Oppgave 1. (isononyl 7-metyloktyl) b. Tegn og navngi alle isomere alkener med molekylformel C5H10.

Transkript

1 ppgave 1. a. Ftalsyre har formel som vist nedenfor. Ftalater har lenge blitt brukt som mykgjørere i plastikk. Tegn strukturen av følgende fire helseskadelige ftalater: di(2-etylheksyl)ftalat, bensyl butyl ftalat, di(isononyl)ftalat og di(butyl)ftalat. (isononyl 7-metyloktyl) b. Tegn og navngi alle isomere alkener med molekylformel C510. c. Tegn følgende molekyl (E)-1-amino-2-fenyl-7-hydroksy-hept-4-en-3-on. Marker eventuelle stereogene senter (=kirale senter) med *. d. Cytosin eksisterer i tre tautomere former. En er vist nedenfor. Tegn de andre to. 2 ppgave 2 a. i. Løseligheten av propansyre i løsningsmiddelene etyletanat, vann og metylbenzen avtar i rekkefølgen: Etyletanat > vann > metylbenzen. Gi en forklaring på dette. ii. vilken av de to karboksylsyrene, propansyre og heksansyre, er minst løselig i vann? Gi en forklaring. iii. Propansyre er løst i etyletanat og du ønsker å fjerne all propansyre fra etyletanat ved ekstraksjon. va er det beste ekstraksjonsmiddelet, vann eller 5% a i vann? Gi en forklaring. b. Skriv en generell formel for en såpe. Skriv en likning for reaksjonen mellom etyloktadekanat og natriumhydroksid. Forsåpning av en ester er en irreversibel reaksjon. va er årsaken til det? Forklar hvordan såpe virker.

2 c. Kokepunktet til tre isomere alkoholer er gitt nedenfor. vorfor er forskjeller i struktur i disse alkoholene årsak til forskjeller i kokepunkt? butan-1-ol 117,5 ºC butan-2-ol 99,5 ºC 2-metylpropan-2-ol 82,2 ºC d. Estriol er et hormon som kan isoleres fra urin hos gravide kvinner. år 40 mg estriol løses i 1,0 ml dioksan og overføres en kyvette med lengde 1 dm observeres en rotasjon av planpolarisert lys lik 2,32º. va er spesifikk rotasjon for estriol? ppgave 3. a. Kamfer har strukturen nedenfor og kan reduseres til en alkohol med ab4. Reaksjonsproduktet er to isomere alkoholer. i. Tegn strukturen av de to. ii. Alkoholene overføres et reagensglass og tilsettes Jones reagens, a2cr27 i svovelsurt miljø. va vil du observere? b. Bensylalkohol reagerer med natriumdikromat i surt miljø. i. va er reaksjonsproduktet? ii. Reaksjonsproduktet kan deretter reagere med etanol. Reaksjonen katalyseres av 2S4. Skriv en reaksjonslikning for denne reaksjonen og skriv navn på produktet. c. Klassifiser hver av forbindelser nedenfor som et hemiacetal, acetal eller ketal. For hver av forbindelsene forslå et aldehyd eller et keton som kan benyttes til å danne forbindelsen. d. år etanol skal bestemmes i blod kan man benytte AD metoden. Metoden baserer seg på å oksidere etanol til etanal, mens AD reduseres til AD. Reaksjonen katalyseres av enzymet alkoholdehydrogenase, AD, derav navnet AD metoden. AD etanol AD etanal

