Technische Universität Dresden Fachrichtung Chemie Modul OC II

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1 Name: Matrikelnummer: Fachsemester Studienfach: LC Chemie-Bachelor Lehramt-Staatsex. Lehramt-Master Praktikumsteilnehmer und Nachschreiber Praktikumsteilnahme (bitte deutlich lesbar ausfüllen) SoSe 2016 Raum Platz Seminarleiter Assistent SoSe 2015 Raum Platz Assistent SoSe 2014 Raum Platz Assistent SoSe 201 Raum Platz Assistent Vorschreiber: Teilnahme OC/I bzw. Modul OC/I im WiSe 201/ / /2016 Das Bestehen dieser Prüfungsleistung ersetzt nicht die Prüfungsleistung zum Modul OCI Bei unvollständigen Angaben kann die Klausureinsicht nicht gewährleistet werden! Diese Klausur ist und bleibt Eigentum der Jeder Täuschungsversuch wird entsprechend Prüfungsordnung Studiengang Chemie-Bachelor 9 behandelt! Zur Bewertung von Mechanismen: Grundsätzlich gibt es für richtige Zwischenverbindungen und Endprodukte nur dann Punkte, wenn diese im richtigen Gesamtzusammenhang formuliert wurden. Geben Sie bei ionischen Reaktionen stets das Gegenion an, auch wenn dieses für den Mechanismus anscheinend keine Bedeutung besitzt. Verweisen Sie sorgfältig auf Lösungen, die Sie außerhalb der vorgesehenen Felder formuliert haben. Anderenfalls kann die Anerkennung der Antworten nicht gewährleistet werden. Lösungen mit Bleistift und/oder Rotstift sind grundsätzlich unzulässig und werden nicht anerkannt. Längere Textpassagen können bei der Korrektur leider nicht berücksichtigt werden (Formel statt Text!). Eigene Abkürzungen jedweder Natur sind in Lösungsfeldern unzulässig und werden als falsch bewertet. Sinnvolle und definierte Abkürzungen von Molekülteilen in Lösungsfeldern zu Reaktionsmechanismen sind zulässig (auf eigene Gefahr). Es wird in jedem Fall (wenigstens) nach dem organischen Hauptprodukt gefragt. Konventionsgemäß werden die Aufarbeitungsbedingungen in der Regel nicht explizit angegeben. Kontrollieren Sie vor Arbeitsbeginn, ob Sie die Klausur vollständig erhalten haben. Seite Note max. Punkte Punkte Inhalt: Radikalische Substitution, Nucleophile Substitution, Eliminierungen, Additionen, Diels Alder- Reaktion, Substitution am Aromaten, Carbonylverbindungen und Heteroatomnucleophile

2 1. Radikalische Substitution 1.1. Formulieren Sie den Mechanismus der einfachen Wohl-Ziegler-Bromierung von Cyclohexen. Kennzeichnen Sie Elektronenverschiebungen (Pfeile!), Kettenstart, Radikalkettenreaktion und Kettenabbruch. Benennen Sie die benötigten Reagenzien! 2 12 Seite 2 14

3 2. Nukleophile Substitution, Eliminierungen und elektrophile Addition an Mehrfachbindungen 2.1. Theorie: Angenommen Sie führten eine Williamson-Ether-Synthese mit Natriumphenolat und (S)-2-Brombutan durch. Formulieren Sie das Produkt der Reaktion. Nehmen Sie an, die Reaktion verläuft nach einem S N 2 Mechanismus. (S)-2-Brombutan NaOPh EtOH vollständige Strukturformel Stellen Sie das Energiediagramm dar, und geben Sie an, ob und wo im Energiediagramm Übergangszustände oder Zwischenstufen durchlaufen werden. Stellen sie den oder die Übergangszustand/-stände graphisch dar. 4 Welche Produkte erwarten Sie wenn Sie Kalium-tert-butanolat anstatt Natriumphenolat verwenden? Geben alle möglichen Isomere an und kennzeichnen Sie das thermodynamisch stabilste. 2 Seite 9

