a) Vervollständigen Sie das Freie-Enthalpie-Diagramm der Reaktion, indem Sie den zutreffenden Buchstaben in die leeren Kreise setzen:

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1 1. Aufgabe Für die eaktion -X + u -u + X findet man folgendes eaktionsdiagramm: a) Vervollständigen Sie das Freie-Enthalpie-Diagramm der eaktion, indem Sie den zutreffenden Buchstaben in die leeren Kreise setzen: A - Entropie B - Freie eaktionsenthalpie C - Übergangszustand D - Aktivierungsenergie E - Zwischenstufe b) Wie misst man die Geschwindigkeit einer chemischen eaktion? Abnahme Konzentration eines Startmaterials oder Zunahme der Konzentration eines Produkts pro Zeiteinheit unkt c) Bei der obigen eaktion handelt es sich um eine eaktion zweiter rdnung (S 2, nucleophile Substitution). Geben Sie das Geschwindigkeitsgesetz der eaktion für die Abnahme an -X an. d [-X]/dt = k * [-X][u] unkte d) Welche Größe im oben gezeigten eaktionsdiagramm beeinflusst direkt die Gleichgewichtskonstante K einer eaktion? Freie eaktionsenthalphie oder G unkt

2 2. Aufgabe a) Zeichnen Sie die mesomere Grenzstruktur der Amidbindung, die den partiellen Doppelbindungscharakter verdeutlicht. ' ' b) Zeichnen Sie die Fischer-Projektion von L-Serin in der Form, die im basischen Medium (p = 12) überwiegend vorliegt. Jeweils unkt wenn Seitenkette, Protonierung oder Stereochemie falsch 2 C C 2 3 P c) Durch welches eagenz lassen sich Aminosäuren z.b. auf Dünnschichtchromatographieplatten farbig nachweisen? inhydrin 1.5 Punkte d) Bei welchem p-wert wandern Aminosäuren/Peptide/Proteine bei der elektrophoretischen Auftrennung nicht? isoelektrischer Punkt 1.5 Punkte e) Was ist der Unterschied zwischen "essenziellen" und "nicht-essenziellen" Aminosäuren (1-2 Sätze)? Essenzielle AS können nicht von unserem Körper synthetisiert werden und müssen daher über die ahrung aufgenommen werden. unkte

3 3. Aufgabe a) Vervollständigen Sie das gezeigte Schema für die Tollensprobe, ausgehend von D-Glucose. D-Glucose (Sesselform) D-Glucose (Fischer-Projektion) Ag + Ag (Silberspiegel) D-Gluconsäure (Fischer-Projektion) b) Markieren Sie für beide Bausteine der Lactose jeweils das anomere Zentrum (Pfeil) und geben Sie dessen Konfiguration ( oder ) an. je c) andelt es sich bei der Lactose um einen reduzierenden oder nicht-reduzierenden Zucker? reduzierend unkt d) Geben Sie den rt im menschlichen Körper (rgan) sowie die chemische eaktion an, die bei Menschen mit einer Lactoseintoleranz nicht ausreichend stattfindet. ydrolyse bzw. Spaltung der Lactose in Glucose und Galactose im Dünndarm unkte

4 4. Aufgabe a) Vervollständigen Sie bitte die eaktionsgleichung für die basische Spaltung eines Fetts, wobei Sie die Fettsäurereste als abkürzen können. Achten Sie darauf, dass die Stöchiometrie der Gesamtgleichung stimmt. + 3 a + 3 a Fett Glycerin b) Bei der Fetthärtung verändert sich die chemische Struktur der Fettsäureseitenketten, wobei sogenannte trans-fettsäuren entstehen, deren übermäßige Aufnahme höchstwahrscheinlich das isiko von erzerkrankungen erhöht. Welches Strukturelement dieser Verbindungen ist trans-konfiguriert? C-C-Doppelbindung unkt c) Fettsäuresalze bilden in wässriger Lösung Micellen aus, während Phospholipide zu Liposomen bzw. zu Lipid-Doppelschichten führen. Zeichnen Sie die zwei unten angegebenen Strukturen schematisch. = Fettsäureanion = Phospholipid Micelle Lipid-Doppelschicht

5 5. Aufgabe a) Zeichnen Sie von der unten gezeigten Verbindung alle möglichen Stereoisomere und kennzeichnen Sie eindeutig, in welcher stereochemischen Beziehung (enantiomer, diastereomer) die Isomere zueinander stehen. 0.5 P enantiomer diastereomer diastereomer diastereomer enantiomer 0.5 P b) Was ist ein acemat? 1:1-Gemisch aus 2 Enantiomeren unkte c) Unter welchen Bedingungen lassen sich acemate mittels Chromatographie trennen? bei Verwendung einer chiralen festen Phase unkt d) Wieviele Stereoisomere können von einer Verbindung maximal existieren, die n=3 Stereozentren aufweist? 2 3 = 8 unkt

