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Technische Universität Dresden Fachrichtung Chemie Organisch ...

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<strong>Technische</strong> <strong>Universität</strong> <strong>Dresden</strong><br />

<strong>Fachrichtung</strong> <strong>Chemie</strong><br />

<strong>Organisch</strong>-chemisches Praktikum zum Modul OCII<br />

http://www.chm.tu-dresden.de/oc2/Modul_OCII.shtml<br />

SS 2010<br />

WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

Name:<br />

Matrikelnummer: Fachsemester:<br />

Studienfach: LC <strong>Chemie</strong>-Bachelor<br />

Praktikumsteilnehmer und Nachschreiber:<br />

Praktikumsteilnahme (bitte ankreuzen und deutlich lesbar ausfüllen)<br />

SS 08 Raum Platz Assistent Seminarleiter<br />

SS 09 Raum Platz Assistent Seminarleiter<br />

SS 10 Raum Platz Assistent Seminarleiter<br />

Vorschreiber: Teilnahme Modul OCI im WS<br />

2008/2009 2009/2010<br />

Das Bestehen dieser Prüfungsleistung ersetzt nicht die Prüfung zum Modul OCI.<br />

Die Prüfungsordnung sieht eine „Klausureinsicht“ nicht vor.<br />

• Bei unvollständigen Angaben kann die Klausureinsicht nicht gewährleistet werden!<br />

• Diese Klausur ist und bleibt Eigentum der <strong>Fachrichtung</strong> <strong>Chemie</strong><br />

• Jeder Betrugsversuch wird entsprechend Prüfungsordnung Studiengang <strong>Chemie</strong>-Bachelor § 9 behandelt!<br />

• Zur Bewertung von Mechanismen: Grundsätzlich gibt es für „richtige“ Zwischenverbindungen und<br />

Endprodukte nur dann Punkte, wenn diese im richtigen Gesamtzusammenhang formuliert wurden. Geben<br />

Sie bei ionischen Reaktionen stets das Gegenion an, auch wenn dieses für den Mechanismus anscheinend<br />

keine Bedeutung besitzt.<br />

• Verweisen Sie sorgfältig auf Lösungen, die Sie außerhalb der vorgesehenen Felder formuliert haben.<br />

Anderenfalls kann die Anerkennung der Antworten nicht gewährleistet werden.<br />

• Lösungen mit Bleistift und/oder Rotstift sind grundsätzlich unzulässig und werden nicht anerkannt.<br />

• Längere Textpassagen können bei der Korrektur leider nicht berücksichtigt werden (Formel statt Text!).<br />

• Eigene Abkürzungen sind in Lösungsfeldern unzulässig und werden als falsch bewertet.<br />

• Sinnvolle und definierte Abkürzungen von Molekülteilen in Lösungsfeldern zu Reaktionsmechanismen sind<br />

zulässig (auf eigene Gefahr).<br />

• Es wird in jedem Fall (wenigstens) nach dem organischen Hauptprodukt gefragt.<br />

• Konventionsgemäß werden die Aufarbeitungsbedingungen in der Regel nicht explizit angegeben.<br />

• Kontrollieren Sie vor Arbeitsbeginn, ob Sie die Klausur vollständig erhalten haben.<br />

Seite 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2-11 Note<br />

max. Punkte 7 11 11 11 9 10 8 9 13 11 100<br />

Punkte<br />

Inhalt: Radikalische Substitution, Nucleophile Substitution, Eliminierungen, Additionen,<br />

Diels–Alder-Reaktion, Substitution am Aromaten, Oxidationen<br />

18.08.2010, Bauer 1


<strong>Technische</strong> <strong>Universität</strong> <strong>Dresden</strong><br />

<strong>Fachrichtung</strong> <strong>Chemie</strong><br />

<strong>Organisch</strong>-chemisches Praktikum zum Modul OCII<br />

http://www.chm.tu-dresden.de/oc2/Modul_OCII.shtml<br />

SS 2010<br />

WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

1. Verdeutlichen Sie das Prinzip der Hyperkonjugation am Beispiel des Ethylradikals. Zeichnen Sie die<br />

Struktur mit den wichtigen wechselwirkenden Molekülorbitalen.<br />

Tragen Sie in das Energiediagramm für das Ethylradikal die fehlenden Elektronen und die Bezeichnung der<br />

beteiligten lokalisierten MOs ein. Markieren Sie die gewonnene Konjugationsenergie (1P).<br />