3 i. Skriv formel for etanol og etanal. Et karbonatom forandrer hybridisering når etanol oksideres til etanal. vilket atom er dette og hvilken forandring i hybridisering finner sted? ii. Reaksjonen over er en likevektsreaksjon. For at man skal kunne bestemme etanolkonsentrasjon ut fra AD må reaksjonen over forløpe fullstendig til høyre. Mengden AD som dannes vil da være ekvivalent med utgangsmengden etanol. Dette sikres på tre måter. 1. Det brukes et overskudd av AD. 2. Reaksjonen foregår i basisk miljø. 3. Man tilsetter semikarbazid. Forklar kort hvordan hver av de tre betingelsene sørger for at reaksjonen drives mot høyre. ppgave 4. a. Acetanilid har struktur som vist nedenfor. Acetanilid er mindre reaktiv enn anilin (aminobenzen) i elektrofile substitusjonsreaksjoner. Forklar dette. b. Behandling av 4-bromtoluen med a ved 300 ºC gir en blanding av to produkter. Behandling av 3-bromtoluen med a gir en blanding av tre produkter. Forklar dette. c. vordan vil du fremstille 4-brombenzosyre fra benzen? En diazoniumreaksjon skal være en av reaksjonene. d. vordan vil du fremstille difenylmetan fra benzen og et passende syreklorid? Svaret trenger kun å inneholde reaksjonslikninger. ppgave 5. a. vilken av de to reaksjonene nedenfor er hurtigst? Begrunn svaret S - RS S -

4 b. vilken av de to reaksjonene nedenfor er hurtigst? Begrunn svaret. 70 % 2 30 % C 3 Cl Cl 50 % 2 Cl 50 % C 3 Cl c. Tegn produktet av reaksjonen nedenfor og sett navn på produktet. Stereokjemien i produktet skal komme klart fram av tegning og navn. Tegn også en ewman projeksjon av den reaktive konformasjonen av startmaterialet. - C 3 d. Betrakt følgende reaksjoner og svar på spørsmålene nedenfor. KI aceton I K KI aceton I K i. Klassifiserer man bromalkanene som er utgangsstoff i reaksjonene som primære, sekundære, tertiære eller kvartære? ii. Er løsningsmiddelet i reaksjonene ikke-polart aprotisk, polart aprotisk, polart protisk eller ikke-polart protisk? iii. va er nukleofilen i reaksjonene? iv. vilken av reaksjonene er hurtigst? v. Er mekanismen S1, S2, E1 eller E2?

5 Løsningsforslag ppgave 1a di(2-etylheksyl)ftalat: bensyl butyl ftalat: diisononyl ftalat: di(butyl) ftalat: ppgave 1b 1-penten (E)-2-penten (Z)-2-penten 2-metyl-2-buten 3-metyl-1-buten 2-metyl-1-buten

6 ppgave 1c (E)-1-amino-2-fenyl-7-hydroksy-hept-4-en-3-on * 2 ppgave 1d. 2 2 ppgave 2a i. Propansyre består av en polar og en ikke-polar del ikke-polar polar. Propansyre kan danne hydrogenbindinger med vann og etyletanat, men ikke med metylbenzen. Etyletanat er kompatibel med både den polare og ikke-polare delen av propansyre og er det beste løsningsmiddelet. ii. eksansyre med seks karbonatomer er mye mindre polart enn propansyre og derfor mindre løselig i vann. iii. Syrer reagerer med a og danner ioniske salt. En 5% løsning av a vil i praksis ekstrahere all syre fra etylacetat løsningen ved å omdanne syre til et vannløselig salt R-C a RC - 2

7 ppgave 2b a a Basisk hydrolyse av en ester er irreversibel fordi produktene er en alkohol og et karboksylat anion som har negativ ladning og som ikke angripes av en nukleofil. Såper er natrium (eller kalium) saltene av fettsyrer med kjeder på karbonatomer. Deres struktur inneholder en lang fettløselige (lipofil) hydrokarbonkjede og en vannløselig (hydrofil) karboksylatgruppe. Såper virker som fuktighetsmiddel ved å redusere overflatespenning på vann og er gode emulgatorer. I vann vil såpemolekyler samles i miceller der olje er i det lipofile indre av micellen. Den hydrofile ytre delen av micellen holder micellen løst i vann som en emulsjon. ppgave 2c Generelt vil kokepunktet til en serie isomere avta med økt forgreining. Jo mer sfærisk en forbindelse blir jo mindre overflate areal har den relativt til en rettlinjet forbindelse med samme molekylmasse og samme type funksjonelle grupper. Et lite overflateareal tillater færre van der Waals interaksjoner. Van der Waals interaksjoner er svake krefter som holder kovalente forbindelser sammen. I tillegg vil forgreininger i alkoholer gjøre det vanskeligere for hydroksylgrupper å være nær hverandre slik at det kan danne hydrogenbindinger. Et gitt volum av 2-metyl-2-propanol vil derfor inneholde færre hydrogenbindinger enn samme volum 1-butanol, slik at det kreves mindre energi når de skal brytes ved koking. ppgave 2d [ α ] = α D l C der [α] D er spesifikk rotasjon α er observert rotasjon l veilengde i cellen, dm C konsentrasjon, g/ml