6 6. Aufgabe Die Aldolreaktion ist eine wichtige eaktion, die die atur für die Bildung von C-C-Bindungen nutzt. utzen Sie Ihre Kenntnisse der einfachen Aldolreaktion aus dem Praktikumsversuch, um die folgenden biochemischen Umsetzungen näher zu beschreiben. a) Zeichnen Sie in den Produkten ein, welche C-C-Bindung im Verlauf der eaktion gebildet werden b) Geben Sie jeweils an, welcher der eaktanden als C-ucleophil bzw. als Elektrophil fungiert. Citratycyclus: 2 C C 2 + SCoA 2 C 2 C SCoA xalacetat Acetyl-CoA Zitronensäure-CoA-Ester Elektrophil ucleophil Gluconeogenese: P 3 2- P 3 2- ucleophil + P 3 2- Dihydroxyacetonmonophosphat Glycerinaldehyd- 3-phosphat Elektrophil 2- P 3 Fructose-1,6-bisphosphat c) Wie bezeichnet man die ückreaktion von Fructose-1,6-bisphosphat zu den beiden oben gezeigten Bausteinen und in welchem biochemischen Weg tritt sie auf? etroaldolreaktion unkte und Glycolyse unkte

7 7. Aufgabe a) Benennen Sie die eingekreisten funktionellen Gruppen. Geben Sie bei Alkoholen und Aminen auch an, ob es sich um primäre, sekundäre oder tertiäre Verbindungen handelt. Vollacetal sekundäres Amin 1.5 P P wenn sekundär falsch Carbonsäureamid sekundärer Alkohol 1.5 P Carbonsäure F b) Markieren Sie bitte alle Stereozentren der folgenden Verbindungen mit einem Stern (*). Bedenken Sie bei Ihren Antworten, dass jeder falsch zugeordnete Stern zu einem Punkt Abzug führt. 2 * * * * S Ephedrin Cefixim

8 8. Aufgabe a) Zeichnen Sie bitte die Produkte der folgenden eaktionen und benennen Sie das Produkt der ersten eaktion. inweis: icht alle eaktionen müssen zwangsläufig zur Produktbildung führen, beachten Sie hierfür die eaktivität der entsprechenden Carbonsäurederivate. S Cl + 2 S ame: Sulfonamid Me + keine eaktion + Et Et 2 Et Et b) Ein wichtiger Essigsäureester ist unter dem amen Aspirin bekannt. Zeichnen Sie ihn und benennen Sie die Alkoholkomponente. C Zeichnung 1.5 P Salicylsäure 1.5 P

9 9. Aufgabe Wichtige Biomoleküle in der belebten atur sind Kohlenhydrate (A), ukleinsäuren (B), Fette (C), Phospholipide (D) und Peptide (E). rdnen Sie bitte die folgenden funktionellen Gruppen bzw. Strukturelemente zu, die in den entsprechenden Verbindungsklassen enthalten sind, indem Sie den entsprechenden Buchstaben hinter die amen schreiben. Bedenken Sie bei Ihren Antworten, dass jeder falsch zugeordnete Buchstabe zu einem Punkt Abzug führt. - Carbonsäureester C und D je unkt - Carbonsäureamid E unkt - albacetal und Acetal A unkte auch ok, wenn C angegeben wurde - Phosphorsäurediester B und D je unkt - Glycerintriester C und D je unkt - ukleobase B unkt Für jeden falschen Buchstaben unkt Abzug

10 10. Aufgabe a) Vervollständigen Sie bitte das folgende Diagramm für die Metabolisierung von Ethanol und Methanol, indem Sie die fehlenden Strukturen einzeichnen und die angegebenen Verbindungen benennen. xidation xidation Ethanol ame? Acetaldehyd ame? Essigsäure xidation 3 C 2 C xidation Methanol ame? Formaldehyd ame? Ameisensäure Strukturen und amen: je 0.5 P b) Beschreiben Sie anhand der weiteren Umsetzung der obigen Endprodukte im menschlichen Körper, warum die Aufnahme von Methanol deutlich gefährlicher als die von Ethanol ist (jeweils 1 Satz pro Alkohol). Die aus Methanol erhaltene Ameisensäure wird nicht weiter umgesetzt, sie reichert sich im Körper an und verursacht eine Azidose unkte Ethanol wird zur Essigsäure oxidiert, die weiter zu Acetyl-CoA umgesetzt wird und im Citratcyclus weiter verwertet wird. unkte c) Wie kann man eine Methanolvergiftung behandeln (max. 1 Satz)? Einnahme von Ethanol oder von einem Inhibitor der Enzyme (Alkoholdehydrogenase), die die Alkoholoxidation bewirken der Antworten unkt für eine