Die Verwendung von Rot- und Bleistift sowie Tipp-Ex ist untersagt!!!

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1 Chemisches Praktikum für Studierende der Biologie (Bachelor) Universität zu Köln Department für Chemie Prof. Dr..-G. Schmalz Prof. Dr. A. G. Griesbeck M.Sc. P. Thomopoulou Greinstr Köln Modul: BS Chemie II rganische Chemie 1. Wdh.-Klausur zum rganisch-chemischen Grundpraktikum für Studierende der Biologie am ame: Vorname: Matrikelnummer: Studiengang: Prüfer: ote: Prof. Dr..-G. Schmalz Aufgabe (max. Punktzahl) 1 (8) 2 (14) 3 (12) 4 (20) 5 (16) 6 (16) 7 (12) 8 (10) 9 (12) ECTS-Grade: Prof. Dr. A. G. Griesbeck erreichte Punktzahl Summe (120) Die Verwendung von Rot- und Bleistift sowie Tipp-Ex ist untersagt!!!

2 Aufgabe 1. Gegeben ist die Konstitutionsformel des Alkaloides Scoulerin. 1. Welche drei funktionellen Gruppen erkennen Sie? 2x Alkohol (Phenol) 1x Amin (tert. Amin) 2x Ether 2. Ermitteln Sie die Summenformel! C Bestimmen Sie die Konfiguration des stereogenen Zentrums! S 4. Was entsteht aus Scoulerin bei Zugabe von einem Äquivalent Salzsäure? (ydrochlorid) Zeichnen Sie ein Formelbild für die entstehende Verbindung Me Me Cl

3 Aufgabe Benennen Sie die folgende Konstitution (Menthol) nach den IUPAC-Regeln! 2-Isopropyl-5-methyl-cyclohexanol oder 5-Methyl-2-(propan-2-yl)-cyclohexan-1-ol 5 P 2. Zeichnen Sie eine Konstitutionsformel für -Acetyl-4-aminophenol (Paracetamol)! 5 P 3. Zeichnen Sie eine Konstitutionsformel für das a-salz der 2-xopropansäure (a-pyruvat)! a 4 P

4 Aufgabe Zeichnen Sie die Fischer-Projektion für das abgebildete Enantiomer von Galactose (komplettieren Sie das Templat)! C C 2 5 P 2. andelt es sich dabei um D- oder L-Galactose? (begründen Sie ihre Antwort knapp!) L-Galactose unterste -Gruppe in der Fischer Projektion zeigt nach links_ 3. Welches der drei Formelbilder (A-C) beschreibt das -Anomer der cyclischen albacetal- Form von D-Glucose ( -D-Glucose)? Kennzeichnen Sie die albacetal-zentren in den Formelbildern A-C! A B C 3 P Formelbild C = ( -D-Glucose)

5 Aufgabe 4. Gegeben ist folgende Konstitution: 1. Benennen Sie die Konstitution nach IUPAC! 5,5-Dimethyl-cyclohexan-1,3-diol 2. Wie viele Stereoisomere mit der gleichen Konstitution gibt es (real)? 3 Zeichnen Sie für alle Stereoisomere eine Konfigurationsformel und geben Sie jeweils an: - die Konfiguration (R/S) der Chiralitätszentren; - die relative Stellung der -Substituenten am Ring. Kennzeichnen Sie etwaige meso-verbindungen und geben Sie an, wie sich die Stereoisomere (Konfigurationsisomere) zueinander verhalten! S R S cis (meso) trans trans S S,S ist zu R,R enantiomer und S,R (= R,S) ist sowohl zu S,S bzw. zu R,R diastereomer R R 9 P 3. Zeichnen Sie die beiden Sesselkonformationen für die (R,S)-konfigurierte Verbindung (nutzen Sie die Template)! Markieren Sie die -Gruppen jeweils mit axial oder äquatorial! 4 P Wie verhalten sich die beiden Konformere stereochemisch zueinander? diastereomer

