Embed Size (px)
Citation preview
1
Övningsuppgifter
till Ellervik, Sterner; Organisk Kemi
Studentlitteratur, 2004
Magnus Berglund, Johan Billing, Ulf Ellervik,
Mårten Jacobsson, Richard Johnsson, Karolina
Larsson, Jakob Nilsson, Ulf Nilsson, Olov
Sterner, Johan Tejler, Jörgen Toftered
2004
FÖRSTA UPPLAGAN
2
3
Innehållsförteckning
1. Kemisk bindning....................................................................................................... 5
2. Kovalent bindning .................................................................................................... 6
3. Kolväten ................................................................................................................... 8
4. Kolvätens egenskaper ............................................................................................. 10
5. Substituerade kolväten ............................................................................................ 11
6. Stereokemi.............................................................................................................. 12
7. Organikerns sinnen ................................................................................................. 14
8. Alkoholer, aminer och alkylhalogenider.................................................................. 15
9. Substitutionsreaktioner............................................................................................ 17
10. Alkener och alkyner I – bildning av multipelbindningar ........................................ 20
11. Alkener och alkyner II – reaktioner ....................................................................... 22
12. Alkener och alkyner III – system av multipelbindningar........................................ 24
13. Aromatiska system................................................................................................ 26
14. Aromaters reaktioner – elektrofil aromatisk substitution........................................ 28
15. Andra reaktioner hos aromater .............................................................................. 31
16. Karbonylgruppens kemi I – direkt addition av nukleofiler ..................................... 33
17. Karbonylgruppens kemi II – karbonylföreningar med lämnande grupper............... 35
18. Karbonylgruppens kemi III – keto-enoljämvikten ................................................. 38
19. Organisk syntes..................................................................................................... 42
4
5
1. Kemisk bindning
1.1 Vad är en atom uppbyggd av och vilken laddningen hos delarna?
1.2 Vad är en isotop?
1.3 Hur många valenselektroner har kol, kväve, syre, fluor respektive neon?
1.4 Vad är en endoterm respektive exoterm reaktion?
1.5 Vad är entropi?
1.6 Vad är en orbital?
1.7 Hur ser en s- respektive en p-orbital ut?
1.8 Vilka tre regler bestämmer en atoms elektronkonfiguration och hur lyder de?
1.9 Varför föreligger väte men inte helium som en diatomär förening?
1.10 Visa hur elektronerna är fördelade i en ensam neutral kolatom respektive enneonatom
1.11 Kombinera ihop lämpligt antal väten med kol, kväve respektive syre för att bildaneutrala föreningar, rita Lewisstrukturer för föreningarna. Vad heter dessaföreningar?
1.12 Vad innehåller flest molekyler: 1 gram socker eller 1 gram salt?
1.13 Vilken volym upptar 0.68 mol etanol ( =0.79 g/cm2)?
1.14 Vilken volym klorgas (antag att gasen är ideal, 298K och atmosfärstryck)behövs för att reagera ekvimolärt med 1.875 gram natrium?
1.15 Beskriv hur man gör 300 mL 1M natriumbikarbonatlösning (NaHCO3 i vatten).
6
2. Kovalent bindning
2.1 Rangordna kväve, fluor, syre, kol och väte efter elektronegativitet (lägst först).
2.2 Vad är induktiv effekt?
2.3 Vad är en jonbindning respektive en kovalent bindning, och vad skiljer dem åt?
2.4 Vilken är drivkraften vid hybridisering av atomorbitaler?
2.5 Vilka typer av hybridorbitaler förekommer för kolatomer?
2.6 Hur många och vilka är de ingående atomorbitalerna i en sp2- respektive en sp-hybridiserad kolatom?
2.7 Hur många är sp3-orbitalerna och hur är de ordnade i rymden?
2.8 Hur många är sp2-orbitalerna och hur är de ordnade i rymden?
2.9 Vad är en – respektive en -bindning?
2.10 Vad är en molekylorbital?
2.11 Vad är en radikal, en karbanjon respektive en karbokatjon?
2.12 Varför är svavel mer elektronegativt än kisel?
2.13 Är vätet i NaH surt?
2.14 Varför är NaCl vattenlösligt?
2.15 Rita ut dipolen i metan, kloroform, aceton respektive vatten.
7
2.16 Använd molekylerna nedan för att visa:a) En sp3-hybridiserad kolatomb) En sp3-hybridiserad heteroatom (heteroatom=inte kol eller väte)c) En sp2-hybridiserad kolatomd) En sp2-hybridiserad heteroatome) En sp-hybridiserad kolatomf) En sp-hybridiserad heteroatomg) En kovalent bindningf) En polariserad kovalent bindningg) En jonisk bindningh) En bindning mellan atomer med olika hybridisering
N
O
O
O
O
Kokain
O
OH
HH
Testosteron (manligt köns-hormon)
HO
Etinylestradiol (ingår i p-piller)
H
H H
ONa
O
Ibuprofen (aktiv substans i Ipren)
HO
N OMe
OMeMeO
MeONC
Verapamil (läkemedel mot högt blodtryck och kärlkramp)
2.17 Är det fri rotation runt en – respektive en -bindning? Varför?
2.18 Hur många elektroner finns runt kol i en metylradikal?
8
3. Kolväten
3.1 Rita ut de utelämnade väteatomerna samt märk ut ett primärt, sekundärt, tertiärt och kvarternärt kol.
H
H
H
3.2 Vad har följande kolväten för suffix?
a) c)b)
d) e)
3.3 Två substituenter i en bensenring är en vanlig situation i organisk kemi. Huranges substituenterna i förhållande till varandra?
3.4 Ange trivialnamnet för följande monosubstituerade aromatiska kolväten:
CH3a) d)b) c) e)NH2 OH OCH3
3.5 Aromatiska föreningar med två olika substituenter namnges, om möjligt, som ettderivat till de monosubstituerade aromaterna. Namnge nedanstående aromater.
CH3a) c)b)
CH2CH3
OCH3
CH3
NH2
CH2CH3
3.6 Namnge följande grenade kolväten:
a) b)
c) d)
e)
9
3.7 Namnge följande föreningar enligt IUPAC, även E/Z-nomenklatur:
a)
Cl
Cl
Cl
Cl
OHd)c)
b)
Cl
3.8 Rita strukturformler för följande föreningar:a) (E)-1-bromo-1-kloro-2-metyl-1-hexenb) (E)-2-bromo-3-kloro-5-metyl-2-hexenc) cis-3-metyl-6-vinylcyklohexen
3.9 Namnge följande föreningar enligt IUPAC:
a)
c)
b)
3.10 Namnge följande föreningar enligt IUPAC:
Br
a) b) c)
10
4. Kolvätens egenskaper
4.1 Rita alla strukturisomerer av C6H14.
4.2 Varför ökar kokpunkten för n-alkaner med ökad kedjelängd?
4.3 Det finns två möjliga stolkonformationer av metylcyklohexan. Rita figurer avbåda stolkonformationerna och markera vilken som är stabilast och motiveravarför.
4.4 Hur definieras en syra enligt Brønsted respektive Lewis?
4.5 Vilka av följande föreningar är Lewis-baser och vilka är Lewis-syror?
a) CH3CH2OH b) CH3NHCH3 c) MgBr
d) B(CH3)3 e) CH3+ f) P(CH3)3
4.6 Rita upp och ordna de cykliska strukturisomererna av C6H12 efter ökandeförbränningsvärme, motivera ditt svar.
4.7 Titta längs med C2-C3 bindningen hos butan. Det finns två olika kryssformeroch två olika ekliptiska former. Rita dessa och markera den stabilastekonformationen samt förklara varför den är stabilast.
