R 4 R 1 R 4 R 1 R R 2 = R 3 R 1 R 2 R 2 R 1 R 3 R 1 R 3 R 3 R 3 R 1 H R 1 H R 1 R 4. Zakład Chemii Organicznej: kopiowanie zabronione.

Transkrypt

1 Witam Państwa 1. Poniżej zamieszczam poprawne odpowiedzi zarówno części testowej jak i reakcji z dodatkowymi komentarzami. 2. Proszę nie uczyć się odpowiedzi do testu na pamięć (bo już raczej taki test się nie powtórzy lub powtórzy się za wiele lat) ale zrozumieć dlaczego takie odpowiedzi są prawidłowe! Tzw. lista 300 już nie obowiązuje obowiązuje nomenklatura związków organicznych (konkretnie klas związków jakie mogą się pojawić z zadaniach). Podręczniki zawierają TYLK przykładowe reakcję i ich mechanizmy. Podręczniki kursowe zawierają materiał spójny z wykładem - skupiają się na klasach związków. znacza to jednak, że inne podręczniki, skupiające się na typach reaktywności, mogą być znacznie lepsze do opracowania materiału do kolokwium dotyczącego typów reaktywności. 3. Generalnie mechanizm reakcji pokazuje przejścia krok po kroku i rzadko dzieje się wiele rzeczy na raz (wyjątki: reakcje elektrocykliczne oraz eliminacja dwucząsteczkowa E2 sprawdźcie na własną rękę). Dodam, że naszym zamiarem nie było karanie za napisanie mechanizmu zgodnego z jakimkolwiek podręcznikiem, ale premiowanie za przedstawienie go w możliwie dokładnej postaci. W wielu podręcznikach kursowych pojawiają się skróty w mechanizmach, które nie odzwierciedlają całkowicie logicznej drogi reakcji. zasem w dwóch podręcznikach są przedstawione sprzeczne mechanizmy! Dodatkowe punkty przyznawane były za pokazanie form rezonansowych (które tłumaczą dodatkową trwałość pośrednich form kationowych co pcha reakcję w kierunku produktów) oraz za wskazanie zagiętą strzałką ataku elektronów nukleofila na atom o charakterze elektrofilowym. Jeżeli ktoś pomijał wolne pary elektronowe lub / tracił 0.5 punktu na każdej właściwej strukturze. Ponadto, ruch elektronów czasem musi być skoordynowany (np. przy addycji do wiązania =/= ), a odejście grup IE powinno odbywać się bez przygotowania do niego (przykład: cząsteczka wody odrywa się tylko ze struktury 2 ).. Ponadto komentarz odnośnie rysowania struktur chiralnych: ależy rysować w taki sposób: wiązanie nad/pod płaszczyzną powinny ze sobą sąsiadować; leżeli narysowano strukturę na planie krzyża z ramionami ustawionymi w płaszczyźnie to przyjmowano konwencje ischera; bezpieczny sposób rysowania dla części struktur, gdyż atom musi się ustawić w taki sposób by dopełnić strukturę tetraedryczną; nadal poprawne, choć trochę nieeleganckie przedstawienie struktur centralny atom węgla jest zdeformowanym tetraedrem, ale można dostrzec przestrzenne ustawienie podstawników; w tym przypadku problemem jest czy struktura została tak narysowana specjalnie czy przypadkiem dobra wola sprawdzającego jest po waszej stronie (dla skomplikowanych związków czasem jest to jedyna możliwa droga przedstawienia złożonej struktury przestrzennej): R R = R ie obcinano punktów za rysowanie chociaż zalecone jest rysowanie, jak również za np. napisanie pojedynczego w cząsteczce rysowanej na sposób kreskowy (nie miesza się stylów!). 5. Jeżeli ktoś opierając się na podanej nazwie narysował właściwą strukturę ale bez poprawnej chiralności otrzymywał połowę należnych punktów - jeżeli taki substrat dalej reagował i narysowano właściwy produkt (bez uwzględnienia stereochemii) ten drugi oceniany był za całość należnych punktów. 1

