M U S T E R L Ö S U N G

Transkript

1 Universität egensburg Institut für rganische hemie Prof. Dr. A. Geyer achholklausur zum -Praktikum für Studierende der Biologie (Diplom), 3. Sem. und der Lehrämter hemie, 3. Sem. (WS 2001/02) am Donnerstag, dem 7. März 2002, Uhr in den örsälen 43/44 ame:... Matrikelnummer:... Biologie (Diplom) Kurzklausur zum Praktikum (Aufgaben 1-6, max. 50 Punkte) Bearbeitungszeit 2 h. Biologie (Diplom) Kurzklausur incl. 2. Sem.-Klausur (Aufgaben 1-12, max. 100 Punkte) Bearbeitungszeit 3 h. Lehramt hemie (Aufgaben 1-12, max. 100 Punkte) Bearbeitungszeit 3 h. M U S T E L Ö S U G Aufgabe r Punkte Punkte erhalten Punkte gesamt: (max. 50/100 Punkte) Bitte schreiben Sie mit Kugelschreiber oder Füller, nicht mit Bleistift oder in rot! Tragen Sie auf allen Blättern Ihren amen und Vornamen in die Kopfzeile ein!

2 Aufgabe 1: Arbeitsmethoden und Allgemeines (10 Punkte) Sie geben tropfenweise 0.10 mol Benzylbromid in eine atriumpropanolat-lösung (Überschuss an apr). ach der destillativen Aufarbeitung erhalten Sie 12 g des Produktes. a) Benennen Sie das Produkt und die eaktion. (2 Punkte) Benzyl-propylether, Williamsonsche Ethersynthese b) Berechnen Sie das Molekulargewicht des Produktes und bestimmen Sie die Ausbeute in %. (Der echenweg muss klar ersichtlich sein!) (4 Punkte) a (150,22 g/mol) 12,0 g Produkt entspricht 12,0 g / 150,22 g mol -1 = 0,0799 mol = 79,9 mmol Eingesetzt wurden 0.10 mol Edukt => Ausbeute = 79,9 mmol / 100 mmol = 79,9% Formulieren Sie die folgenden eaktionen stöchiometrisch zutreffend, aber ohne Mechanismen. c) Umsetzung von 2-Propanol mit atrium. (2 Punkte) - Me 2 a Me 2 a 1/ 2 2 d) Umsetzung von 2-Propanol mit Essigsäureanhydrid durch Erhitzen auf 90 in Gegenwart einer kleinen Menge von konz. Schwefelsäure. (2 Punkte) Me 2 Me Me Me 2 Me Me Seite 2 von 13

3 Aufgabe 2: Arbeitssicherheit (5 Punkte) In der untenstehenden Tabelle sind 4 Gefahrensymbol vorgegeben. Ergänzen Sie die Tabelle durch a) die zugehörigen Kennbuchstaben und (je 0,5 Punkte) b) die zugehörigen Gefahrenbezeichnungen (je 0,5 Punkte) Bei einigen Gefahrensymbolen sind jeweils zwei Kennbuchstaben und Gefahrenbezeichnungen möglich! Symbol Kennbuchstabe Gefahrenbezeichnung F Leichtentzündlich F Xn Xi ochentzündlich Gesundheitsschädlich eizend Umweltgefährlich Seite 3 von 13

4 Aufgabe 3: Addition (13 Punkte) a) Die eaktion von 1,3-Butadien mit einem Äquivalent omwasserstoff ergibt zwei Produkte: 3-om-1-buten und 1-om-2-buten. Formulieren Sie den eaktionsmechanismus. (3 Punkte) b) Wieviele Stereoisomere dieser Butene gibt es? Sehen Sie dabei von Isomeren ab, die durch otation um Einfachbindungen entstehen. (2 Punkte) 3-om-1-buten hat 2 Stereoisomere. 1-om-2-buten hat 2 Stereoisomere. c) Zeichnen Sie Stereoformeln aller unter b) aufgezählten Isomeren. (4 Punkte) 3-om-1-buten: 3 3 = 2 = 2 1-om-2-buten: d) Zu den unter a) genannten Produkten gibt es ein weiteres Konstitutionsisomeres. Geben Sie seine Struktur und seinen amen an. (2 Punkte) om-3-buten 4-om-1-buten e) Warum entsteht dieses Isomere bei der unter a) genannten eaktion nicht? (2 Punkte) Die Zwischenstufe wäre 2-2 -= 2, d. h. ein nichtstabilisiertes primäres arbeniumion. Seite 4 von 13