4.8 Visa med pilkrökning hur aceton kan agera som en Lewis-bas:
O
Aceton
4.9 Förklara varför cis-1,2-disubstituerad cyklohexan, som exempelvis cis-1,2-diklorocyklohexan, måste ha en grupp axiell och en grupp ekvatoriell.
4.10 cis-1,2-Dimetylcyklobutan är mindre stabil än sin trans-isomer, men cis-1,3-dimetylcyklobutan är mer stabil än sin trans-isomer. Rita isomererna ochförklara varför det blir så här.
4.11 Bygg en modell av 1,2-etandiol (etylenglykol) och undersök dess olikakonformationer.a) Vilken är den stabilaste konformationen? Ledning: vätebindningar är
stabiliserande.b) Lite grovt skulle man kunna säga att 1,2-etandiol är som butan där man
ersatt de två metylgrupperna med hydroxylgrupper. Stämmer detta vad gällerde två föreningarnas stabilaste konformationer? Förklara!
11
5. Substituerade kolväten
5.1 Vad är bindningsenergi samt bindningsdissociationsenergi? Vad är skillnadenmellan de två?
5.2 Dispersionskrafter verkar mellan alla molekyler men är viktigast för opoläraämnen. Vilka tre krafter verkar mellan polära ämnen? Hur uppstår de olikakrafterna?
5.3 Mellan olika laddade joner verkar en stark kraft som ger upphov till enjonbindning. Jonbindningar gör till exempel salter väldigt stabila. Salter är oftastolösliga i organiska lösningsmedel men lösliga i vatten. Hur kommer det sig?
5.4 Vad menas med och vad beror den induktiva effekten på?
5.5 Vad anger ett ämnes dielektricitetskonstant?
5.6 Vad betyder det att ett ämne är ett reduktionsmedel respektive ettoxidationsmedel?
5.7 Vad innebär resonans och vad menas med att en molekyl ärresonansstabiliserad? Visa resonansformerna för bensen.
5.8 Hur kan syra-bas-egenskaperna relateras till det periodiska systemet?
5.9 Vad menas med polära och opolära lösningsmedel? Nämn några. Vilka av dessaär protiska respektive aprotiska?
5.10 Varför är TFA (trifluorättiksyra, pKa=0) en ungefär 100 000 gånger starkare syraän vanlig ättiksyra (pKa=5)?
5.11 Ättiksyra är 1011 gånger surare än etanol (pKa=16). Vad beror det på?
5.12 Rotationsbarriären hos trimetylamin är 18 kJ/mol medan den för motsvarandebindning i dimetylformamid är 90 kJ/mol. Hur kommer det sig?
H
O
N
90 kJ/mol
CH3
CH3 H3CN
CH3
CH3
18 kJ/mol
12
6. Stereokemi
6.1 Märk ut det kirala centrat i strukturen nedan, samt ange om molekylen har R-eller S-konfiguration.
OH
6.2 Vad är skillnaden mellan diastereomerer och enantiomerer?
6.3 Nämn ytterligare tre sätt, förutom det som används i uppgift 6.1, som användsför att ange konfigurationen för olika molekyler? När används dessa?
6.4 Vad menas med en mesoförening?
6.5 Vinsyra har följande struktur:
HO
O
O
OH
OH
OH
Märk ut samtliga stereocenter i vinsyra, samt rita och namnge samtligastereoisomerer.
6.6 Ge ett exempel på en kiral molekyl som saknar stereocenter.
6.7 Det finns en metod som kan användas för att mäta koncentrationen av kiralasubstanser i en lösning. Vilken egenskap hos de kirala substanserna utnyttjardenna mätmetod?
6.8 De två nedanstående föreningarna har båda ett stereocenter. Ritastereokonfigurationen för samtliga enantiomerer.
ClCl
a) b)
6.9 Avgör om följande föreningar har R- eller S-konfiguration.
a) b)OH
Cl
c)
HO OH
OHO
6.10 Vilka molekyler nedan har ett symmetriplan?
F
Cl
H
HH
ClCl
H
H
CH3
H
CH3CH3
H
HCl
HCl
(1) (2) (3) (4)
13
6.11 Följande strukturer representerar de fyra stereoisomererna av 1,2,3-butantriol.
CH2OH
CH3
H
OHH
HO
CH2OH
CH3
OH
OHH
H
CH2OH
CH3
H
HHO
HO
CH2OH
CH3
OH
HHO
H
(1) (2) (3) (4)
(a) Skriv ner IUPAC namnen för respektive förening.(b) Vilka föreningar är enantiomerer?(c) Vilka föreningar är diastereomerer?
6.12 Följande strukturer är Newman projektioner av 2,3-butandiol.
H OH
MeOH
Me
H
H OH
MeMe
OH
H
Me OH
HOH
H
Me
H OH
MeH
Me
HO
(1) (2) (3) (4)
(a) Är några projektioner identiska?(b) Är några projektioner enantiomerer?(c) Är några projektioner diastereomerer?(d) Är några projektioner mesoföreningar?
6.13 Den specifika rotationen för (S)-(-)-mandelsyra är –158°. En blandning av (S)-(-)-mandelsyra och (R)-(+)-mandelsyra uppmätte en specifik rotation på –134°.Hur många procent av blandningen är (S)-(-)-mandelsyra? Hur stort är detenantiomera överskottet av (S)-(-)-mandelsyra jämfört med (R)-(+)-mandelsyra?(Enantiomert överskott förkortas ofta ee och defineras som: antalet mol av denena enantiomeren minus antalet mol av den andra enantiomeren dividerat meddet totala antalet mol)
14
7. Organikerns sinnen
7.1 Redogör för principen för kromatografi.
7.2 Varför kommer polära föreningar att vandra långsammare vidtunnskiktskromatografi på kiselgel?
7.3 På vilka sätt skiljer sig kromatografi på normal fas (straight phase) mot omvändfas (reversed phase)?
7.4 Redogör för principen för masspektrometri.
7.5 Varför inträffar fragmentering vid masspektrometri, och hur kan det utnyttjas?
7.6 Vad beror isotoptoppar i masspektra på, och hur kan vi utnyttja dem?
7.7 Vilken ytterligare information kan vi få om vår masspektrometer ärhögupplösande?
7.8 Varför skiljer sig en förenings molekylvikt (75.0675 för nitroetan) från denexakta massa (75.0320 för nitroetan) som mäts i ett högupplöst masspektrum?
7.9 Hur skiljer sig den elektromagnetiska strålningen som används i UV-spektroskopi, IR-spektroskopi och NMR-spektroskopi med avseende på energi,våglängd och frekvens?
7.10 Vilken strukturinformation ges framför allt i:a) UV-spektroskopi?b) IR-spektroskopi?c) NMR-spektroskopi?
7.11 Varför är NMR-signalerna i ett kolspektrum så mycket svagare än signalerna iett protonspektrum?
7.12 Vilka tre viktiga informationer får man i proton-NMR?
7.13 Vad innebär molekylmekanik och hur kan vi använda denna teknik?
7.14 Beräkna omättnadstalet för följande föreningar:a) Salicin (C13H18O7)b) Paracetamol (C8H9NO2)c) Morfin (C17H19NO3)d) Neopentylbromid (C5H11Br)e) Palytoxin (C129H223N3O54)
15
8. Alkoholer, aminer och alkylhalogenider
8.1 Vad karaktäriserar en alkohol?
8.2 Ge exempel på en primär, en sekundär och en tertiär alkohol.
8.3 Vad skiljer en fenol från en alkohol?
8.4 Hur kan man tillverka alkylklorider och alkylbromider från alkoholer?
8.5 Hur man kan tillverka etrar?
8.6 Varför kan det vara riskfyllt att använda en gammal flaska dietyleter?
8.7 Ge exempel på en primär, en sekundär och en tertiär amin.
8.8 Ge exempel på en imin, en nitril och en nitroförening.
8.9 Ge exempel på en karboxylsyra, en ester och en amid.
8.10 Vad skiljer en lakton från en ester?
8.11 Vilken förening har högst kokpunkt. Varför?
O O OH
OO NH2 SH
O OH
N
a) b) c)
8.12 Är tert-butylamin en tertiär amin?