4 2.2. Geben Sie das Produkt folgender Reaktion an. Formulieren Sie nun einen Mechanismus für diese Reaktion. Machen Sie dabei auch die Elektronenpaarverschiebungen deutlich (Pfeile). 7 Seite 4 10

5 2.. Geben Sie das Produkt der folgenden Reaktion an! Formulieren Sie nun einen sinnvollen Reaktionsmechanismus. Um was für eine Reaktionsklasse handelt es sich hier mechanistisch gesehen (Reaktionskürzel)? 5 Welches Reaktionsprodukt erwarten Sie bei Einsatz von wässriger Salzsäure? 1 Seite 5 12

6 2.4. Geben Sie das Produkt folgender Reaktion an! Formulieren Sie nun einen glaubhaften Reaktionsmechanismus für diese Reaktion. Verdeutlichen Sie den elektronischen Verlauf durch Elektronen(paar)verschiebungspfeile. 9 Seite 6 12

7 5. Diels Alder Reaktion und aromatische Substitution Bei folgender Diels Alder Cycloaddition entstehen auch unter Annahme vollständiger endo- Selektivität zwei Stereoisomere. In welchem Verhältnis werden beide Produkte gebildet und um was für Isomere handelt es sich? 6 Zeichnen Sie den Übergangszustand der zu Produkt A führt in räumlicher Darstellung (perspektivisch, bootsförmiger ÜZ, oder Ähnliches) dass der stereochemische Verlauf der Reaktion deutlich wird! Seite 7 9

8 5.2. Geben Sie jeweils das zu erwartende Hauptprodukt der einfachen Umsetzung von Anisol mit den angegebenen Reagenzien bzw. Reagenzienkombinationen an! Unter welchen Reaktionsbedingungen (Reagenzienkombination, Lösungsmittel, Temperatur) ließe sich folgende Umsetzung bewerkstelligen? Seite 8 9

9 5.4. Geben Sie das Hauptprodukt folgender Reaktion an! 2 Formulieren Sie nun einen glaubhaften Reaktionsmechanismus für diese Reaktion. Verdeutlichen Sie den elektronischen Verlauf durch Elektronen(paar)verschiebungspfeile. 5 Seite 9 7

10 6. Reaktion von Carbonylverbindungen mit Heteroatomnukleophilen 6.1. Geben Sie das Produkt folgender Reaktion an! 2 Formulieren Sie nun einen plausiblen Reaktionsmechanismus. Verdeutlichen Sie den Verlauf durch Elektronenpaarverschiebungspfeile! 6.2. Geben Sie das Produkt folgender Reaktion an! Zu welcher Substanzklasse gehört das Produkt? OH O 1,1 Äquiv. H 2 N-NHPh kat. konz. H 2 SO 4 OH Cl EtOH Substanzklasse: Seite 10 8

11 6.. Vervollständigen Sie folgendes Reaktionsschema! Welches Produkt erhielten Sie wahrscheinlich bei direkter Umsetzung des Eduktes mit Ammoniak? O 1,1 Äquiv. O Cl O O N H 1,1 Äquiv. NEt HO O Reaktionsprodukt bei direkter Zugabe von wässriger Ammoniaklösung zum Edukt: 2P Zugabe von wässriger Ammoniaklösung 1P 2P R. Shen, T. Inoue, M. Forgac, J. A. Porco, J. Org. Chem. 2005, 70, O-markierter Ethylvinylether soll säurekatalysiert gespalten werden. Geben Sie die Produkte an, und kennzeichnen Sie, wo im Produkt sich der markierte Sauerstoff befindet. 5 Begründen Sie ihre Auswahl durch Formulieren des Reaktionsmechanismus. ENDE 2 Seite 11 10