6 Aufgabe Vervollständigen Sie das Formelbild von Pyridoxamin (ein B6-Vitamin) im Sinne einer vollständigen Lewis-Formel (d.h. zeichnen Sie alle freien Elektronenpaare ein)! 2 C 3 2. Welche der folgenden Verbindungen sind aromatisch? Schreiben Sie auch die Zahl der - Elektronen für jedes System in die darunter stehenden Kästchen! 3 P aromatisch aromatisch 6π 8π 6π 10π 6π 4 P 3. Wie lautet die ückel-regel für aromatische Verbindungen? Zahl der -Elektronen = 4n Erläutern Sie den Unterschied zwischen mesomeren Grenzformen und tautomeren Formen am Beispiel der folgenden Systeme! Zeichnen Sie jeweils das zweite Formelbild und erläutern Sie den Unterschied der Strukturen jeweils mit wenigen Stichworten. Me Me Tautomerie: Gleichgewicht zwischen diskreten, isomeren Spezies (-Atom-Verschiebung) Me Me Mesomere Grenzformen (Resonanzstrukturen) beschreiben ein und dieselbe Spezies 4 x 2 = 8 P

7 Aufgabe Vervollständigen Sie das Schema für die Synthese von C (C 7 6 Br) ausgehend von Benzoesäuremethylester (A)! 2. Zeichnen Sie Formelbilder von B und C! 4 P Me Br 2 FeBr 3 Me 3 2 A Br B Br C 3. Begründen Sie die Regioselektivität des Bromierungsschrittes knapp? Der Estersubstituent wirkt bei S E Ar-Reaktionen meta-dirigierend 4. Zeichnen Sie eine Resonanzformel (eine andere mesomere Grenzstruktur) für den kationischen Cyanin-Farbstoff-Chromophor, um die elektronische Kommunikation zwischen den Stickstoffatomen zum Ausdruck zu bringen! 3 P 5. Zeichnen Sie ein Formelbild für die Zwischenstufe D und das Produkt (E) der Umsetzung von Brombenzol mit Mg und nachfolgend mit Aceton! (2 +3 =) 5 P Br Mg TF MgBr Aceton dann 2 D E 6. Um was für einen Reaktionstyp handelt es sich bei dieser Transformation? Grignard-Reaktion

8 Aufgabe Vervollständigen Sie das folgende Syntheseschema! C 2 C, 3 C 2 S 4, 2 2 C 2 3 C 2 F G (rac) G' 2. Um was für eine amensreaktion handelt es sich? Strecker-Aminosäure-Synthese 3. Zeichnen Sie ein Formelbild für die Zwischenstufe F und die im Gleichgewicht dominierende Form des Produktes (G )! 4 P 4. Skizzieren Sie den Reaktionsmechanismus der Bildung von F! 6 P

9 Aufgabe 8. Von welchen Vorstufen ( und I) müsste man ausgehen, um das Produkt J im Sinne einer Aldol-Kondensation herzustellen? 1. Zeichnen Sie Formelbilder für und I 6 P Me + Me I J 2. Welcher der Ausgangstoffe dient in der obigen Reaktion als C--acide Komponente? das Keton 3. Zeichnen Sie ein Formelbild für die im Zuge der Bildung von J auftretende Zwischenstufe (Aldol-Additionsprodukt)! Me 4. Spezifizieren Sie die Konfiguration des Produktes J! E (oder auch trans)

10 Aufgabe 9. Betrachtet wird die Diels-Alder-Reaktion zwischen K und L. 1. Zeichnen Sie ein Formelbild (eines Enantiomers) des entstehenden Produktes M. 4 P + C 2 Me D C 2 Me K Me 2 C L Me 2 C M 2. Erläutern Sie den Mechanismus mit ilfe von Elektronenverschiebungspfeilen (bitte in obiges Schema einzeichnen). 3. Wie stehen die Methylestersubstituenten im Produkt M relativ zu einander, und warum? sie stehen trans als Folge des cis-prinzips, da das Edukt L E-konfiguriert ist 4. Welcher der Ausgangsstoffe ist das Dienophil, welcher das Dien? A: K ist das Dien B: L ist das Dienophil 5. Unter welchen amen würden Sie die beiden Ausgangsstoffe im Katalog suchen? A: K: Cyclohexa-1,3-dien B: L: Fumarsäure-dimethylester (oder E-Butendisäuredimethylester)_