8.13 Bekämpningsmedlet 2,4-D tillverkas industriellt med hjälp av Williamsonsetersyntes genom att låta 2,4-diklorfenol, natriumhydroxid och klorättiksyrareagera. Vad har 2,4-D för strukturformel?
OH
Cl
Cl
ClOH
O+ 2,4-D
NaOH
8.14 Hur kan nedanstående etrar bildas genom Williamsons etersyntes?
OOO
O
F
a) b) c) d)
16
8.15 Visa hur man kan tillverka butylmetyleter från metanol och butanol. Hur ska dugå till väga och vilka reagens kommer du att behöva?
8.16 Vad bildas i nedanstående reaktioner?
OH
OH
O
OH
OHOH
CrO3, H2O
PCC
CrO3, H2O
CrO3, H2O
CrO3, H2O
PCC
a)
c)
e)
b)
d)
f)
8.17 Hur kan nedanstående föreningar tillverkas från 1-propanol?
a) c) e)b) d)
HCl Br
OHO
O O
8.18 När en ester hydrolyserades bildades smörsyra och 2-propanol. Rita upp hur denursprungliga estern såg ut.
17
9. Substitutionsreaktioner
9.1 Vad kallas det tillstånd som under en reaktions förlopp har den högsta energin,och vad kallas energin som krävs för att uppnå det tillståndet? Hur förkortas de?
9.2 Vad menas med hastighetsbestämmande steg?
9.3 Bör en bra nukleofil ha ett elektronöverskott eller elektronunderskott?
9.4 Nämn tre olika faktorer som gör en molekyl till en bra elektrofil?
9.5 Vad står SN1 och SN2 för? Hur ser deras hastighetsuttryck ut?
9.6 Visa mekanismen för en SN2 reaktion.
9.7 Visa mekanismen för en SN1 reaktion.
9.8 Vad har de respektive mekanismerna för SN1 och SN2 för effekt på detstereokemiska utfallet av reaktionen?
9.9 Vad är ett polärt protiskt respektive polärt aprotiskt lösningsmedel. Vilken sortslösningsmedel stabiliserar SN1 respektive SN2 reaktioner?
9.10 Vad gör en grupp till en bra lämnande grupp?
9.11 Lista nukleofilicitetsordningen hos vanliga nukleofiler i ett polärt protisktlösningsmedel.
9.12 Lista nukleofilicitetsordningen hos vanliga nukleofiler i ett polärt aprotisktlösningsmedel.
9.13 Hur skiljer reaktiviteten hos primära, sekundära och tertiära kol när det kommertill SN1 och SN2 reaktioner?
9.14 Nämn tre faktorer som har inverkan på en karbokatjons stabilitet.
9.15 Markera ut de partiella positiva och negativa laddningarna i följande molekyler:
Br
I
O
a)
b)
c)
18
9.16 Klassificera följande lösningsmedel som protiska (P) eller aprotiska (A):
a) DMF b) Et2O e) CH2Cl2c) EtOH d) EtOAc
f) dioxan g) acetonitril
o) DMSO
j) tolueni) aceton
m) THFl) etylenglykol
h) glykol
k) heptan n) H2O
9.17 Visa mekanismen för en SN2 reaktion mellan etylbromid och NaCN.
9.18 Visa mekanismen för en SN1 reaktion mellan tert-butylfluorid och NaI.
9.19 Varför gynnas en SN1 reaktion av ett polärt protiskt lösningsmedel?
9.20 Förklara vilken reaktion som går snabbast i varje par och varför.
d)
e)
f)
ellerBr OHOH
DMF
OH
DMFBr OH
Br OH
H2OOH
Br OHOH
H2Oeller
OH
DMFBr OH Cl
DMFBr OHeller
g) BrOH
H2OOH Br
OH
H2OOHeller
OH
t-BuBr
= 2 M
= 1 M
OH
t-BuBr = 2 M
= 1 M
h)Br
OH
H2O OHeller
Br HO
OH
H2O
Br
I
a)
b)
c)
OHOH
DMFBr OH
OH
Et2O
HO
OH
H2O
eller
OH
H2Oeller
I OH
SH
H2O
F SH SH
H2O
O SHeller
SO
O
HO
19
9.21 Vilken effekt har följande förändringar på reaktionshastigheten mellan 1-jod-2-metylbutan och cyanidjon i DMF?a) Cyanidjon koncentrationen dubbleras och 1-jod-2-metylbutankoncentrationen halveras.b) Koncentrationen av 1-jod-2-metylbutan dubbleras och koncentrationencyanidjon tredubblas.c) Volymen lösningsmedel dubbleras.
9.22 Hydroxidgruppen är en dålig lämnande grupp. Nämn tre sätt att göra om den tillen bra lämnande grupp och exempel på reagens som åstadkommer detta.
9.23 Visa mekanismen för följande reaktion:
OH BrHBr
H2O
9.24 Vilken hybridisering och geometri har karbokatjoner?
9.25 Vilka är produkterna A och B?
HO
ClA B
NaOH NaCN
9.26 Följande är ett av många steg mot substansen Giberillinsyra som syntetiseradesav E.J. Corey och medarbetare. Vad har basen för roll? Visa mekanismen förreaktionen.
O
OMe
OH
O
OMe
Br
+ bas OMeO O
OMeO
9.27 Reaktionen nedan genomfördes med ett antal olika startkoncentrationer av debåda startmaterialen ([A]0 och [I-]0). Den initiala reaktionshastigheten mättes ivarje fall och följande tabell kunde göras.
Br
I
I
+
A
[A]0, mol/L [I-], mol/L Hastighet, mol/L*sek1.5 x10-2 1.5 x10-2 3.88 x10-4
3.0 x10-2 1.5 x10-2 7.74 x10-4
1.5 x10-2 3.0 x10-2 3.85 x10-4
3.0 x10-2 3.0 x10-2 7.75 x10-4
a) Är detta en SN2- eller en SN1-reaktion? Förklara med hjälp av mekanismer.b) Ange ett lösningsmedel som denna reaktion skulle kunna ha genomförts i.
20
10. Alkener och alkyner I – bildning av multipelbindningar
10.1 Nämn två olika mekanismer för elimination.
10.2 Visa mekanismen för en E1-reaktion.
10.3 Visa mekanismen för en E2-reaktion.
10.4 Vilka sorts substrat kan reagera enligt en E1- respektive E2-elimination?
10.5 Visa hastighetsuttrycket för en E1- respektive E2-reaktion.
10.6 Varför är en proton på en kolatom bredvid ett katjoncenter så mycket surare änmotsvarande proton då katjoncentret inte har bildats?
10.7 Varför är SN1-reaktioner ofta en sidoreaktion vid E1-elimination?
10.8 Vilken sorts alkohol (primär, sekundär eller tertiär) är enklast att dehydratiseraoch varför? Vad kan vara ett problem vid dehydratisering av sekundäraalkoholer?
10.9 Förklara Zaitsevs regel.
10.10 Visa hur stabiliteten hos dubbelbindningar ändras med substitutionsgraden.
10.11 Hur måste de fem atomer som är involverade i en E2-reaktion ligga i förhållandetill varandra? Vad heter de två möjligheter till detta och vilken är den form somär energimässigt mest gynnad?
10.12 Visa mekanismen för dehydratisering av en tertiär alkohol via en E1-mekanism.
10.13 Visa mekanismen för hur en alkyn kan bildas från en vicinal dibromid med hjälpav stark bas.
10.14 Vilka av följande kommer att ge eliminationer? Rita ut eventuell produkt samtange vilken typ av eliminering som förekommer.
