Beuth Hochschule für Technik Berlin, Studiengang Pharma- und Chemietechnik Tutorium Organische Chemie 1 (SS 2011), Tutor: Sascha Behne

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1 IUPAC-Nomenklatur 1.) Zeichnen Sie die Struktur von: a) 4-(1-Methylethyl)heptan b) 2,3,4,4-Tetramethylhexan c) cis-1,2-dimethylcyclohexan d) 6-Brom-7-(chlormethyl)nonan-2,3-diol e) Isopren f) trans-1,2-diethylcyclopropan g) Dibenzoylperoxid h) Glycerin i) Lithiumisopropylamid (LDA) j) tert.-butylmethylether (MTBE) k) Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPT) l) N-Brombutanimid (NBS) m) [18]Krone-6 CYCLOALKANE 2.) Warum ist Cyclohexan besonders stabil? Vergleichen Sie dies mit Cyclopropan. 3.) Welche cyclischen Systeme sind besonders stabil und warum? 4.) Skizzieren Sie die 3 Hauptkonformationen des Cyclohexans. Kennzeichnen Sie die axialen sowie äquatorialen Wasserstoffatome. Welches sind die energetisch günstigste Konformation und warum? 5.) Zeichnen Sie beim Cyclohexan die axialen sowie äquatorialen Wasserstoffatome ein. 6.) Wie ist die bevorzugte Anordnung der Methylgruppen in 1,2-Dimethylcyclohexan? Erläutern Sie Ihren Befund. 7.) Zeichnen Sie zwei mögliche Konformationen des Cyclohexans einschließlich der Wasserstoffe. Wie ändert sich die Position der Substituenten beim Konformationswechsel? BICYCLEN 8.) Zeichnen Sie die Struktur der Verbindung: a) Bicyclo[2.2.2]octan b) Bicyclo[4.3.0]nonan c) Bicyclo[2.2.0]hexan d) Bicyclo[2.1.0]pentan RADIKALISCHE HALOGENIERUNG 9.) Skizzieren Sie die vollständige Reaktion von: a) Brom mit Methan b) Brom mit Ethan c) Chlor mit Methan d) Fluor mit 2-Methylpropan e) Brom mit 2-Methylpropan f) Chlor mit Propan g) Brom mit Methylcyclohexan

2 10.) Wie würden Sie eine radikalische Halogenierung starten? Nennen Sie 2 Möglichkeiten. METALLORGANYLE 11.) Sie wollen aus 4-Brom-2-butanon eine Grignard-Verbindung herstellen. Was müssen Sie beachten und wie gehen Sie vor? 12.) Wie würden Sie aus Chlorethan, Lithium, Brombutan, Propanon, Methanal und Wasser 2-Methyl- 3-buten-2-ol darstellen? 13.) In welchem Lösemittel wird die Grignard-Reaktion durchgeführt und warum? Begründen Sie dies. 14.) Sie lassen Ethyllithium mit Methanal reagieren. Anschließend arbeiten Sie sauer / wässrig auf. Welches Endprodukt entsteht? Skizzieren Sie die Reaktion. 15.) Sie versetzen Oxacyclobutan mit 1,1-Dimethylethyllithium. Welches Produkt entsteht nach sauer / wässriger Aufarbeitung? ALKOHOLE 16.) Sie versetzen 3,3-Dimethyl-2-butanol mit Bromwasserstoff. Welches Produkt entsteht? Skizzieren Sie den Mechanismus. 17.) Wie würden Sie aus Cyclopentanon Cyclopentanol darstellen? REDUKTION 18.) In welche Art Lösemittel kann mit Lithiumaluminiumhydrid gearbeitet werden? 19.) In welchen Medien können Sie eine Reduktion mit NaBH 4 durchführen? Geben Sie mindestens zwei Beispiele. 20.) Skizzieren Sie den Mechanismus der Reduktion von Propanal mit LiAlH 4 incl. Der nachfolgenden Aufarbeitung. Welches Produkt entsteht? 21.) Sie hydrieren 2-Butanon in Tetrahydrofuran mit Lithiumaluminiumhydrid. Danach arbeiten Sie sauer /wässrig auf. Skizzieren Sie den Mechanismus der Reaktion. 22.) Skizzieren Sie den Mechanismus der Reaktion von NaBH 4 in Methanol mit Aceton. 23.) Skizzieren Sie den Mechanismus der Reaktion von LiAlH 4 mit Essigsäureethylester incl. Der Aufarbeitung. Welches Lösemittel würden Sie für die Reaktion benutzen? S N -REAKTIONEN 24.) Welche Konsequenz hat die Reaktion von Iodid mit (S)-3-Brom-3-methyloctan? 25.) Geben Sie ein Beispiel für eine gute sowie eine schlechte Abgangsgruppe. 26.) Welche Konkurrenzreaktion erwarten Sie bei einer S N 1-Reaktion?

