1. Klausur zum Organisch-Chemischen Grundpraktikum des WS

INSTITUT FÜR ORGANISCHE CHEMIE UND BIOCHEMIE
ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITÄT FREIBURG
ALBERTSTR. 21
79104 FREIBURG
CHEMISCHES LABORATORIUM
Prof. Dr. Dietmar A. Plattner
1. Klausur zum Organisch-Chemischen Grundpraktikum
des WS 2008/2009
Donnerstag, 4. Dezember 2008, 15:15-18:15 h, Hörsaal Chemie
Bitte schreiben Sie deutlich. Unleserliche Antworten können nicht berücksichtigt werden.
Zum Schreiben verwenden Sie bitte entweder Kugelschreiber oder Füllfederhalter ( kein
Bleistift und keine rote Farbe! )
NAME ( in Druckbuchstaben)
Fachsem.
………………………………………. ……………...
Geburtstag
……………………………………..
Geburtsort
………………………………………. ……………...
Maximal erreichbare Punktzahl
Aufgabe 1 (20)
Aufgabe 2 (12)
Aufgabe 3 (16)
Aufgabe 4 (12)
Aufgabe 5 (10)
Unterschrift
erzielt
Matrikelnummer
……………………………………..
Maximal erreichbare Punktzahl
Aufgabe 6 (10)
Aufgabe 7 (16)
Aufgabe 8 (10)
Aufgabe 9 (12)
Summe : 118
erzielt
Aufgabe 1 :
Welche Produkte erwarten Sie bei folgenden Umsetzungen? Geben Sie für jeden
Fall den detaillierten Mechanismus der Produkt(e)bildung an.
a)
b)
CO2Me
1 Äquiv. NBS
Bz2O2, CCl4
∆
Br2
hν
c)
1. BH3, THF
2. NaOH, H2O2
2
1. BH3, THF
d)
2. NaOH, H2O2
1. O3
e)
f)
2. Zn, AcOH
1. Br2, H2O
2. KOtBu, tBuOH
(20 Pt.)
3
Aufgabe 2:
a) Erklären Sie kurz, welches von den beiden gezeigten Substraten unter
nucleophilen Substitutionsbedingungen mit Wasser deutlich schneller (Faktor 104!)
reagiert als das andere und warum.
OTos
OTos
b) Können Sie aus diesem Befund ableiten, ob diese Reaktion eher nach einem SN1oder nach einem SN2–artigen Mechanismus verläuft?
(12 Pt.)
4
Aufgabe 3:
Epoxidierungen von Olefinen mit Wasserstoffperoxid unter basischen Bedingungen
verlaufen in Anwesenheit von Nitrilen (z.B. Acetonitril als Lösungsmittel) besonders
gut. Die beobachtete Reaktionsgeschwindigkeit gehorcht dabei einer Kinetik
3.Ordnung: k[RCN][H2O2][Olefin].
a) Formulieren Sie einen Reaktionsmechanismus, der diesen Gegebenheiten
gerecht wird.
(Hinweis: der Schritt der Sauerstoffübertragung auf das olefinische Substrat kann in
Analogie zur Epoxidierung mit Persäuren aufgefaßt werden)
b) Verwendet man kein Olefin, sondern DMSO als Substrat, ist die
Reaktionsgeschwindigkeit unabhängig von der DMSO Konzentration. Erklären Sie
diesen Unterschied!
(16 Pt.)
5
Aufgabe 4:
Eine radikalische Defunktionalisierung von aliphatischen Alkoholen kann via
Transformation in das von Imidazol abgeleitete Thiocarbamat erreicht werden.
Geben Sie alle dazu nötigen Reagentien, Reaktionsbedingungen und den genauen
Reaktionsmechanismus an.
(12 Pt.)
6
Aufgabe 5:
Die Oxymercurierung/Reduktion ist ein alternatives Verfahren zur Hydratisierung von
Alkenen. Schlagen Sie einen Mechanismus für die folgende Reaktion vor:
HO
1. Hg(OAc)2, H2O
2. NaBH4, H2O
(Hinweis: das intermediär auftretende Alkyl-Quecksilberhydrid zerfällt via
Radikalfragmentierung)
(10 Pt.)
7
Aufgabe 6:
Entwerfen Sie eine vernünftige (!) Synthese dieser beiden mehrfach substituierten
Aromaten aus Benzol.
O
I
NH2
Br
(10 Pt.)
8
Aufgabe 7:
a) Geben Sie alle möglichen Produkte an, die bei der Reaktion von (2R)-(2Pentyl)methansulfonat mit DBU entstehen können und erklären Sie, welches davon
warum als Hauptprodukt entstehen sollte.
b) Sie haben DBN und DBU als nützliche Basen für die organische Synthese
kennengelernt. Zeichnen Sie die Strukturformeln dieser beiden Verbindungen und
geben Sie zusätzlich den systematischen Namen nach IUPAC für DBN und DBU an.
Ordnen Sie die Basizität dieser Verbindungen im Vergleich zu Morpholin und Anilin
ein.
(16 Pt.)
9
Aufgabe 8:
Formulieren Sie die Synthese von 9-Anthracencarbonitril ausgehend von Anthracen
und Chlorsulfonylisocyanat. Geben Sie alle Reagentien, die Reaktionsbedingungen
sowie den detaillierten Reaktionsmechanismus an.
(10 Pt.)
10
Aufgabe 9:
a) Die relativen Solvolysegeschwindigkeiten von β-Phenylethyltosylat und
Ethyltosylat zeigen eine bemerkenswerte Variation in Abhängigkeit vom
Lösungsmittel. In Ethanol reagiert β-Phenylethyltosylat ca. 4x langsamer, in
Trifluoressigsäure über 1000x schneller als Ethyltosylat! Geben Sie wenigstens zwei
Gründe für diese scheinbare Anomalie an.
b) Erklären Sie kurz, warum überhaupt in Ethanol β-Phenylethyltosylat etwas
langsamer solvolysiert als Ethyltosylat!
(12 Pt.)
11