Bra) MeO b)
c)
Br
t-BuO
OOH H d)
Br
MeO
10.15 Förklara varför trans-1-brom-2-metylcyklohexan bildar anti-Zaitsev produkt videlimination med bas.
21
10.16 För att bilda trippelbindningar från vicinala dibromider krävs två ekvivalenterstark bas. När trippelbindningen sitter terminalt så krävs en extra ekvivalentstark bas. Varför?
Br
Br
3 ekv.stark bas
10.17 Det finns många etrar med summaformeln C6H13IO. Om dessa behandlas mednatriummetoxid i metanol kan både SN2- och E2-reaktioner ske. Rita i varje fallnedan upp en kiral isomer av C6H13IO där…a) både SN2- och E2-produkten är kirala.b) vare sig SN2- eller E2-produkten är kiral.c) en SN2-reaktion är möjlig men inte en E2.d) en E2-reaktion är möjlig men inte en SN2.e) SN2-produkten är kiral men inte E2-produkten.
10.18 Vilken/vilka produkter förväntas i nedanstående reaktion? Om flera produkterförväntas förklara vilken som kommer överväga samt varför.
Br KOH
1-brom-1-metylcyklohexan
10.19 Det finns åtta möjliga diastereomerer av 1,2,3,4,5,6-hexaklorcyklohexen. Endiastereomer eliminerar HCl med E2-mekanism nästan 1000 gångerlångsammare än alla de andra. Rita denna isomer i sin stabilaste konformationoch förklara skillnaden i reaktionshastighet.
22
11. Alkener och alkyner II – reaktioner
11.1 Rita en orbitalmodell för eten,a) Hur är atomerna hybridiserade?b) Vad skiljer en C-C dubbelbindning från en C-C enkelbindning med avseende
på bindningslängd, vinklar, reaktivitet och styrka?
11.2 Rita och namnge de sex möjliga isomera dienerna som har summaformeln C5H8.
11.3 Rita mekanismen för addition av HBr till 2-metylpropen.a) Hur många isomerer kan det bildas och vilken bildas det mest av?b) Förklara Markovnikovs regel med hjälp av svaren i a).c) Vilket är det hastighetsbestämmande steget (rita gärna ett
reaktionskoordinatdiagram)?
11.4 Varför kommer en hydroxylgrupp i anti-Markovnikovposition vidhydroborering? Visa med mekanism för hydroborering av 1-metylcyklohexen.
11.5 Vad bildas i följande reaktioner? Om det kan bildas flera produkter ange vilkendet bildas mest av.
ICla) b) KMnO4
OH , 100°C
Br2
Br2Br2, H2O
d)
e) f)
c) KMnO4
H2O, OH
g)1. O3
2.Zn, HOAc
h)mCPBA
11.6 Visa med mekanismer två olika metoder för polymerisering av styren? Vadkallas de tre olika stegen vid radikalpolymerisation?
11.7 Vilka produkter bildas om vi gör ozonolys följt av zinkreduktion på 1,3-cyklohexadien?
11.8 Visa med mekanismer varför oxidation av cyklopenten med KMnO4 ger en syndiol medan oxidation med mCPBA följt av sur eller basisk öppning ger antidiolen.
23
11.9 Vilka reagens behövs för följande tre reaktioner? Förklara utfallen ireaktionerna.
H H
H
H
H
HH
H
11.10 Rita strukturen för ett kolväte som reagerar med 1 ekvivalent H2 vid katalytiskhydrogenering och som bara ger pentanal efter en reaktion med ozon och zink.
11.11 Förening A, C8H8, reagerar bara med 1 ekvivalent H2 vid katalytiskhydrogenering och B bildas. Vid hydrogenering under förhållanden somreducerar den aromatiska ringen reagerar A med 4 ekvivalenter H2 och kolväteC, C8H16, bildas. Då A reagerar med KMnO4 under sura förhållanden fås CO2
och karboxylsyra D, C7H6O2. Vilka är strukturerna A, B, C och D?
24
12. Alkener och alkyner III – system av multipelbindningar
12.1 Vad menas med allylisk substitution?
12.2 Rangordna olika former av radikaler efter stigande stabilitet.
12.3 Rangordna olika former av karbokatjoner efter stigande stabilitet.
12.4 Vad menas med kumulerade, isolerade och konjugerade dubbelbindningar? Geminst ett exempel på varje.
12.5 Vad menas med en 1,4-addition?
12.6 Vilka krav finns för Diels-Alderreaktioner?
12.7 Vilken av nedanstående reaktioner sker lättast?
a)
b)
12.8 Visa med resonansstrukturer vilka kolatomer i molekylerna nedan som tar del avladdningen:
a) b) c)
d) e) f)
12.9 Rangordna de markerade bindningarna i följande molekyler efter ökandebindningslängd:
a) b) c)
A
B
C
D
E
F
A
B
C
DE
F
G
HC
B
D
A
FE
12.10 Det finns två olika isomera diener med summaformeln C4H6. Rita ut dessa ochmarkera tydligt atomernas orientering i rymden.
25
12.11 Rita ut produkten i nedanstående Diels-Alderreaktioner:
O
O
O
COOMe
COOMe
a)
b)
c)
12.12 Vilka reagens vill du använda för att framställa molekylerna nedan?
a) b)
c)
O
O
O
O
O
OMe
O
CNd)
26
13. Aromatiska system
13.1 Vad menas med aromaticitet?
13.2 Ge exempel på tidiga förslag till bensens struktur och diskutera varför dessa intekan vara bensen.
13.3 Ge två förklaringsmodeller för aromaticitet.
13.4 Vilka är de fyra kraven för aromaticitet?
13.5 Hur förklaras Hückels regel?
13.6 Vad är en annulen?
13.7 Ge exempel på hur två icke-aromatiska föreningar kan bli aromatiska.
13.8 Vad menas med en heterocyklisk förening?
13.9 Vilka av nedanstående föreningar är aromatiska?
N
N
N
N
N
N N
O
O
O ON N
O
a) b) c) d) e)
f) g) h) i) j)
k) l) m) n) o)
p) q) r) s) t)
u) v) x) y) z)
13.10 Borazol har summaformeln B3N3H6 och är en stabil oorganisk förening. Denkallas ibland för oorganisk bensen. Rita en möjlig struktur för borazol ochförklara varför den är stabil.
27
13.11 En Diels-Alderreaktion är reversibel. Visa vilka två produkter som bildas frånnedanstående molekyl. Vad driver reaktionen?
13.12 Antracen kan i teorin reagera i en Diels-Alderreaktion på två olika vis. Rita utdessa båda möjliga produkter i reaktionen nedan och förklara vilken som är mestgynnad.
O
O
O
28
14. Aromaters reaktioner – elektrofil aromatisk substitution
14.1 Visa den generella mekanismen för elektrofil aromatisk substitution.
14.2 Vad menas med ett -komplex?
14.3 Hur framställs elektrofiler för halogenering, nitrering, sulfonering, Friedel-Craftsalkylering och Friedel-Craftsacylering?
14.4 Varför kan inte en katalytisk mängd Lewissyra användas i Friedel-Craftsacylering?
14.5 Vid sulfonering brukar rykande svavelsyra användas. Vad är detta och varförfungerar det bättre än vanlig svavelsyra?
14.6 Varför är primära alkylhalider dåliga för Friedel-Craftsalkylering?
14.7 Friedel-Craftsalkylering kan ge upphov till polyalkylering. Vad är detta ochvarför ger inte Friedel-Craftsacylering polyacylering?
14.8 Ge tre exempel på elektrondragande substituenter och visa med tydligamekanismer hur dessa påverkar reaktivitet och regioselektivitet i elektrofilaaromatiska substitutioner?