3 27.) Skizzieren Sie die Reaktion zwischen Bromethan und Natriumamid. Um welchen Mechanismus handelt es sich? 28.) Wie würden Sie aus (R)-2-Bromoctan (R)-2-Octanol herstellen? Machen Sie einen Synthesevorschlag. 29.) Sie setzen cis-1-brom-3-methylcyclohexan in Aceton mit Natriumiodid um. Welches Produkt entsteht und welche Konsequenz hat das auf die Stereochemie? 30.) Nach welchem Mechanismus verläuft die Hydrolyse von 2-Brom-2-methylpropan? Skizzieren Sie diesen. 31.) Welche Produkte erwarten Sie bei der Reaktion von 1-Brombutan mit Ethanolat? 32.) Sie unterwerfen eine S-konfigurierte Verbindung einer S N 2-Reaktion Welches Produkt entsteht? 33.) Wie würden Sie aus (R)-2-Iodoctan (R)-2-Aminooctan herstellen? Machen Sie einen Synthesevorschlag. 34.) Welche Produkte erwarten Sie bei der Reaktion von (R)-3-Brom-3-methylhexan mit Methanolat? Begründen Sie dies mit Reaktionsmechanismus und dem dazugehörigen Übergangszustand. 35.) Reagiert 1-Chlor-3-methylcyclohexan oder 1-Chlor-1-methylcyclohexan in Aceton schneller mit Natriumamid? Zeichnen Sie die beiden Strukturen und begründen Sie Ihren Befund. 36.) Skizzieren Sie den vollständigen Reaktionsmechanismus von Chlorethan mit Natronlauge. Um welchen Reaktionstyp handelt es sich? 37.) Welche Konsequenz hat eine S N 1-Reaktion auf die Stereochemie einer optisch aktiven Verbindung? 38.) Sie setzen cis-1-iod-2-ethylcyclopentan in Aceton mit Kaliumhydroxid um. Welches Produkt entsteht (Struktur) und welche Konsequenzen hat das auf die Stereochemie? 39.) Sie lassen (S)-2-Brom-4-chlorpentan in Ethanol mit Cyanid reagieren. Welches Produkt entsteht? Welche Konsequenz hat die Reaktion auf die optische Aktivität? 40.) Skizzieren Sie den vollständigen Reaktionsmechanismus von Bromethan mit Kaliumsulfid. Um welchen Reaktionstyp handelt es sich? 41.) Wie ist es möglich bei einer S N 2-Reaktion die Konfiguration zu erhalten? 42.) Erklären Sie die Unterschiede zwischen der S N 1- und einer S N 2-Reaktion. Skizzieren Sie den jeweiligen Verlauf. 43.) Sie setzen 13 C-markiertes (am C 1 ) Cyclohexanol bei 0 C mit HBr um. Welche Produkte erwarten Sie und wie ist Produktverteilung? Skizzieren Sie die Reaktion ELIMINIERUNGSREAKTIONEN 44.) Sie setzen 1-Iodbutan mit Lithiumisopropylamid (LDA) um. Welches Hauptprodukt entsteht? Begründen Sie dies. 45.) Wie können Sie bei der Darstellung von 1-Hexanol aus 1-Bromhexan verhindern, dass eine Eliminierung als Nebenreaktion auftritt? Geben Sie ein Beispiel.

