Προβλήματα Οργανικής Χημείας

Transcript

1 Γράψτε ένα αποδεκτό όνομα κατά IUPA για τα παρακάτω μόρια (να γίνει όπου προκύπτει χαρακτηρισμός E ή Z και cis ή trans) Πέτρος Α. Ταραντίλης 1

2 Ποια από τα παρακάτω αλκένια αποτελούν ζευγάρια Ε-Ζ ισομερών (Α-Β, Α-Γ, Α-Δ, Β-Γ, Β-Δ, Γ- Δ,); Α Β Γ Δ Σας δίνονται οι δύο διαφορετικές διαμορφώσεις του κυκλοεξανικού ανακλίντρου. Σχεδιάστε δύο διαφορετικές διαμορφώσεις ανακλίντρου για το trans-1,2-διμεθυλοκυκλοεξάνιο και εξηγείστε ποια είναι η πιο σταθερή. Σας δίνονται οι παρακάτω σκελετικές δομές. i) ii) Να χαρακτηριστούν γεωμετρικά και να δοθούν οι ονομασίες τους κατά IUPA (αιτιολόγηση). Σας δίνεται η στερεοχημική απεικόνιση του μορίου (Α). OO Α Β Γ Δ Να σχεδιάσετε την απεικόνιση κατά Fisher (B), να συμπληρώσετε τις απεικονίσεις (Γ & Δ), να χαρακτηρίσετε το μόριο ως R ή S και να το ονομάσετε κατά IUPA (αιτιολόγηση). Σχεδιάστε τις δομές που αντιστοιχούν στις παρακάτω ονομασίες: I) 2,2-διμεθυλο-4- προπυλοοκτάνιο και II) Ζ-5-αιθυλο-4-οκτένιο. Πέτρος Α. Ταραντίλης 2

3 Η θυμόλη και καρβακρόλη απαντούν στα αιθέρια έλαια πολλών φυτών της οικογένειας Lamiaceae. Ποια είναι η ονομασία τους κατά IUPA (αιτιολόγηση). I) Θυμόλη II) Καρβακρόλη Χαρακτηρίστε τις διαμορφωμερείς ή στροφομερείς δομές του βουτανίου. Ποιά ή ποιές από τις στροφομερείς δομές είναι ή πιο σταθερή και ποια ή ποιες η λιγότερο σταθερή; Εξηγείστε A B Γ Δ 3 Ε 3 ΣΤ Να δοθούν με τη βοήθεια των προβολών Newman τα διαμορφομερή του 1,2-διχλωρο-αιθανίου κατά την περιστροφή του γύρω από τον άξονα 1-2. Ποιο από τα διαμορφoμερή έχει τη μέγιστη ενέργεια και γιατί; Να σχεδιαστεί η σταθερότερη διαμόρφωση του κυκλοεξανίου καθώς και η σταθερότερη διαμόρφωση ενός μονοΰποκατεστημένου κυκλοεξανίου. Να εξηγήσετε γιατί στη συνηθισμένη θερμοκρασία δωματίου κυριαρχούν αυτές οι διαμορφώσεις. Σχεδιάστε τις δυνατές διαμορφομερείς δομές για τα ζευγάρια των cis- και trans-1,4- διμεθυλοκυκλοεξανίου. Σε κάθε περίπτωση ποιο ζευγάρι ισομερών είναι πιο σταθερό και από αυτό το ζευγάρι ισομερών ποια δομή είναι σταθερότερη και ποια λιγότερο σταθερή; Εξηγείστε. Πέτρος Α. Ταραντίλης 3

4 Χαρακτηρίστε τις παρακάτω ενώσεις ως Ε ή Ζ και R ή S: 3 2 O l l 3 O OO O O 2 N OO 3 Br OO O 3 Αναφέρατε τέσσερες (4) τεχνικές προσδιορισμού της δομής μιας οργανικής ένωσης και το είδος των πληροφοριών που παρέχει η κάθε τεχνική. Σε τι διαφέρει η φασματοσκοπία υπεριώδους ορατού (UV-Vis) από τη φασματοσκοπία 1 NMR; Η σύγκριση να επικεντρωθεί στα εξής σημεία: i) την αιτία που προκαλεί την απορρόφηση της ακτινοβολίας, ii) τις πληροφορίες που δίνουν για τη διερεύνηση της δομής μιας οργανικής ένωσης. Ποια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος χρησιμοποιείται στη φασματοσκοπία υπεριώδους και ποια στη φασματοσκοπία ορατού; ii) Γιατί μερικές οργανικές ενώσεις είναι έγχρωμες, ενώ άλλες δεν είναι; iii) Το β-καροτένιο παρουσιάζει λmax στο Vis στα 445nm. Το λυκοπένιο θα παρουσιάζει λmax στο υπεριώδες ή στο ορατό, είναι και οι δύο ενώσεις έγχρωμες; Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. Δίνονται το φάσμα Vis του β-καροτενίου και οι δομές των β- καροτενίου και λυκοπενίου. β-καροτένιο Φάσμα Vis β-καροτενίου λυκοπένιο Πέτρος Α. Ταραντίλης 4