14.9 Ge tre exempel på elektrondonerande substituenter och visa med tydligamekanismer hur dessa påverkar reaktivitet och regioselektivitet i elektrofilaaromatiska substitutioner?
14.10 Hur påverkar halogensubstituenter reaktivitet och regioselektivitet i elektrofilaaromatiska substitutioner?
14.11 tert-Butylbensen kan kloreras med hjälp av Cl2/FeCl3. Visa vilka tre olikamonoklorerade produkter som kan bildas. Vilken kommer det att bildas mest av?Vilken kommer det att bildas minst av?
14.12 Ange vilka reagens som krävs för att utföra nedanstående reaktioner och ritaprodukten:a) nitrering av bensenb) nitrering av produkten i a)c) bromering av toluend) sulfonering av anisole) sulfonering av acetanilidf) klorering av brombenseng) Friedel-Craftsalkylering av anisol med hjälp av tert-butylkloridh) Friedel-Craftsacylering av bensen med hjälp av acetylkloridi) nitrering av produkten i h)j) Friedel-Craftsacylering av brombensen med hjälp av ättiksyraanhydrid
29
14.13 Kommer Friedel-Craftsalkylering av bensen med (2S)-2-klorbutan att ge optisktaktiv produkt?
14.14 Rangordna följande substanser efter ökande reaktivitet i elektrofil aromatisksubstitution:a) klorbensen, 1,2-diklorbensen, bensenb) 1-brom-4-nitrobensen, fenol, nitrobensenc) fluorbensen, bensaldehyd, orto-xylend) bensonitril, 4-metyl-bensonitril, 4-metoxi-bensonitril
14.15 Sortera följande ämnen efter sjunkande reaktivitet i elektrofil aromatisksubstitution:
O
O
OO
a)
b)
NO2
COOH
c)
CH2Cl CHCl2
d)
Cl CN O
e)
NH2HN
NH
O
O
14.16 Vilken position i vilken ring kommer att bromeras om nedanstående föreningarbehandlas med Br2/FeBr3 (förutsätt monobromering):
Oa) b) c)
HNO
30
14.17 Ett sätt att introducera aminer i aromatiska föreningar är att först nitrera ochsedan reducera nitrogruppen till en amin. I reaktionsschemat nedan har dennametod använts för att göra 3-amino-bensensulfonsyra. Förklara med mekanismervarför reduktionen av nitrogruppen görs efter sulfoneringen istället för innan.
nitrering sulfonering reduktion
NO2 NO2
SO3H
NH2
SO3H
14.18 DDT (diklordifenyltrikloretan) kan tillverkas enligt reaktionen nedan. Visa hurdetta går till. Reaktionen går via flera steg.
Cl
H2SO4
Cl3C
O
H
CCl3
ClCl
14.19 Identifiera den huvudsakliga produkten i nedanstående reaktioner. Anta attendast monosubstitution sker:
Cl
COOH
COOH
HNO3
H2SO4
a)
NH2
Br2
FeBr3
b)
O2N
HNO3
H2SO4
c)
NH
d)
O
Cl
O
AlCl3
e) f)
H2SO4
NO2
HNO3
H2SO4
Br2
FeBr3OMe
g) h)
HF
OH
CF3
31
15. Andra reaktioner hos aromater
15.1 Visa resonansstabiliseringen för a) en bensylisk katjon, b) en bensylisk anjon, c)en bensylisk radikal.
15.2 Varför är fenol mycket surare än cyklohexanol?
15.3 Varför är cyklohexylamin mycket mer basisk än anilin?
15.4 Visa reaktionsmekanismen för nukleofil aromatisk substitution via SNAr. Varförkallas detta en additions-eliminationsreaktion?
15.5 Visa reaktionsmekanismen för nukleofil aromatisk substitution via bensyn.Varför kallas detta en eliminations-additionsreaktion?
15.6 Hur tillverkas ett aryldiazoniumsalt? Ge minst 6 olika exempel på vad ettaryldiazoniumsalt kan användas till.
15.7 Rangordna följande fenoler i ökande syrastyrka:
OH OH OH OH OH OH
Cl NO2 CN NH2 NH2
HOCN
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
15.8 Redovisa en syntesmetod för att tillverka fenol från bensen (fler än ett delstegkan behövas).
OH
15.9 Ange startmaterial (A) och produkt (B) i nedanstående syntesschema. Vad kallasden andra reaktionen?
O
O
2 ekvivalenter
oxidationA B
32
15.10 Polymeren Kevlar, som ingår i bland annat skottsäkra västar, kan tillverkas ifråntereftalsyra och 4-aminoanilin. Beskriv hur dessa två substanser kan tillverkasfrån bensen.
NH2
NH2
COOH
COOH
NH
O
HN
O
NH
O O
tereftalsyra 4-aminoanilin kevlar
+
NH2
NH2
COOH
COOH
15.11 Vilken produkt bildas i reaktionen nedan? Rangordna de olika startmaterialenefter ökande reaktionshastighet.
R
H3O ?
H NO2 OH CH3 Cl(a) (b) (c) (d) (e)
15.12 Nedanstående syntes är hämtad ifrån ett forskningsprojekt.a) Första och andra steget sker via samma mekanism, vilken?b) Vilken funktion fyller natriumkarbonat? Vad hade hänt om natriumkarbonatersatts med natriumhydroxid?c) Varför går det andra steget, trots temperaturhöjning, så mycket långsammareän det första?
O2N
F
NO2
F
O2N
NH
NO2
F NH
NH
NO2O2N
H2NH2N
Na2CO3
20°C, 1 h
Na2CO3
70°C, 24 h
15.13 Nedanstående Birchreduktioner ger vardera upphov till två isomera produkter.Vilka är de?
COOHNa, NH3
MeOH
Na, NH3
MeOH
a) b)
33
16. Karbonylgruppens kemi I – direkt addition av nukleofiler
16.1 Vilken hybridisering har kolet i en karbonylgrupp? Hur ser bindningsvinklarnaut?
16.2 Rita mekanismen för addition av en stark nukleofil till en keton, exempelvisreduktion av aceton till 2-propanol med ett hydridreagens.
16.3 Svagare nukleofiler kan även dessa addera till karbonylgrupper. Hur är dettamöjligt? Rita en mekanism?
16.4 Aldehyder är generellt mer benägna att addera nukleofiler än vad ketoner är. Geen rimlig förklaring till detta.
16.5 Föreslå lämpliga reduktionsmedel för följande synteser:
O
O
OHOH
O
OOH
OH
NO2 NO2
O H OH
2a)
c)
b)
d)
16.6 Hur ser strukturen för en imin ut?
16.7 Hur kan tert-butylalkohol syntetiseras ifrån aceton med hjälp av enGrignardreaktion? Vilka reagens används och hur ser mekanismen ut?
16.8 Rita mekanismen för acetalbildningen mellan syreinmärkt aceton och glykolnedan. Vad händer med det inmärkta syret? (Märkning med 18O påverkar intekemiska egenskaperna.)
18O+ HO
OH
pTsOH
16.9 Baeyer-Villiger oxidation kan vara en mycket användbar reaktion för attsyntetisera 7-ringade estrar, vilka annars kan vara komplicerade att syntetisera.Hur ser mekanismen ut för reaktionen nedan?
O
O
OO
OF3COH
34
16.10 Rita mekanisen för acetalklyvningen nedan.
OOH , H2O
16.11 Reformatskyreaktioner kan vara användbara för syntes av - -omättade estrar.Ett exempel på detta visas i tvåstegssyntesen nedan. Rita mekanismen samtidentifiera startmaterialet A, reagens B, samt den bildade mellanprodukten C ( -
-omättade karbonylgrupper kommer att diskuteras vidare i kapitel 18).