4 46.) Geben Sie ein Beispiel für eine E1-Reaktion an. 47.) Sie versetzen 3,3-Dimethyl-2-butanol in der Hitze mit konz. Phosphorsäure. Welches Hauptprodukt entsteht? Formulieren Sie den Reaktionsmechanismus. 48.) Nennen Sie ein Reagenz zur gezielten Herbeiführung einer E2-Reaktion. ALLGEMEINES 49.) Was versteht man unter Konformation? Geben Sie ein Beispiel an. 50.) Was versteht man unter Konformationsisomere? Geben Sie ein Beispiel an. 51.) Wofür stehen die Präfixe n- und iso? 52.) Was ist eine meso-verbindung? Geben Sie eine Beispiel mit Struktur. 53.) Zeichnen Sie ein chirales Dimethylcyclobutan. 54.) Was sind die Kriterien für optische Aktivität. 55.) Was versteht man unter einem Racemat? 56.) Was versteht man unter dem transannularen Effekt? Geben Sie hierfür ein Beispiel. 57.) Was versteht man in einem Molekül unter enantiotopen Wasserstoffen? 58.) Was versteht man unter Stereoselektivität? 59.) Was versteht man unter Enantiomeren? 60.) Geben Sie ein Beispiel für ein Chlorierungsreagenz im Labor. 61.) Nennen Sie zwei Kriterien für Chiralität. 62.) Was sind Enantiomere und Diastereomere? 63.) Wie wird die optische Aktivität einer Verbindung gemessen? Erläutern Sie dies kurz. 64.) Nach welchen Regeln wird die absolute Konfiguration einer Verbindung bestimmt? Erläutern Sie diese kurz. 65.) Geben Sie je ein Beispiel für ein protisches sowie ein aprotisches Lösemittel. 66.) Warum haben Alkohole einen höheren Siedepunkt als vergleichbare Halogenalkane? 67.) Wie verhalten sich die Bindungslängen von Alkanen, Alkenen und Alkinen? 68.) In welchem Orbital ist eine positive Ladung am Kohlenstoffatom lokalisiert und was bedeutet dies? 69.) Was versteht man unter CIP-Nomenklatur? Erläutern Sie diese kurz. 70.) Was sind Kryptanden du wozu dienen sie? 71.) Zeichnen Sie die Strukturisomere von: a) C 3 H 6 O b) C 2 H 6 O

5 72.) Wie sieht die Stereochemie für sp 3, sp 2 und so Hybridisierungen aus? Wie groß sind jeweils die Bindungswinkel? 73.) Was versteht man unter Cracken von Erdöl? 74.) Wie verhält sich die Stabilität einer Ladung an verschiedenen C-Atomen (prim., sek., tert.)? Begründen Sie dies. 75.) Zeichnen Sie die gauche- und anti-formen des Butans. 76.) Zeichnen Sie das Steroid-Grundgerüst. 77.) Wie ist die Prioritätenregel für die R-/S-Nomenklatur? 78.) Wie viele Stereoisomere sind bei einer Verbindung mit 3 Asymmetriezentren möglich? 79.) Wie viele Stereoisomere existieren bei einer Verbindung mit 5 Chiralitätszentren? 80.) Wie würden Sie (R/S)-2-Aminobutan trennen? Skizzieren und erläutern Sie Ihr Vorgehen. 81.) Wie würden Sie ein Enantiomerengemisch einer organischen Säure trennen? Skizzieren Sie Ihr Vorgehen. NMR-SPEKTROSKOPIE 82.) Wodurch kommt in der 1 H-NMR-Spektroskopie die Spin-Spin-Kopplung zustande? Skizzieren Sie dies an einem Beispiel. 83.) Welche Informationen erhält man im 1 H-NMR-Spektrum aus dem Dacheffekt? 84.) Skizzieren Sie das 1 H-NMR-Spektrum von Bromethan. 85.) Wie müssen sich die Kopplungskonstanten bei Systemen die miteinander wechselwirken verhalten? 86.) Wie viele Signale erwarten Sie im 13 C-NMR-Spektrum von cis-1,2-dimethylcyclopentan? 87.) Was versteht man unter Relaxationszeit? 88.) Was versteht man in der NMR-Spektroskopie unter der Kopplungskonstante und welche Dimension hat sie? SONSTIGE REAKTIONEN 89.) Sie lassen Cyclohexanon mit Peroxyessigsäure reagieren. Welches Produkt entsteht und zu welcher Substanzklasse gehört es? 90.) Sie behandeln 5-Methyl-2-hexen im alkalischen Medium mit Kaliumpermanganat. Welche Produkte entstehen? 91.) Welche Konsequenzen hat die radikalische Bromierung von Butan in 2-Position? Welche Produkte entstehen und wie nennt man diese?

6 92.) Sie lassen Cyclohexen in wässriger NaCl-Lösung bei 0 C mit Brom reagieren. Welche Produkte entstehen? Zeichnen Sie deren Struktur. 93.) Sie setzen 1-Methylcyclohexen mit Iodwasserstoff um. Welches Produkt entsteht? Begründen Sie dies. 94.) Sie setzen Cyclohexen in Tetrachlormethan mit Brom um. Welche Produkte entstehen (Struktur)? 95.) Sie setzen Propen in Methanol mit Chlor um. Welche Produkte erwarten Sie (Struktur und IUPAC- Name)? 96.) Sie behandeln Ethylmethylsulfid mit Wasserstoffperoxid. Welches Produkt entsteht und welche optischen Eigenschaften hat es?