8 er er α = 2,32º l = 1,00 dm C = 40 mg/ 1,00 ml = 0,040 g/ml 2,32 α D º 1 0,04 [ ] = = 58 ppgave 3a. isoborneol borneol i. ydroksylgruppen kan være på samme side som brohodet og anti til metylsubstituenten, isoborneol. ydroksylgruppen kan være anti til broholdet og på samme side som metylsubstituenten, borneol. ii. Alkoholen som dannes er sekundær og vil redusere dikromat til en blågrønn løsning av krom(iii) salter. ppgave 3b i. Reaksjonsproduktet er benzosyre. C 2 a 2Cr 2 7 C ii. Reaksjonsproduktet er etylbenzoat. C 3 C C 2 2 S 4 C C 2 C 3 ppgave 3c hemiacetal acetal ketal acetal 5-hydroksypentanal 5-hydroksypentanal sykloheksanon formaldehyd

9 ppgave 3d. i. Etanol C3C2 Etanal: C3C 3 C 3 C C 2 C sp 3 etanol sp2 etanal ii 1.verskudd av AD driver reaksjonen mot høyre. Le Chatelier prinsipp. evneren i reaksjonskoeffisienten blir større. For at likevekten skal opprettholdes må reaksjonen gå mot høyre slik at det dannes mer av produktene reagerer med og det dannes 2., et av produktene i reaksjonen, trekkes dermed ut at likevekten og denne forskyves mot høyre. 3. Semikarbazid reagere med etanal og dannet etanal semikarbazon. Etanal, et av produktene i likevektsreaksjonen, trekkes dermed ut av likevekten og reaksjonen forskyves mot høyre. ppgave 4a δ δ δ δ δ δ δ δ _ Mindre favorisert δ δ - Mer favorisert For acetanilid er resonans delokalisering av ledige elektronpar på nitrogen inn i den aromatiske ringen mindre gunstig fordi nitrogen sitter ved siden av en polarisert karbonylgruppe. Resonansdelokalisering til karbonyloksygen favoriseres pga oksygens elektronegativitet. Da ledige elektronpar er mindre tilgjenglig for ringen vil ringens reaktivitet i elektrofile substitusjonsreaksjoner avta og acetanilid er mindre reaktiv enn anilin.

10 ppgave 4b metylfenol 3-metylfenol metylfenol 3-metylfenol - 4-metylfenol Behandling av 3-bromtoluen med a gir to benzynintermediat som reagerer med vann og gir tre metylfenolprodukt. ppgave 4c C 3 Cl AlCl 3 3 SnCl 2, 3 2 S 4 a, S 4 C KMn 4 Cu 2 2 S 4 ppgave 4d Cl AlCl 3 2 Pd

11 ppgave 5a S - er en bedre nukleofil enn -. ukleofilisiteten avtar når man går nedover i periodesystement og svovel ligger under oksygen i gruppe 6A. ppgave 5b mdannelse av t-butyl klorid til t-butyl alkohol går hurtigere i 70%2/30% C3 enn i 50%2/50% C3 fordi S1 reaksjoner er hurtigere i mer polare løsningsmiddel. ppgave 5c. - C 3 C 3 (Z)-1,2-difenylpropen C 3 ppgave 5d. i. Primære ii. Polart aprotisk iii. Jodid iv. Reaksjon mellom 1-brombutan og jodid fordi det er lettere for nukleofilen å angripe p.g.a. mindre sterisk hindring. v. S2.