O
OZnBr O
O
H
Värme
ZnA
BC
16.12 Rita mekanismen för reaktionen nedan.
O
O
O
OBn
O
O
OBn
Cl
Ph3PCl
16.13 Vilken produkt bildas i reaktionen nedan? Skriv mekanismen.
OOMeOH
pTsOH
35
17. Karbonylgruppens kemi II – karbonylföreningar med lämnande grupper
17.1 Rita fyra exempel på karboxylsyraderivat.
17.2 Visa de generella mekanismerna för nukleofil addition respektive nukleofiladdition-elimination.
17.3 Visa mekanismen för följande reaktion.
R OEt
OLiAlH4
17.4 Visa mekanismen för följande reaktion.
R OH
O H3O
R OR'
O
R'OH
17.5 Visa den generella mekanismen för basisk esterhydrolys.
17.6 Vilket är startmaterialet och visa mekanismen för bildandet av molekylen nedan.
NH
O
17.7 Nämn två sätt att bilda nitriler.
17.8 Vad blir produkten nedan?
O
OEt
O
LiAlH4
17.9 Vad blir produkten nedan? Visa med mekanism.
OH
O 1) EtOH, H
2) Hexylamin
17.10 Syraklorider är viktiga syntetiska intermediat, till exempel när man göranhydrider. Visa hur man kan göra en osymmetrisk anhydrid från bensoesyraoch 3-metylsmörsyra
36
17.11 Vad blir produkten i reaktionen nedan?
C N MgBr+
17.12 Visa hur nedanstående föreningar kan syntetiseras från fenylättiksyra.
a)
b)OMe
O
NH2
O
17.13 Förestring av en karboxylsyra och en alkohol katalyseras av en syra enligtjämvikten nedan. Hur skall man göra för att maximera utbytet av estern, det villsäga driva jämvikten åt höger? Hur skall man göra om man istället villhydrolysera en ester med en syra, det vill säga driva jämvikten åt vänster?
OH
O
+ OH O
O
+ H2Osyra
17.14 Estrar kan hydrolyseras under basiska betingelser. Komplettera reaktionsformelnnedan och förklara varför det inte är en jämvikt.
O
O
+ NaOHH2O
17.15 Trimyristin är ett ämne som kan utvinnas från kokosnötolja. Den harsummaformeln C45H86O6. När man värmer trimyristin i NaOH(aq) och sedansurgör bildas glycerol och tetradekansyra som enda produkter. Ritastrukturformeln för trimyristin.
17.16 Läkemedlet Yomesan® (se nedan) används om man fått bandmask. Visamekanismen för sista steget, från 2-kloro-4-nitroanilin och 2-hydroxy-5-kloro-bensoylklorid.
O
NH
OH
Cl
NO2
Cl
37
17.17 Vad sker i reaktionen nedan?
OH
OCl
OH
Br
syra
17.18 Visa mekanismen för reaktionen nedan.
OH
O
CN
H , Värme
17.19 Socker kan vara besvärliga molekyler att jobba med. Glukos (se bilden nedan)kan man röra i ättiksyraanhydrid och pyridin i en halvtimme. Man får då enmolekyl som är lite lättare att arbeta med. Visa mekanismen för vad som händeroch rita produkten.
OHOHO
OH
OH
OH
17.20 Gör molekylen nedan från etylbromid och oorganiska reagens.
O
38
18. Karbonylgruppens kemi III – keto-enoljämvikten
18.1 Vilket pKa-värde har vanliga -väten?
18.2 Visa den generella mekanismen för baskatalyserad keto-enoljämvikt.
18.3 Visa den generella mekanismen för syrakatalyserad keto-enoljämvikt.
18.4 Visa mekanismen för reaktionen nedan.
O
EtO OEt
O
Br
O
EtO OEt
OEtO+
18.5 Visa den generella mekanismen för basisk aldolkondensation.
18.6 Förklara skillnaden mellan konjugataddition och vanlig addition.
18.7 Visa mekanismen för reaktionen nedan.
O
EtO
1) EtO O
EtO
O
2) syra
18.8 Dekarboxylering kan göras både surt och basiskt. Visa mekanismen för båda.
18.9 När optiskt aktiv (R)-2-metylcyclohexanon behandlas med HCl (aq) får man ettracemat av 2-metylcyclohexanon. När den optiskt aktiva (R)-3-metylcyclohexanon behandlas under samma förhållanden får man inget racemat.Förklara varför.
18.10 Kanelaldehyd (bilden nedan) kan göras från bensaldehyd och acetaldehyd. Visamekanismen och förklara vad det kan vara för problem med den här syntesen.
O
H
18.11 Vad blir produkten vid intramolekylär aldolkondensation av hexandial?
39
18.12 Vad är produkten i reaktionerna nedan? Visa med mekanism.
O O+ CH3I
K2CO3
O
O
O
BrO
O+
NaH
DMF
a)
b)
18.13 Genom att filtrera vissa lösningsmedel genom aluminiumoxid (Al2O3) kan manfå dem torra (aluminiumoxid binder vatten). Aluminiumoxid finns som basisk,sur och neutral. Varför är aceton som man filtrerat genom basisk aluminiumoxidfuktigare än innan den filtrerades?
18.14 Hydrolys av estrar ger alkohol och syra. Om man gör hydrolys av etylacetatborde man få etanol och ättiksyra. En person ville använda detta sätt för attframställa etanol (ett dåligt sätt). Han blandade NaOH (s) och etylacetat ochvärmde på spisen. Vad fick han? Visa med mekanism.
18.15 Vad driver denna reaktion och vad bildas mer än natriumacetat?
O O
O
++ Cl2 NaOH
18.16 Rita produkterna av en baskatalyserad aldolkondensation av föreningarna nedan.
OO O
Oa) b) c) d)
18.17 Vilka är startmaterialen i nedanstående robinsonannuleringar?
O
KOHa)
O
pTsOHb)
O
18.18 Varför fungerar korsade Claisenkondensationer inte så bra när bådakomponenterna har -väten?
40
18.19 Rita produkten som bildas i reaktionen nedan.
O
ONaOEt
O
O
+a)
NaOEtO
O
+b)O
O H
18.20 Hur kan följande keton göras från etylpropanoat?
O
18.21 Vad bildas i reaktionerna nedan? Visa med mekanism och namnge reaktionen.
O
O 2) syraO
O
1) NaOEt
O
O
O
O
O
O
2) syra
1) NaH
a)
b)
18.22 Rita strukturformel för produkten som bildas när nedanstående startmaterialbehandlas med natriumetoxid i etanol.
O
O O
O
O+
O O
O O+
O
O
O+
O
a)
b)
c)
18.23 Rita strukturformlerna för mellanprodukterna A och B samt slutprodukten C förreaktionen nedan.
OEt
O
O
O+
NaOEt
EtOHC14H22O4 C14H22O4 C14H20O3
A B C
41
18.24 Warfarin är ett antikoaguleringsmedel men används också som råttgift (se bildennedan). Sista steget i syntesen är en Michaeladdition. Visa mekanismen ochidentifiera startmaterialen. Förklara också varför molekylen föreligger ienolform och inte ketoform.
O
O
OH
O
18.25 Deuterium är väte som har en neutron, det förkortas som D. Det används för attfölja mekanismer och det reagerar på samma sätt som väte. Om cyklohexanonrörs i D3O
+ byts en del väten ut mot deuterium. Hur många väten kan man bytaut?
18.26 Visa mekanismen för reaktionen nedan.
O
O
ONaOEt
EtOHHO
O
O
18.27 Visa mekanismen för reaktionen nedan.
O
OO O
Hsyra
42
19. Organisk syntes
19.1 Iso-nootkaton (13) är en förening som bland annat används i parfymindustrin.Visa fullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av iso-nootkaton nedan.
