Tentamen Organische Chemie, tweede studiejaar Chemie 29 maart ...

Tentamen Organische Chemie, tweede studiejaar Chemie
29 maart 2006
14.00 -17.00u
Kruyt O-111
Dit tentamen bestaat uit 7 vragen.
- Lees de vragen goed!
- Bij elke vraag is de maximale waardering gegeven
- Maak duidelijke tekeningen
- Slecht- of onleesbare antwoorden worden niet gecorrigeerd
- Maak iedere vraag op een nieuw vel papier
- Vermeld op ieder vel, naam en collegekaart nummer.
Veel succes!
1. (13p) Een carbonyl verbinding kan in evenwicht zijn met zijn hydraat
1a. Geef de reactie van de vorming van het hydraat uit aceton.
De evenwichtsconstante van deze reactie wordt weergegeven door:
K =
[hydraat]
[carbonyl] [H 2 O]
waarbij "[hydraat]" de concentratie van het hydraat is, "[carbonyl]" de
concentratie van de niet gehydrateerde carbonyl verbinding is en "[H 2 O]" de
concentratie van water die vrijwel niet veranderd.
1b. Zet in volgorde van toenemende K (kleinste K eerst), de
evenwichtsconstante van het hydraat van aceton, van formaldehyde, van
aceetaldehyde en van hexafluoroaceton.
1c. Welk hydraat is het stabielst? Waarom?
1d. Welke twee effecten spelen een rol bij de bepaling van de stabiliteit van het
hydraat
2. (12p) Eiwitten van virussen en bacteriën bevatten -NH 2 -groepen afkomstig
van de lysine aminozuur residuen. Voor de productie van vaccins moeten deze
eiwitten minder toxisch gemaakt worden. Dit gebeurt m.b.v. formaldehyde en
glycine (zie structuur)
2a. Geef het mechanisme van de reactie van een viraal eiwit (zie de sterk
vereenvoudigde voorstelling, met één aminogroep) met formaldehyde bij pH 5.
2b. Dit product kan verder reageren met de amino groep van glycine tot een
vervolgproduct. Geef het mechanisme van de vorming van dit product.
2c. Wanneer i.p.v. formaldehyde, aceton wordt gebruikt, dan vindt de eerste
reactie (onder 2a) veel minder plaats en de tweede (bij 2b) vrijwel niet. Geef
een verklaring hiervoor
- 1 -

O
H 2 N
NH 2
glycine
OH
sterk vereenvoudigde voorstelling van een viraal
eiwit
3.(14p)
3a.Geef een verklaring voor de waargenomen toename bij reactie B van 1,4 (=
geconjugeerde) additie na toevoeging van CuCl aan het Grignard reagens,
vergeleken met de reactie (A) waar alleen Grignard reagens gebruikt wordt.
3b. Verklaar de vorming van product E (reactie A).
3c. Welk(e) product(en) ontstaat(n) na reactie met MeLi (C). Waarom?
3d. Zijn de verwachte percentages hoger/lager dan de reacties met MeMgBr
(reactie A) en MeMgBr met CuCl (reactie B)? Motiveer.
A
O
1. MeMgBr
+
2. H 3 O + OH
43% product E: 48%
B
O
1. MeMgBr
en CuCl
2. H 3 O + 83%
O
C
O
1. MeLi
?
2. H 3 O +
4. (17p) Amiden zijn veel stabieler dan esters.
4a. Geef het mechanisme van de reactie van cyclohexaan carbonzuur
methylamide en cyclohexaancarbonzure methyl ester (zie figuur) met het
nucleofiel OH - . Laat zien aan de hand van de relatieve pK a 's van de
vertrekkende groep dat over het algemeen amiden veel stabieler zijn dan
esters.
- 2 -

Aanwijzing: voor bepaling van de relatieve pK a : zuurstof is elekronegatiever
dan stikstof.
4b. De andere factor die een rol speelt bij het verschil in stabiliteit, is het
electrofiele karakter van het carbonyl koolstof atoom in het amide en het
carbonyl koolstof atoom in de ester. Laat dit zien aan de hand van de relatieve
bijdragen van resonantie structuren.
4c. Penicilline β-lactam antibiotica (zie figuur) bevatten o.a. een amide binding,
die echter niet erg stabiel is. Waarom is deze amide binding minder stabiel dan
een "normale" amide binding zoals bijvoorbeeld in cyclohexaan carbonzuur
methylamide? Wat is het product na hydrolyse van deze amide binding onder
licht basische omstandigheden (pH 8)?
O
O
R
H
N
H
S
OMe
N
H
O
N
O
O
OH
beta-lactam antibioticum
5. (14p) Een aantal stappen in de synthese van het koolhydraat-derivaat deel
van het anti-AIDS geneesmiddel AZT, staat hieronder weergegeven.
5a. Geef de ontbrekende reagentia (geen mechanismen) bij stap 1,3 4 en 5.
5b. Welke twee reacties vinden bij stap 4 plaats m.b.v. één reagens?
CH 2 OH
HO
H
O
OEt
HO
H
H
H
OH
OH
O
1. ? H
3. ?
2. NaIO 4
O
O
O
O
CH 2 OH
O
4. ?
HO
O
HN
O
N
meerdere
stappen
HO
N 3
O
O
5. ?
HO
O
O
N 3
AZT
- 3 -

6. (16p) Geef de retrosynthese (disconnecties, FGI, synthonen) en synthese
van product B dat gebruikt wordt in de synthese van diazepam, uitgaande van
nitrobenzeen.
Ac
O
NH
N
meerdere
stappen
O
Cl
Cl
N
product B
Ph
Ph
diazepam
7. (14p) Geef de synthese van cyclobutylmethylketon o.a. uitgaande van
ethylacetato acetaat.
Aanwijzing: schrijf eerste de retrosynthese op.
O
O
O
cyclobutylmethylketon
OEt
ethylacetoacetaat
- 4 -