5 Δίνονται τα φάσματα UV-Vis των α) 1,3-βουταδιενίου και β-καροτενίου. Να αντιστοιχίσετε τα φάσματα στις ενώσεις και να αιτιολογήσετε την αντιστοίχιση. 1 α) 1,3-βουταδιένιο β) β-καροτένιο 2 Ποιες οργανικές ενώσεις απορροφούν στην περιοχή του υπεριώδους και ποιες στην περιοχή του ορατού, ii) οι παρακάτω οργανικές ενώσεις είναι και οι δύο έγχρωμες, iii) σε ποια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος εκτείνεται η UV και σε ποια η Vis. Για την ταυτοποίηση και τον προσδιορισμό της δομής οργανικών ενώσεων χρησιμοποιούνται φασματοσκοπικές τεχνικές, όπως η φασματομετρία μαζών (MS), η φασματοσκοπία υπερύθρου (IR), η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) κ.ά. Τι πληροφορίες δίνουν οι παραπάνω τεχνικές για την ταυτοποίηση και τον προσδιορισμό της δομής ενός οργανικού μορίου; Οργανική ένωση περιέχει μόνο xyo 2. Παρακάτω δίνεται το φάσμα IR της ένωσης. Να καταγράψετε τους κυματαριθμούς που αντιστοιχούν στις ζώνες απορρόφησης Α, Β,, και να αποδώσετε τις απορροφήσεις σε δονήσεις χαρακτηριστικών ομάδων. Πέτρος Α. Ταραντίλης 5

6 Ποια από τις παρακάτω ενώσεις αναμένεται να δώσει το ακόλουθο φάσμα 1 NMR Ποια από τις παρακάτω ενώσεις αναμένεται να δώσει το ακόλουθο φάσμα MS; Σχετική αφθονία (%) m/z Α) Θυμόλη (ΜΒ: 150) Β) Φαινόλη (ΜΒ: 94) O Γ) Νιτροβενζόλιο (ΜΒ: 123) Δ) Καρβακρόλη (MΒ: 150) Ατομικά βάρη: :12, :1, O:16, N:14, l:35,5 Να εξηγήσετε την αιτία που προκαλεί την απορρόφηση της ακτινοβολίας στην υπέρυθρη φασματοσκοπία (IR) και τι πληροφορίες δίνει ένα φάσμα IR για τη διερεύνηση της δομής μιας οργανικής ένωσης. Πέτρος Α. Ταραντίλης 6

7 Σας δίνεται η προβολή κατά Fischer της D-γλυκόζης. Να δώσετε την ονομασία κατά IUPA και τη μετατροπή της προβολής κατά Fischer στην κυκλική προβολή κατά aworth που αντιστοιχεί στην β-d-γλυκοπυρανόζη. Σχεδιάστε τη δομή ανακλίντρου για την α- και β-d-γλυκοπυρανόζη. Γιατί οι περισσότεροι γλυκοπυρανοζίτες που απαντούν στη φύση είναι β-ανωμερή (αιτιολόγηση). Χρησιμοποιώντας τις παρακάτω πληροφορίες να σχεδιάσετε τη σακχαρόζη: (1) η υδρόλυσή της σακχαρόζης δίνει μίγμα D-γλυκόζης και D-φρουκτόζης, (2) δεν ανάγει το διάλυμα Fehling και δεν εμφανίζει πολυστροφισμό, (3) με μεθυλίωση και υδρόλυση δίνει μίγμα 2,3,4,6-τετρα-Ο-μεθυλο-α- D-γλυκόζης (Α) και 1,3,4,6-τετρα-Ο-μεθυλο-β-D-φρουκτόζης (Β). Αναγνωρίστε το είδος του γλυκοζιτικού δεσμού της σακχαρόζης και εξηγείστε γιατί αυτή δεν είναι αναγωγικό σάκχαρο. 3 O 3 O 2 O 3 O 2 O 3 O O 3 O A O 3 O O 3 2 O 3 B Η ειδική στροφή της καθαρής α-d-γλυκοπυρανόζης είναι [α] D = +112,2 ο και η ειδική στροφή της καθαρής β-d-γλυκοπυρανόζης είναι [α] D = +18,7 ο. Υπολογίστε τα ποσοστά (%) των α και β ανωμερών, με βάση την τιμή της ειδικής στροφής σε συνθήκες ισορροπίας, που είναι [α] D = +52,6 ο. Πέτρος Α. Ταραντίλης 7