COOEt
COOEt
LiAlH4OH
OH
PBr3
Br
Br 1) NaOEt, EtOH 2) H3O
COOH
COOH
MeOH, syraCOOMe
COOMe
NaH
O
COOMe MeOOC
O
NaOMe, MeOH O
EtOOC COOEt
HOOH
syra
MeOOC O
O
O
O
LiAlH4
HO
MsCl, pyridin
O
O
MsO
S
O
O
OMsO =
O
OH3O
O
2 3
45 6
78 9
10 11 12
13
LiAlH4
NaOEt, EtOH
EtOOC COOEtO
1
43
19.2 -Eudesmol (12) är en förening i eudesmangruppen och återfinns bland annat ieukalyptusolja. Visa fullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av -eudesmol nedan.
O
HOOH
syra
O
O1) BH3
2) H2O2, HOO
O
HOH
O
O
HO
PCC, CH2Cl2
O
O
HO
H
1) Ph3P, CH3Br
2) H3O O
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
HOH
LiAlH4
HOTs
NaCN, DMF
HCN
HCOOH
HO , 160°C
HOOH
HCOOMe
MeOH, syra
H OH
MeLi
S
O
O
Ts =
TsCl
pyridin
TsOH
44
19.3 Juvenilhormoner kontrollerar larvers metamorfos till färdiga insekter. Visafullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av silkesmaskensjuvenilhormon (15) nedan.
Ph3P, BrCH2COOMe
1
NaBH4
S
O
O
Ts =tBu =
O
O
O
KOH, MeOH2
O
O
3O
OHO
syra
4O
O
O
5O
O
O
1) KOtBu, tBuOH
2) MeI6
HO
OH
1) LiAlH4
2) H3O
mCPBA
7
HO
OH
LiAlH4
O
8
HO
OH
OH
TsCl
pyridin
9
TsO
OH
OH
NaH
10
HO
O
O
syra
11
O
O
O
1) MeLi
2) H3O3) TsCl, pyridin
12
TsO
HO
NaHO
13
14
OMe
O
15
OMe
OmCPBA
O
45
19.4 (±)- -Bulnesen (16) är en förening som återfinns i guajakträdets olja. Visafullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av (±)- -Bulnesen nedan.
O
HOOH
syra
1) BH3
2) H2O2, HO
PCC, CH2Cl2
1) Ph3P, CH3Br
2) H3O
1 2 3
4
LiAlH4
S
O
O
Ts =
OH
Ac2O, pyridin
O
OAc OAc
O
O
OH
O
O
5
OMe
O
O
Ac =
6
OMe
O
O
OH
7
OMe
O
O
O8
OMe
O
9
OMe
O
H2, Pt
10
OMe
1) BH3
2) H2O2, HO
11
OMe
OH
1) PCC, CH2Cl2
2) HCl, MeOH
12
OMe
O
13
OH
O
14
OH
TsCl
pyridin
15
OTs
16
KOAc, HOAc
O
EtSH, NaH, DMF
Ph3P, CH3CH2Br
Ph3P, CH3Br
MeI, NaH
46
19.5 16,17-Dehydroprogesteron (15) är ett förstadium till progesteron (omättnaden ifemringen är mättad) som i sin tur är ett så kallat steroidhormon, verksamt vidgraviditeter. Visa fullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av 16,17-dehydroprogesteron nedan.
O
1
S
O
O
Ts =
OBrNaH, MeI
TsCl
pyridin
O
NaH
2 3
OO
O
OO
O
O
H3O,
HO
4
NaBH4
OH
HO
5
OTs
TsO
6
MeO
Li
7MeO
1)
2) NaH
8
TsCl
pyridin
OO
OEt
OO1) NaH,
2) NaOH3) HCl, MeOH, H2O9
1) Na, NH3 (liq)
2) NaH, EtSH, DMF
HO TsO
10
O
O11
O
NaOH MeLi
CF3COOH
12
HO
HO
=
H
HH1) O3
2) Zn, HOAc
H
HH
13
14
O
O
O
H
O H
HHNaOH
O
O
15
47
19.6 (±)-Dehydrojuvabion (13) är en förening som bland annat frigörs vidförbränning av vissa trädslag. Med hjälp av denna och liknande föreningar kanman spåra källan till luftföroreningar. Visa fullständiga mekanismer för varjesteg i syntesen av (±)-dehydrojuvabion nedan.
1 2
Ac =
O
ClO OMe O OMe
1) (EtOOC)2CHMg
2) H3O, värme
3
O OMe
(EtO)2CO
NaNH2
O OEt
NaBH4
4
HO OMe
O OEt
MeMgBr
5
HO OMe
HO6
HO OMe
HO
Na, NH3 (liq)
7
HO O
HO
EtSH, NaH, DMF
8
HO O
HO
H2, Pt
9
AcO O
AcO
AcCl, pyridin
10
AcO CN
AcO
1) HCN
2) PBr3, pyridin
11
HO COOH
HO
KOH, H2O
12
O COOH
HO
PCC, CH2Cl2
13
O COOMe
1) HCl
2) MeOH, syra
48
19.7 Dehydroabietinsyra (15) är en viktig komponent i tallkåda. Visa fullständigamekanismer för varje steg i syntesen av dehydroabietinsyra nedan.
1
AcCl, AlCl3
Ph =
2
O
3
MeMgI
värme
H2, Pt
4
1) HNO3, H2SO4
2) H2, Pt
5
1) HONO, 5°C
2) Cu2OH2N
6
Na, NH3 (liq)
HO
7
HO
8
MeI, H3O
O
9
O NaOEt
O
10
Ot-BuOK
Br COOEt
11
O
COOEt12
COOH
1) NaBH4
2) KOH, H2O, värme
H2, Pt
13COOH
1) MeOH, syra
2) PhMgBr, värme
14
KMnO4, HO
Ph Ph
15HOOCH H H
49
19.8 Seychellen (15) är en förening som återfinns i patchouliolja,som används iparfymindustrin. Visa fullständiga mekanismer för varje steg i syntesen avseychellen nedan.
1
O
2
O
KOHO
mCPBA
NaBH4
S
O
O
Ms =Ac =
O
O O
3
Osyra
OHO
4
O
O
O
5
AcO
O
O
1) LiCuMe2
2) AcCl
värme
6
AcO
O
O
O
7
O
O
AcO
O
Ph3P, CH3Br
8
O
O
AcO
1) H2, Pd
2) KOH (aq)3) PCC
9
O
O
Ph3P, CH3Br
O
10
O
O
1) BH3
2) H2O2
11
O
O
MsCl, pyridin
HO12
O
O
1) H3O
2) CrO3
MsO
13
O
KOtBu, tBuOH
MsO 14
Ph3P, CH3BrO
15
tBu =
50
19.9 Iso-irisin (22) är en förening som återfinns i den mexikanska växten Iresinecelosiodes. Visa fullständiga mekanismer för varje steg i syntesen av iso-irisin.
O
HOOH
syra
1
O
O O
OMe
NaOMe, MeOH
2
O
O
OMeO 3
O
OMeO
OO
t-BuOK, MeI
4
O
OMeO
OO
HO
OMeO
OO
5
NaBH4
HO
OMeO
OO
6
H2, Pd/C
H
LiAlH4
HO
HO
OO
7
HAcO
AcO
OO
8
H
Ac2O, pyridin
AcO
AcO 9
H
H3O
O
C2H2, NaNH2
AcO
AcO 10
H
OH
AcO
AcO 11
H
HCOOH, värme
O
HO
HO 12
H
O
NaCN, MeOH
CN
CH3CHO, syra
O
O 13
H
O
CNI2, KOH
O
O 14
H
OHO
CN
SOCl2O
O 15
H
OCl
CN
LiAlH4
O
O 16
H
OH
CN
KOH, H2O, värme
O
O 17
H
OH
OH
O
MeOH
syraO
O 18
H
OH
OMe
O
PCC, CH2Cl2
O
O 19
H
O
OMe
O
K2CO3
H2OO
O 20
H
pyridin
värme
OHO
O
O
O 21
H
O
O
H3O
HO
HO 22
H
O
O
Ac =
O
51
Svarshänvisningar
52
Svarshänvisningar till Ellervik, Sterner; Organisk Kemi. Studentlitteratur, 2004.
