Løsningsforslag til eksamen i TKJ4135 Organisk Syntese VK Lørdag 9. juni 2012

Transkript

1 Løsningsforslag til eksamen i TKJ4135 rganisk Syntese VK Lørdag 9. juni 2012 ppgave 1. (2px 12 = 24p) Svar ja eller nei på påstandene under: ja / nei: a) En vellykket Ring Closing Metathesis (RCM) forutsetter høy substrat-konsentrasjon. nei High substrate concentration is a requirement for a successful ring Closing Metathesis (RCM). b) Grignard reagenser gir selektivt 1,2-addisjonsprodukter med a, b-umettede carbonylforbindelse ved tilstedeværelse av katalytisk mengde Cu(I)X-salter. The Grignard reagent selectively affords 1,2-addition to a b-unsaturated, carbonyl compounds in the presence of catalytic amounts of Cu(I)X salts. nei c) Hydroborering av terminale alkyner og påfølgende H 2 2 -oksydasjon gir methylketoner nei Hydroboration of terminal alkynes and subsequent H 2 2 -oxidation give methylketones. d) Bruk av en base er påkrevd for en vellykket Sonogashira reaksjon ja The presence of base is necessary for a successful Sonogashira reaction. e) Sharpless asymmetriske epoxydering fungerer bare på allyliske alkoholer. ja Sharpless asymmetric epoxydation only takes place with allylic alcohols. f) xymerkurering-reduksjon av alkener med alkohol som nukleofil gir etherprodukter. ja xymercuration-reduction of alkenes gives ether products with alcohol nucleophiles. g) Steriske faktorer er årsaken til selektiv ortho-lithiering av substituerte aromater. nei Selective ortho-lithiation of substituted aromatic compounds is due to steric factors. h) ksydasjonsmidlet dimethyldioxiran (DMD) er særlig egnet for oksydasjon av primære alkoholer. nei The dimethyldioxirane (DMD) oxidant is particularly useful for oxidation of primary alcohols. i) Konjugert addisjon (1,4-addisjon) til enoner med organocuprater skjer ved oksidativ addisjon - reduktiv eliminering. ja Conjugate addition (1,4-addition) to enones with organocuprates takes place via oxidative addition reductive elimination. j) a-homologering av estere (med alkylboraner) forutsetter en god utgående gruppe i a-posisjon. ja A good leaving group in the a-position is needed fo an a-homologation of an ester to take place with alkylboranes. k) Addisjon av Br2 til alken forventes å gi et syn produkt. nei The addition of Br2 to an alkene normally gives the syn produc.t

2 l) Haloform reaksjon (polyhalogenering)av methylketoner skjer bare ved basiske betingelser ja The haloform reaction (polyhalogenation) of methylketones only takes place by alkalic conditions. ppgave 2. i) Angi reaksjonstype for hver av reaksjonene a) - f ). ii) Tegn produktene som forventes i reaksjonene: (3px 6 =18p) a) i) ozonering med reduktiv opparbeiding b) H 2 C BC R TFA H 2 C H R i) fjerning av BC (CtBu) -beskyttelses-gruppe c) Grignard rx med lacton gir diol d) i) epoxyd - åpning v/sure bet via mest stab. carbocation e) DMS ClCCCl i) Swern ox av alkohol gir aldehyd (CH 3 ) 2 CHCH=CHCH=CH-CH f)

3 ppgave 3. Vis prinsippet for reaksjonen under ved å tegne den generelle katalytiske syklusen der de ulike trinn i prosessene fremkommer (bruk gjerne forenklede, generelle strukturer). Kommenter kort hvert trinn. catalyst i) homologering av α -halo enolater med alkylboran gir α -alkyl-prod (8p) i) MLn ii) H 2 C CH 2 LnM=CH 2 MLn iv) MLn iii) i) Ru-carben komplex reagerer med olefin, gir metallacyclobutan; ii) spalting av 4-ring i motsatte posisjoner gir ethen og nytt metall komplex; iii) rx med neste olefin (intramol rx) gir ny 4-ring iv) spalting av 4-ring i motsatt pos gir ringsluttet alken prod og gjendanning av kat. (1p) Hva kalles reaksjonen? Ring Closing Metathesis / RCM (1p) Hva slags strukturelement(er) må være til stede i substrater for en vellykket reaksjon? to (terminale) alkengrupper (2p) Skisser hvilken type kompleks som benyttes som katalysator (catalyst H over)? Ru(metall)-carben komplekser f.eks:

4 (1p) Hva kalles ofte slike katalysatorer? Grubbs katalysatorer (5p) ppgave 4. Retrosyntetisk analyse (3px 7 = 21p) Foreslå i) reagenser og ii) egnede reaksjonstyper for reaksjonstrinnene a) f) under: a) H - b) Ac CH to trinn Ac Me i) BBr 3 ii) ether spalting via oxonium ion c) Ac H H d) R Me to trinn H 2 C H 2 C Ac H R Me R e) Ac H 2 C Ac H 2 C Me Me i) iodlactonisering ii) I 2, ahc 3 H i) abh 4 R I Ac Ac H H exo i) PCC eller Cr 3 -pyridin ii) partiell ox til aldehyd H i) nbu 3 SnH (AIB) ii) stannan dehalogenering (rad mek) Me i) DCCI, DPPA el BP-Cl ii) amid-dannelse direkte fra carb-syre vha aktivering ii) hydrid red steric approach Ac Ac CH Me 2 CHC 2 CH 2 CH 3 ii) homologering av α -diazoester med i) alkylboran gir α -alkyl-prod f) i) persyr e-ox; ii) Bayer-Villiger-ox av keton til ester g) i) RuCl 3 /ai 4 i) Ru 4 - ox av ether til ester/lakton cat, RuCl 3 + ai 4 /stoichiometric oxidant

5 ppgave 5. a) Foreslå egnet reagens for introduksjon av beskyttelses-gruppene i) iv): Angi vanlige forkortelser for beskyttelsesgruppene i produktene i) iv). (3px 4=12p) i) THP eter (tetrahydropyranyl) ii) vinyl ether dihydropyran RH + Ph Ph Cl Tr-Cl Ph trifenylmetyl klorid RCPh 3 trityl ether (trifenylmetyl) iii) R-H 2 + H 2 C Cl H 2 C bensylkloroformat a 2 C 3 H-R -Cbz (karbamat carbobenzyloxy) iv) R H 2 (BC 2 ) H-R -BC (t-butoksykarbonyl) b) Foreslå egnede betingelser for fjerning av beskyttelsesgruppene i i) - iv). Vis hvilket produkt som frigjøres. (3p x 4= 12p) i) H 2 C H-R H 2 /Pd RH 2 (+ toluen + C 2 ) -Cbz spaltres med hydrogenering ii) H 2 / Pd RCH 2 Ph RH (+toluen) Bn ether spaltes med hydrogenering iii) R R' Me Me H + /H 2 R-C-R dimethyl acetal spaltes med sur hydrolyse, keton (aldehyd) gjendannes

6 iv) 2 H 4 R R-H 2 H + H amin gjendannes fra -phtalimid vha hydrazin