5 Aufgabe 4: Eliminierungen (6 Punkte) a) 5-ydroxypentanal bildet unter Säure-Katalyse ein albacetal. Formulieren Sie den Mechanismus. (3 Punkte) ( 2 ) 4 ( 2 ) 4 - b) Zeichnen Sie die beiden möglichen Stereoisomeren des albacetals in der Sesselschreibweise und benennen Sie die Stereozentren nach der /S-omenklatur. (3 Punkte) * * (S) () Seite 5 von 13

6 Aufgabe 5: Praktikum (10 Punkte) Geben Sie die Formeln der eaktionsprodukte und ggf. ebenprodukte an. Geben Sie chemischen Bezeichungen (Systematische omenklatur oder Trivialnamen) für alle Edukte und Produkten an ctanol 3 P E-2-cten Z-2-cten wenig 3 P 1-cten 2. 2 S P 3-ydroxyglutarsäure oder 3-ydroxypentandisäure Glutaconsäure oder 2-E-Pentendisäure 3. -conc. 2 S 4 1-omoctan 3 P 1-ctanol ebenprodukt Dioctylether 3 -a 2 P 4. 1-hloroctan l Adogen Essigsäureoctylester Seite 6 von 13

7 Aufgabe 6: arbonsäurederivate (6 Punkte) Gegeben sind die 3 Verbindungen: Essigsäure (1), Essigsäureanhydrid (2), und Essigsäureethylester (3). a) Welche Produkte entstehen jeweils bei der Umsetzung von 1 3 mit Anilin? Et Je 2 P. Seite 7 von 13

8 Aufgabe 7: Aciditäten (8 Punkte) Welche Verbindung ist stärker sauer? Kreisen Sie die Formel der jeweils stärkeren Säure ein und geben Sie ein Stichwort zur Begründung. a) Me l oder l l Induktiver Effekt von l b) oder Induktiver Effekt von c) Me 2 Me oder Me Me Mesomerer Effekt im Enolat-Anion d) oder Elektronenzug durch 2 2 e) oder Aromatisches Anion f) 3 oder Mesomerer Effekt im enolat-anion g) 3 oder Me 3 Mesomerie im Trityl- Anion h) oder Me Enolat-Anion bzw. Acyl-Anion Seite 8 von 13

9 Aufgabe 8: laisenkondensation (8 Punkte) a) Wie kann man die untenstehende Verbindung erhalten? Geben Sie die Konstitutionsformeln aller Edukte und eagenzien an, keine Stöchiometrie und keine Mechanismen. (3 Punkte) Et 2 S 4 2 aet Et 2 Et b) Benennen Sie diese Verbindung. (1 Punkt) 2-Benzoyl-2-phenylessigsäureethylester oder 3-xo-2,3-diphenylpropansäureethylester oder 3-xo-2,3-diphenylpropionsäureethylester c) Formulieren Sie für diese Verbindung das zugehörige Enol. (2 Punkte) Et d) Die in Teilaufgabe a) hergestellte Verbindung wird einige Stunden lang mit wässriger Säure erhitzt. Geben Sie die Konstitutionsformeln aller Produkte an. (2 Punkte), 2, Et 2 Seite 9 von 13

10 Aufgabe 9: Esterkondensationen (12 Punkte) Formulieren Sie die Produkte der folgenden Esterkondensationen. (je 3 Punkte) Formulieren Sie für eine der eaktionsgleichungen den Mechanismus mit relevanten Zwischenstufen! (3 Punkte) a) Et - Et Et ( 2 ) 2 3 b) Et Et - c) Et Et - Et Et Eine intramolekulare Kondensation Allgemeiner Mechanismus: '' Et - - Et '' - Et ' ' ' - Et Et '' ' '' ' '' ' 3 (Aufarbeitung) '' ' Seite 10 von 13

11 Aufgabe 10: eaktionen von arbonylverbindungen (8 Punkte) Ergänzen Sie die Produkte: Me P 3 1. MeMg 2. / 2 ab 4 2 / Me 2 l / Et Me 2 (itze) 2 Seite 11 von 13

12 Aufgabe 11: Michaeladditionen (6 Punkte) Zeichnen Sie die Vorstufen dieser 3 Moleküle, die aus Michaeladditionen erhalten wurden. 3 S Kat. Base 3 S Et Base Et Et Et Seite 12 von 13

13 Aufgabe 12: Grignard-eaktionen (8 Punkte) Stellen Sie jeden der folgenden Alkohole mit ilfe der Grignard-Methode auf zwei verschiedenen Wegen dar. Zeichnen Sie jeweils das Edukt und das Grignard-eagens. a) PrMg MeMg b) Mg 2 Mg Et Seite 13 von 13