindingane ut fra ringen og vis dei sorn er aksiale, dei sorn er ekvatoriale og dei sorn er isoklinale. c) Forklir kvifor sykloheksanringen er meir stabil i stolform enn i bitform. d) Teikn ringskjelettet ti1 eit karbohydrat sorn dannar femringar (furanosar). Merk av 0-atomet i ringen. e) Teikn ringskjelettet for den meist stabile forma av syklooktan. Oppgave 3 a) Kva for symmetrielement kan ikkje vere ti1 stades dersom eit molekyl skal vzere kiralt. b) Nemn dei av desse rnolekyla sorn er kirale: c) Vis den meist stabile konformasjonen for dei av molekyla i b) sorn er akirale, og nemn kva for eit eller kva for symmetrielement sorn er ti1 stades i denne konformasjonen sorn gjer at molekylet er akiralt.

8 Oppgave 4 a) Gjer greie for hva ein meiner n5r ein taler om eit proteins sekund~rstruktur b) To hovedtypar av sekund~rstrukturar forekjem ofte i naturlege protein. Gje ei kort beskriving av desse sekund~rstrukturane. c) Gje ei kort beskriving av strukturen av silke. d) Gje ei kort beskriving av strukturen av keratin.