2 Kolokwium z S. UKLEILWEJ, ELIMIAJI, ADDYJI Wersja A Autorzy: MK, M, RM, DM czas: 5 minut 1. Który z alkoholi przereaguje najszybciej w reakcji S 1 z chlorkiem sodu: I-rzędowy II-rzędowy III-rzędowy żaden 2. Addycja do wiązań podwójnych odbywa się...: wyłącznie zgodnie z regułą offmanna wyłącznie zgodnie z reguła Zajcewa wyłącznie zgodnie z reguła Markownikowa brak poprawnej końcówki zdania 3. Aby poniższa reakcja przebiegła możliwie efektywnie Z powinno być grupą Z 2 Z powinna być halogenkiem powinna być prowadzona w warunkach zasadowych (dla Z = ) powinna być prowadzona w warunkach kwaśnych (dla Z = ). Typową reakcją konkurencyjną wobec S 1 jest: S 2 E1 E2 każda z powyższych 5. Grupa opuszczająca w reakcjach S to : anion, który odrywał się od cząsteczki, cząsteczka obojętna, która odrywała się od cząsteczki, kation, który oderwał się od cząsteczki, odpowiedzi i są poprawne 6. W wyniku ataku nukleofila na prochiralny* płaski karbokation otrzymuje się: zawsze dwa produkty, niezależnie od rodzaju reagentów, jeden produkt, gdy nukleofil jest rozbudowany przestrzennie (ma zawadę steryczną) a karbokation nie jest rozbudowany, jeden produkt, gdy karbokation jest rozbudowany przestrzennie (ma zawadę steryczną po jednej ze stron), i nukleofil jest rozbudowany każda odpowiedz jest prawdziwa prochiralny - oznacza atom który nie jest chiralny ale w wyniku reakcji chemicznej może stać się chiralny. 7. Poniższy związek (dla starsze od ) jest: racematem związkiem mezo izomerem SS izomerem RR 8. Które nukleofile pozwalają na łatwą odwracalną reakcję addycji do grupy karbonylowej? halogenkowe np. tlenowe, np. R- węglowe, np. R azotowe, np Dla halogenopochodnych cyklicznych alkanów (X-y) reakcja dehydrohalogenacji wg E2 przebiega niezależnie od wzajemnego ustawienia X i szybciej dla dwuaksjalnego wzajemnego ustawienia X oraz szybciej dla dwuekwatorialnego wzajemnego ustawienia X oraz szybciej dla aksjalno-ekwatorialnego wzajemnego ustawienia X oraz 2

3 10. Wzajemna relacja między reakcją S 2 i E2 zależy głownie od: zasadowości nukleofila rzędowości węgla na którym będzie przebiegać reakcja rodzaju grupy opuszczającej (dobra/zł polarności rozpuszczalnika (polarny/niepolarny) 15. Głównym produktem poniższej reakcji będzie: K / Głównym produktem poniższej reakcji E2 jest: b K K Wskaż najsilniejszy ester aktywny: 2 2? a i b powstają w równych ilościach zynnikiem nukleofilowym IE JEST: Poniższy związek: 2 ma konfigurację S 2 jest nieczynny optycznie stanowi formę mezo ma konfigurację R c 16. W przedstawionej poniżej reakcji brakujący substrat oznaczony jako? to: 1. Mg/eter 2.? 3. 2 // 2 5,,, 17. W wyniku reakcji ketonu lub aldehydu z aminami drugorzędowymi powstają: amidy, hydrazony, enaminy oksymy. 18. W reakcji alkoholi pierwszorzędowych z roztworem w obecności Zn 2 (próba Lucas: powstaje odpowiedni chlorek alkilowy szybko pojawia się zmętnienie roztworu wydziela się gazowy reakcja nie zachodzi 19. Produktem poniższej reakcji jest: K/DM 20. Wskaż najtrwalszy karbokation: 3

4 Kolokwium z S. UKLEILWEJ, ELIMIAJI, ADDYJI Wersja A B Uzupełnij poniższe schematy reakcji oraz nazwy wskazanych substratów i produktów. Zwróć uwagę na stereochemię, zarówno w nazwach jak i związkach! 15p halogenek=x W-0.5p Ra/R eliminacja 2 2-metylopropen/ izobuten Ph 3 P Ph 3 P ylid do wyboru, ale pasujacy do pary! 1 cis-cykloheksan-1,2-diol (klasa zwiazku) acetal W1 0,5 W -0.5p 2 -a W -0.5p 3 2 -(bromometylo)fenol a/ w-1p Benzyn jest tu stanem pośrednim nie chcąc zanadto podpowiadać nie narysowano go w [ ] z premedytacją. 1eq (2R)-butan-2-ol a/ lub oba izomery -1p (1S)-1-metylo-2-metylideno cykloheksan. Przedstaw mechanizm tworzenia hemiacetalu w warunkach kwaśnych. Pamiętaj o rysowaniu w postaci wzorów Lewis a (zwłaszcza wolnych par elektronowych), wskazywaniu ładunków i zagiętych strzałek pomiędzy nukleofilem i elektrofilem. (5p) x kation = 3pkt, 2x = 1pkt, x - 3 = 1pkt

