NRGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for kjemi Faglig kontakt under eksamen: Institutt for kjemi; prof. Anne Fiksdahl, tlf.: 94094 / 95916454 Eksamen i emnet TKJ4135 rganisk Syntese VK Lørdag 9. juni 2012, kl. 9.00 13.00 NB! Den skriftlige besvarelsen leveres på avsatt plass på oppgavearkene. Bruk om nødvendig ekstra ark The written answers should be written on the assigned space on the problem sheets. If necessary, use additional sheets. Språk: Language Norsk English Hjelpemidler: Kalkulator er ikke tillatt Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler er tillatt Molekylbyggesett er tillatt Permitted aids: No calculator allowed. No other aids (i.e. printed or handwritten texts or notes) are allowed. Chemical models are allowed Sensuren faller 30. juni 2012.. Deadline for the results to be announced : 30th June 2012.
ppgave 1. Svar ja eller nei på påstandene under: Comment with yes or no: Side 1 av 7 ja / nei: yes / no: a) En vellykket Ring Closing Metathesis (RCM) forutsetter høy substrat-konsentrasjon. High substrate concentration is a requirement for a successful ring Closing Metathesis (RCM). b) Grignard reagenser gir selektivt 1,2-addisjonsprodukter med α,β-umettede carbonylforbindelse ved tilstedeværelse av katalytisk mengde Cu(I)X-salter. The Grignard reagent selectively affords 1,2-addition to α,β-unsaturated carbonyl compounds in the presence of catalytic amounts of Cu(I)X salts. c) Hydroborering av terminale alkyner og påfølgende H 2 2 -oksydasjon gir methylketoner Hydroboration of terminal alkynes and subsequent H 2 2 -oxidation give methylketones. d) Bruk av en base er påkrevd for en vellykket Sonogashira reaksjon The presence of base is necessary for a successful Sonogashira reaction. e) Sharpless asymmetriske epoxydering fungerer bare på allyliske alkoholer. Sharpless asymmetric epoxydation only takes place with allylic alcohols. f) xymerkurering-reduksjon av alkener med alkohol som nukleofil gir etherprodukter. xymercuration-reduction of alkenes gives ether products with alcohol nucleophiles. g) Steriske faktorer er årsaken til selektiv ortho-lithiering av substituerte aromater. Selective ortho-lithiation of substituted aromatic compounds is due to steric factors. h) ksydasjonsmidlet dimethyldioxiran (DMD) er særlig egnet for oksydasjon av primære alkoholer. 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. Conjugate addition (1,4-addition) to enones with organocuprates takes place via oxidative addition reductive elimination. j) α-homologering av estere (med alkylboraner) forutsetter en god utgående gruppe i α-posisjon. A good leaving group in the α-position is needed fo an α-homologation of an ester to take place with alkylboranes. k) Addisjon av Br 2 til alken forventes å gi et syn produkt. The addition of Br 2 to an alkene normally gives the syn produc.t l) Haloform reaksjon (polyhalogenering)av methylketoner skjer bare ved basiske betingelser. The haloform reaction (polyhalogenation) of methylketones only takes place by alkalic conditions.
ppgave 2. Side 2 av 7 i) Angi reaksjonstype for hver av reaksjonene a)-f). Which reaction type is used in each of the reactions a)-f)? ii) Tegn produktene som forventes i reaksjonene. Draw the expected products of the reactions. a) i) ozonering med reduktiv opparbeiding b) H 2 C N BC R TFA H 2 C N H R i) fjerning av BC (CtBu) N-beskyttelses-gruppe c) 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) i) homologering av -halo enolater medalkylborangir -alkyl-prod
Side 3 av 7 ppgave 3. Tegne den generelle katalytiske syklusen for reaksjonen under (bruk gjerne forenklede, generelle strukturer). Draw the general catalytic cycle for the reaction below (you may use simplified general structures). Kommenter kort hvert av de ulike trinnene i prosessen. Give a comment to each of the steps in the process. Hva kalles reaksjonen? What is this reaction called? Hva slags strukturelement(er) må være til stede i substratet for en vellykket reaksjon? Which structure element(s) have to be present in the substrate for a successful reaction? Skisser hvilken type kompleks som benyttes som katalysator (catalyst H over)? What kind of catalysts are used in such reactions (e.g. catalyst H above) Hva kalles ofte slike katalysatorer? What are such catalysts often called?
ppgave 4. Retrosyntetisk analyse / Retrosynthetic analysis Side 4 av 7 Foreslå egnede i) reagenser og ii) reaksjonstyper for transformasjonene a) f) under: Suggest i) reagents and ii) suitable type of reaction for the transformations a) f) below. a) H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C H H H 3 C b) to trinn / two steps Ac CH Ac Me c) H 2 C to trinn / two steps Me Me Ac Ac
d) Side 5 av 7 N R H 2 C HN R e) f) g)
ppgave 5. Side 6 av 7 a) Foreslå egnet reagens for introduksjon av beskyttelses-gruppene i) iv): Hvilke vanlige forkortelser benyttes for beskyttelsesgruppene i) iv). Suggest appropriate reagents for the introduction of protective groups i) iv). Which informal abbreviations (acronyms) are used for the protective groups in i) iv)? i) ii) iii) R-NH 2 + H 2 C Cl H 2 C bensylkloroformat Na 2 C 3 NH-R N-Cbz (karbamat carbobenzyloxy) iv) R NH 2 (BC 2 ) NH-R N-BC (t-butoksykarbonyl)
b) Foreslå egnede betingelser for fjerning av beskyttelsesgruppene i i) - iv). Vis hvilket produkt som frigjøres. Suggest suitable conditions for the removal of the protective groups in i) iv). Show the product being released. i) H 2 C NH-R H 2 /Pd RNH 2 (+ toluen + C 2 ) N-Cbz spaltres med hydrogenering Side 7 av 7 ii) iii) iv)