1. Kemisk bindning
Fråga Avsnitt1.16 1.11.17 1.11.18 1.11.19 1.21.20 1.21.21 1.31.22 1.31.23 1.31.24 1.61.25 1.31.26 1.51.27 1.71.28 1.71.29 1.71.30 1.7
2. Kovalent bindning
Fråga Avsnitt2.1 2.12.2 2.12.3 2.22.4 2.32.5 2.32.6 2.32.7 2.32.8 2.32.9 2.32.10 2.42.11 2.52.12 2.12.13 2.12.14 2.12.15 –2.16 2.2; 2.32.17 2.42.18 2.5
3. Kolväten
Fråga Avsnitt3.1 3.13.2 3.23.3 3.33.4 3.33.5 3.33.6 3.13.7 3.23.8 3.23.9 3.2-3.33.10 3.1
4. Kolvätens egenskaper
Fråga Avsnitt4.1 4.14.2 4.34.3 4.4.34.4 4.5.14.5 4.5.14.6 4.4.24.7 4.4.14.8 4.5.1-4.5.34.9 4.4.34.10 4.4.34.11 4.4.1
53
5. Substituerade kolväten
Fråga Avsnitt5.1 5.15.2 5.35.3 5.35.4 5.4.15.5 5.5.35.6 5.5.45.7 5.4.2. 5.4.35.8 5.5.25.9 5.5.35.10 5.4.15.11 5.4.55.12 5.4.4
6. Stereokemi
Fråga Avsnitt6.1 6.16.2 6.16.3 6.16.4 6.26.5 6.26.6 6.26.7 6.36.8 6.16.9 6.16.10 6.26.11 6.26.12 6.26.13 6.3
7. Organikerns sinnen
Fråga Avsnitt7.15 7.1.17.16 7.1.27.17 7.1.37.18 7,2,17.19 7.2.2 och 7.2.37.20 7.2.2 och 7.2.37.21 7.2.47.22 1.7 och 7.2.47.23 7.3.1 och 7.3.27.24 a) 7.3.2
b) 7.3.3c) 7.3.4
7.25 7.3.47.26 7.3.47.27 7.4.17.28 a) 7.2.4 och epilog
b) 7.2.4 och epilogc) 7.2.4 och epilogd) 7.2.4 och Fig 9.10e) 7.2.4 och Fig 19.13
54
8. Alkoholer, aminer ochalkylhalogenider
Fråga Avsnitt8.1 8.1.18.2 8.1.18.3 8.1.28.4 8.2.18.5 8.2.28.6 8.1.58.7 8.3.18.8 8.3.28.9 8.6.1, 8.6.2, 8.6.48.10 8.6.28.11 a) 8.1.3, b) 8.3.1, c)
8.1.48.12 8.3.18.13 8.2.28.14 8.2.28.15 8.2.4, 8.2.1, 8.2.28.16 8.2.58.17 a) 8.2.5 b) 8.2.1 c)
8.2.1 d) 8.2.5 e) 8.2.28.18 8.6.2
9. Substitutionsreaktioner
Fråga Avsnitt9.1 9.19.2 9.5.19.3 9.2.19.4 9.2.29.5 9.3, 9.3.1, 9.5.19.6 9.3.19.7 9.5.19.8 9.3.1, 9.5.19.9 9.5.3, 9.3.59.10 9.3.49.11 9.3.59.12 9.3.29.13 9.5.2, 9.3.39.14 9.5.29.15 99.16 99.17 99.18 99.19 99.20 9.5.39.21 99.22 9.3.19.23 9.3.49.24 99.25 99.26 99.27 9
55
10. Alkener och alkyner I – bildningav multipelbindningar
Fråga Avsnitt10.1 10.1, 10.210.2 10.110.3 10.210.4 10.210.5 10.1, 10.210.6 10.110.7 10.110.8 10.1.110.9 10.2.110.10 10.2.110.11 10.2.210.12 10.1.110.13 10.3.110.14 1010.15 10.210.16 10.3.110.17 10.210.18 10.2.110.19 10.2.3
11. Alkener och alkyner II –reaktioner
Fråga Avsnitt11.1 11.111.2
11.3 11.2.111.4 11.2.311.5 Kapitel 1111.6 11.2.511.7 11.2.611.8 11.2.611.9 11.2.711.10 11.2.2, 11.2.611.11 11.2.2, 11.2.7
12. Alkener och alkyner III – systemav multipelbindningar
Fråga Avsnitt12.1 12.112.2 12.112.3 12.112.4 12.2.2, 12.2.1, 12.2.312.5 12.3.112.6 12.3.212.7 10.2.1, 12.212.8 12.112.9 12.2.312.10 12.2.2, 12.2.312.11 12.3.212.12 12.3.2
13. Aromatiska system
Fråga Avsnitt13.1 13.313.2 13.213.3 13.3.113.4 13.3.213.5 13.3.213.6 13.4.113.7 13.4.213.8 13.4.313.9 13.3.213.10 2.3, 13.3.213.11 12.3.2, 13.3.113.12 13.4.4
56
14. Aromaters reaktioner – elektrofilaromatisk substitution
Fråga Avsnitt14.1 14.114.2 14.214.3 14.214.4 14.2.514.5 14.2.314.6 14.2.414.7 14.2.414.8 14.314.9 14.314.10 14.314.11 14.314.12 14.2, 14.314.13 2.5.1, 14.2.414.14 14.3.114.15 14.3.114.16 14.3.214.17 14.3.214.18 14.2.4, 16.214.19 14.3.214.20 a) 14.2.1, b) 14.3.2
15. Andra reaktioner hos aromater
Fråga Avsnitt15.1 15.415.2 15.1.115.3 15.2.115.4 15.3.115.5 15.3.115.6 15.2.215.7 15.1.115.8 15.615.9 15.1.415.10 15.615.11 15.4.1, 11.2.115.12 15.3.115.13 15.5
16. Karbonylgruppens kemi I –direkt addition av nukleofiler
Fråga Avsnitt16.1 16.116.2 16.216.3 16.216.4 16.216.5 16.2.116.6 16.2.516.7 16.2.216.8 16.2.416.9 16.2.716.10 16.2.416.11 16.2.216.12 16.2.616.13 16.2.4
17. Karbonylgruppens kemi II –karbonylföreningar med lämnandegrupper
Fråga Avsnitt17.1 1717.2 17.117.3 17.2.117.4 17.3.117.5 17.3.217.6 17.4.117.7 17.5.117.8 17.2.1, 16.2.117.9 17.4.117.10 17.6.1, 17.6.217.11 17.5.217.12 17.4.1, 17.6.1, 17.3.1,17.13 17.3.117.14 17.3.217.15 17.3.217.16 17.4.117.17 17.3.117.18 17.5.217.19 17.3.117.20 17.5.1, 17.5.2
57
18. Karbonylgruppens kemi III –keto-enoljämvikten
Fråga Avsnitt18.1 18.118.2 18.118.3 18.118.4 18.1.218.5 18.2.118.6 18.2.218.7 18.2.318.8 18.2.418.9 18.118.10 18.2.118.11 18.2.118.12 18.1.218.13 18.2.118.14 17.3.2, 18.2.318.15 18.1.318.16 18.2.118.17 18.2.218.18 18.2.318.19 18.2.318.20 18.2.3, 17.3.2, 18.2.418.21 18.2.318.22 18.2.218.23 18.2.218.24 18.2.218.25 18.118.26 18.2.2, 18.2.118.27 16.2.4, 18.2.1