5 Kolokwium z S. UKLEILWEJ, ELIMIAJI, ADDYJI Wersja B Autorzy: MK, M, RM, DM czas: 5 minut 1. Addycja do wiązań podwójnych odbywa się...: e) wyłącznie zgodnie z regułą offmanna f) wyłącznie zgodnie z reguła Zajcewa g) wyłącznie zgodnie z reguła Markownikowa h) brak poprawnej końcówki zdania 6. W wyniku reakcji symetrycznego ylidu z aldehydem: powstają dwa izomeryczne związki powstaje związek z węglem prochiralnym* powstaje jeden z enancjomerów powstaje mieszanina racemiczna 2. Który z bromków alkilowych przereaguje najszybciej: w reakcji S 1 z chlorkiem sodu: I-rzędowy II-rzędowy III-rzędowy żaden 3. Aby poniższa reakcja przebiegłą możliwie efektywnie Z powinno być grupą Z 2 Z powinna być halogenkiem powinna być prowadzona w warunkach zasadowych (dla Z = ) powinna być prowadzona w warunkach kwaśnych (dla Z = ). ery można otrzymać: dla nukleofili zawierających ugrupowanie - tylko w wyniku odwadniania alkoholi tylko w wyniku reakcji Williamsona tyko w wyniku reakcji Wittiga 5. Reakcja substytucji nukleofilowej w pierścieniu aromatycznym...: przebiega według złożonego mechanizmu jest możliwa wyłącznie gdy związkiem pośrednim będzie pochodna benzynu jest możliwa wyłącznie gdy pochodna benzenu będzie posiadała liczne grupy elektronoakceptorowe brak prawidłowego końca zdania. prochiralny - oznacza atom który nie jest chiralny ale w wyniku reakcji chemicznej może stać się chiralny. 7. Jaki będzie główny produkt reakcji bromku izobutylu z wodą w warunkach reakcji S 1? izobuten alkohol n-butylowy alkohol izobutylowu alkohol tert-butylowy 8. ajsilniejszym nukleofilem jest I woda etanol 9. Dla pochodnych eterowych reakcja eliminacji zgodnej z reguła offmana: nie istnieje ta regułą dotyczy reakcji addycji! przebiega zgonie z mechanizmem E1 przebiega zgonie z mechanizmem E2 przebiega zgonie z mechanizmem E1 lub E2 10. Reakcja S w grupie karbonylowej pomiędzy ketonem a aminą jest: możliwa tylko dla amin I-rzędowych możliwa tylko dla amin II-rzędowych możliwa tylko dla amin III-rzędowych niemożliwa dla kationów amoniowych 11. Wzajemna relacja między reakcją S 1 i S 2 zależy głownie od: zasadowości nukleofila rzędowości węgla na którym będzie przebiegać reakcja rodzaju grupy opuszczającej (dobra/zł polarności rozpuszczalnika (polarny/niepolarny) 5

6 12. Głównym produktem poniższej reakcji eliminacji będzie: Jaka jest relacja pomiędzy przedstawioną parą związków? identyczne, po inwersji pierścienia konformery, stereoizomery, izomery konstytucyjne 1. Który z podanych związków nie jest estrem aktywnym: Poniższy związek: 3 2 S Strukturę (S)-2-fluorobutanu najlepiej oddaje rysunek: c Wskaż schemat reakcji, w której nie powstanie amid: a 2 2 a Me 3 pirydyna 2 pirydyna ajbardziej trwałym karbokationem spośród przedstawionych poniżej jest: b Związki Grignarda można wykorzystać do syntezy: eterów acetali enamin alkoholi I-rzędowych 20. Zaznacz prawidłową odpowiedź dla poniższych ZDAŃ: Reakcja cykloheksanolu z 2 S zachodzi według mechanizmu E1 (TAK/IE) (0.5p) Reakcja 2-bromo-2-metylobutanu z a w zachodzi według mechanizmu E1 (TAK/IE) (0.5p) jest czynny optycznie posiada oś symetrii ma konfigurację S,S stanowi formę mezo 6

7 Kolokwium z S. UKLEILWEJ, ELIMIAJI, ADDYJI Wersja B B. Uzupełnij poniższe schematy reakcji oraz nazwy wskazanych substratów i produktów. Zwróć uwagę na stereochemię, zarówno w nazwach jak i związkach! 15p 3 2-metylomaslan metylu 0.5 W1 W1 W0.5 W1 W0.5 S 2 chlorek tionylu (2S)-butan-2-ol hexa-1,5-diene 2 / (nadmiar) 2 a 0.5p za typ reakcji? aromatyczna substytucja nukleifilowa 1,-dichloro- 2-nitrobenzene 2 P 3 / P 5 / S 2 do wyboru 3a 3 2 chlorek -metoksybenzoilu 2 S S Reakcje te są przykładami addycji (sprzężonej z eliminacją) do związków karbonylowych. admiar stosowanego fenyloaceton / keton benzylowo-metylowy oba izomery lub bez zaznaczenia izomrii. Przedstaw mechanizm reakcji chlorku propionylu z etyloaminą. Pamiętaj o rysowaniu w postaci wzorów Lewis a (zwłaszcza wolnych par elektronowych), wskazywaniu ładunków i zagiętych strzałek pomiędzy nukleofilem i elektrofilem. 5p. 2 odczynnika przesuwa ewentualną równowagę w kierunku produktu x1p (dowolna prawidlowa struktura ze strzalkami) 1p za rezonans po 0.5 za 1 strzalki oraz - - = 5p Bez strzalek lub elektronów: po 0.5p we wzorze. 2 zasteczka pojawila sie przy produkcie przez przypadek, ale nikt nie zwrócil na nia uwagi! Zakład hemii rganicznej 7