E<br />

lokalisierte<br />

MOs<br />

delokalisierte<br />

MOs<br />

lokalisierte<br />

MOs<br />

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<strong>Organisch</strong>-chemisches Praktikum zum Modul OCII<br />

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2. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [1] )<br />

3. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [2] )<br />

4. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [3] )<br />

SS 2010<br />

WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

5. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. Geben Sie den Mechanismus an (S. 4). (Lit. [4] )<br />

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Mo. 16.08.2010<br />

Geben Sie den Mechanismus der Mukaiyama-Redoxkondensation an (4 Schritte). Verdeutlichen Sie die<br />

Reaktionsschritte mit Elektronenverschiebungspfeilen (2P).<br />

6. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. Lit. [5]<br />

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7. Welches sind die Produkte einer E2-Reaktion der folgenden isomeren Halogen-Verbindungen? Geben Sie<br />

dazu die reaktive Konformation, aus der heraus die Eliminierung stattfindet, in Zickzack-Schreibweise oder<br />

in der Newman-Projektion an. Achtung: Beachten Sie bei der Zickzack-Schreibweise genau, welche<br />

Reste in einer Ebene liegen. (Lit. [6] )<br />

H<br />

H<br />

C 6H 5<br />

Br<br />

C 6H 5<br />

CH 3<br />

E2-Eliminierung<br />

C6H5 Br<br />

H<br />

C6H5 18.08.2010, Bauer 5<br />

H<br />

H3C reaktive Konformation reaktive Konformation<br />

Produkt Produkt<br />

8. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit [7] )<br />

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Geben Sie die Struktur von 9-BBN in der<br />

Konformationsschreibweise an.<br />

9-BBN<br />

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Mo. 16.08.2010<br />

Wie lautet der vollständige Name dieser<br />

Verbindung?<br />

9. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. Geben Sie das Produkt dieser Reaktion zunächst ohne<br />

Berücksichtigung der Stereochemie an. (Lit. [8] )<br />

Zeichnen Sie alle Konfigurationsisomere auf, die im Zuge dieser Reaktion theoretisch gebildet werden<br />

können. Geben Sie für alle möglichen Kombinationen dieser Isomere an, ob sie sich jeweils diastereomer<br />

oder enantiomer zueinander verhalten.<br />

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10. Geben Sie die bei der Reaktion entstehenden Produkte an. (Lit. [9] )<br />

CO 2Et<br />

O 3,AcOEt<br />

dann Me 2S<br />

11. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [1] )<br />

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12. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung zu einer Diels-Alder-Reaktion. Achten Sie auf die<br />

richtige Konfiguration von Dien- und Dienophil-Einheit. (Lit. [10] )<br />

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WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

13. Die links dargestellte Struktur zeigt schematisch den Übergangszustand einer endo-selektiven Diels-Alder-<br />

Reaktion. Kreuzen Sie das Produkt an, das aus diesem Übergangszustand hervorgeht (mehrere Kreuze<br />

möglich).<br />

Welches weitere Isomer wird in dieser Reaktion bei vollständiger endo-Selektivität und gleicher<br />

Regioselektivität zwangsläufig gebildet. Zeichnen Sie die Struktur.<br />

14. In welcher Weise beeinflussen folgende Gruppen eine Zweitsubstitution am Aromaten. Geben Sie jeweils<br />

an, ob sie ortho/para- oder meta-dirigierend wirken und ob der Aromat aktiviert oder deaktiviert wird. Pro<br />

Gruppe 0,5 Pkt falls vollständig richtig.<br />

ortho/para<br />

meta<br />

aktivierend<br />

deaktivierend<br />

−NH2 −NH3 + −NHC(=O)R −O − −Cl −SO3H −C(=O)R nC4H9<br />

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Mo. 16.08.2010<br />

15. Stellen Sie den Mechanismus der Vilsmeier-Haack-Formylierung anhand eines selbst gewählten Beispiels<br />

dar. Geben Sie auch den intermediären Wheland-Komplex an (mesomere Grenzstrukturen nicht notwendig).<br />

16. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [7] )<br />

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Mo. 16.08.2010<br />

Geben Sie den Mechanismus der Swern-Oxidation an einem allgemeinen Beispiel an. Markieren Sie den<br />

Reaktionsschritt, in dem die eigentliche Redoxreaktion stattfindet (1P). Verdeutlichen Sie diesen Schritt mit<br />

Elektronenverschiebungspfeilen (1P).<br />

Mechanismus<br />

Fassen Sie den Reaktionsverlauf in zwei Redoxteilgleichungen zusammen. Gleichen Sie zur Einfachheit die<br />

Atombilanz von Sauerstoff und Wasserstoff mit Wasser aus. Geben Sie Oxidationszahlen (2P) für die an der<br />

Redoxreaktion beteiligten Atome an. (Pauling-Elektronegativitäten: Schwefel: 2,58; Kohlenstoff: 2,55; Sauerstoff:<br />

3,44)<br />

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17. Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung. (Lit. [1] )<br />

SS 2010<br />

WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

18. Welche der folgenden Aussagen sind wahr und welche falsch. Richtig angekreuzt: 1 Punkt, falsch: -1 Punkt,<br />

keine Kreuz: 0 Punkte; minimal 0 Punkte insgesamt.<br />

• Die nucleophile aromatische Substitution verläuft über intermediäre Wheland-<br />

Komplexe<br />

• Bei 1,2-Eliminierungen ist das Saytzew-Produkt im Vergleich zum Hofmann-Produkt<br />

thermodynamisch bevorzugt.<br />

• Mittels Wacker-Oxidation werden terminale Olefine zu Methylketonen oxidiert.<br />

• Mit Blei(IV)acetat werden geminale Diole in zwei Aldehyde bzw. Ketone gespalten<br />

• Dichlorcarben wird durch 1,1-Eliminierung aus Chloroform durch Behandlung mit<br />

KOH erzeugt<br />

• Bei der Epoxidierung mit MCPBA greift ein Sauerstoffatom des Reagenzes<br />

nucleophil die olefinische Doppelbindung an.<br />

• In der SN1-Reaktion werden zwei Übergangszustände durchlaufen<br />

• In SN-Reaktionen an sp 3 -Kohlenstoffzentren stellt Br − eine bessere Abgangsgruppe<br />

dar als F − .<br />

Ende<br />

wahr falsch<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

□ □<br />

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Literatur:<br />

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SS 2010<br />

WPL1<br />

Mo. 16.08.2010<br />

[1] M. Shoji, N. Akiyama, K. Tsubone, L. L. Lash, J. M. Sanders, G. T. Swanson, R. Sakai, K. Shimamoto, M.<br />

Oikawa, M. Sasaki, J. Org. Chem. 2006, 71, 5208.<br />

[2] M. T. Crimmins, D. L. Jacobs, Org. Lett. 2009, 11, 2695.<br />

[3] M. Tortosa, N. A. Yakelis, W. R. Roush, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2722.<br />

[4] T. J. Heckrodt, J. Mulzer, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4680.<br />

[5] Y. Kita, J. Futamura, Y. Ohba, Y. Sawama, J. K. Ganesh, H. Fujioka, J. Org. Chem. 2003, 68, 5917.<br />

[6] K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore, <strong>Organisch</strong>e <strong>Chemie</strong>, 3. ed., Wiley-VCH, Weinheim, 2000.<br />

[7] A. K. Ghosh, H. Yuan, Org. Lett. 2010, 12, 3120.<br />

[8] a) J. Wolinsky, D. Chan, J. Org. Chem. 1965, 30, 41; b) D. Urabe, M. Inoue, Tetrahedron 2009, 65, 6271.<br />

[9] J. N. Marx, L. R. Norman, Tetrahedron Lett. 1973, 14, 4375.<br />

[10] M. Movassaghi, M. Tjandra, J. Qi, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9648.<br />

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18.08.2010, Bauer 12

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