1. feladat (3 pont) Az 1,2-dibrómetán apoláris molekula. Az etilénglikol (etán-1,2-diol) molekulának azonban mérhető dipólusmomentuma van. Mi ennek a magyarázata? Az 1,2-dibrómetán főként az anti-periplanáris konformációban létezik, így A C-Br dipólok kioltják egymást, a molekula apoláris. Az etilénglikol azonban a szin-klinális konformációban van jelen, intramolekuláris hidrogén-kötés alakul ki. Ebben a konformációban a poláris C- kötések dipólusai nem oltják ki egymást. Br Br 1
2. feladat (3 pont) Jelölje csillaggal a kiralitáscentrumokat az alább látható molekulákban! 3 C C 3 C 3 Cl C 3 3 C C 3 C 3 3 C N C 3 Cl C 3 Cl * C 3 * * 3 C C 3 * * C 3 * * * 3 C C 3 3 C 3 C * N + * C 3 C 3 Cl - Cl Cl 2
3. feladat (5 pont) Rajzolja fel az A-E vegyületek szerkezeti képletét! C CN 2 PCl 5 A B P 4 10 C 2 / Ni N N E D C CCl CN 2 CN PCl 5 N 3 P 4 10 2 / Ni C 2 N 2 N N CCl 2 3
4. feladat (5 pont) Milyen módszerekkel lehet egy optikailag aktív alkohol racemát formájából az enantiomereket egymástól szétválasztani? 1. Biológiai elválasztás módszere megfelelően kiválasztott mikroorganizmus segítségével 2. Elválasztás kromatográfiás módszerrel megfelelően kiválasztott királis állófázison, vagy a mozgófázisba adagolt királis segédanyag segítségével 3. Diasztereomer vegyületpár képzés segítségével pl. királis karbonsavval észter képzés 4
5. feladat (6 pont) A következő kérdések a 20 természetes aminosavra vonatkoznak. A válaszokat az aminosavak egy és hárombetűs kódjával adja meg! (a) Melyik aminosav akirális? (b) Melyik aminosav (R) konfigurációjú? (c) Melyik aminosav aminocsoportja nem primer amin funkciójú? (d) Melyik aminosav rendelkezik több kiralitáscentrummal? (e) Melyik aminosavnak van a legmagasabb pi értéke? (f) Melyik aminosavnak van a legalacsonyabb pi értéke? (a) G - Gly (b) C - Cys (c) P - Pro (d) I - Ile, T - Thr (e) R - Arg (f) D - Asp 5
6. feladat (6 pont) ány sztereoizomerje létezik az alábbi szerkezeti képlettel rendelkező vegyületnek? Válaszát indokolja! N Br I 3 C I C 3 2 3 = 8 izomer : atropizoméria ciklohexánon lévő kiralátiáscentrum acetilcsoport gátolt rotációja 6
7. feladat (8 pont) Az (a)-(d) vegyületeket először vizes nátrium-hidroxiddal melegítjük, majd ezt követően a reakcióelegyet megsavanyítjuk. Rajzolja fel a keletkezett termékek szerkezeti képletét és adja meg a nevüket! (a) 2-brómbutánsav (b) 3-brómbutánsav (c) 4-brómbutánsav (d) 5-brómpentánsav 3 C 3 C C (a) 2 - hidroxi-butánkarbonsav (b) (E)-but-2-énkarbonsav (c)!-butirolakton (d) "-valerorolakton 7
8. feladat (8 pont) Négy jelöletlen lombikban az alábbi négy, azonos összegképletű (C 5 10 2 ) folyadék van. C 3 3 C C 3 C 3 C C 3 C 3 4-hidroxi-tetrahidropirán izopropil-acetát 2-hidroxi-tetrahidropirán 2,2-dimetil-propánkarbonsav ogyan határozná meg az egyes lombikok tartalmát a következő reagensek segítségével: (a) 5 %-os vizes NaC 3 -oldat, (b) Tollens-reagens, (c) Jones-reagens Írja le a várható észleléseket és adja meg a lejátszódó reakciók egyenletét! 2,2-dimetil-propánkarbonsav: reagál a NaC 3 -oldattal, gázfejlődés tapasztalható (C 2 ), a másik két reagenssel nem reagál (nem oxidálható és nincs benne redukáló aldehid csoport sem). Izopropil-acetát: egyik reagenssel sem reagál, nincs szemmel látható változás (nincs benne savas vagy redoxireakcióra érzékeny csoport és enyhe lúg/sav hatására nem hidrolizál el). 4-hidroxi-tetrahidropirán reagál a Jones-reagenssel (a reagens színe narancssárgáról zöldre változik), mert van benne hidroxilcsoport, de nem reagál a NaC 3 -oldattal (nem savas) és az ezüsttükör-próbát sem adja (nincs benne és nem is alakulhat ki aldehid csoport) 2-hidroxi-tetrahidropirán: NaC 3 -tal nem reagál, viszont lassan az ezüsttükör kialakulása megfigyelhető (lúgos közegben kis %-ban jelen van a nyílt láncú aldehid forma is). 8
9. feladat (10 pont) Az alábbi vegyület egy helyi érzéstelenítő, amelyet először 1905-ben Alfred Einhorn német vegyész szintetizált. Állítsa elő ezt a vegyületet toluolból és legfeljebb négy szénatomszámú tetszőleges szerves vegyület(ek)ből kiindulva, bármilyen szervetlen reagens felhasználásával! C 3 N C 3 Cl 2 N többféle jó megoldás is van + 3 C N C 3 N C 3 1 3 C C 3 C 3 C CCl N 3 2 S 4 KMn 4 3 + SCl 2 2 N 2 N 2 N 2 1 + 2 C 3 N C 3 Cl 2 N C 3 2 / Ni N C 3 Cl 2 N 9
10. feladat (10 pont) (a) Egészítse ki az alábbi Claisen-Schmidt kondenzáció reakcióegyenletét a melléktermékek (1 és 2) szerkezeti képletével! (b) A reakciót BF 3 jelenlétében végezve (a reakcióelegyhez BF 3. Et 2 komplexet adunk) az előző reakció egyik mellékterméke válik egyedüli termékké. Melyik ez a vegyület, és mi a kizárólagos keletkezésének oka? C 3 C 3 + C 3 C C 3 K / Et 25 o C / 24 h 3 C 3 C C 3 C 3 + 1 + 2 (a) C 3 3 C C 3 3 C 3 C C 3 1 2 (b) Ilyen körülmények között kizárólag az 1 számmal jelölt vegyület keletkezik, mivel a BF 3 komplexet képez a kiindulási fenolszármazék - csoportjával és hozzá képest orto-helyzetben lévő karbonilcsoport oxigénjével, így a kondenzációs reakció csak a szabadon maradt karbonil-csoport szénatomján játszódhat le. 10
11. feladat (10 pont) Rajzolja fel a D-glükopiranóz szék-konformerjeit és adja meg, hogy vizes oldatban milyen egyensúlyok alakulnak ki a módosulatok között! Destabilizáló effektusok piranoid gyűrűben vizes oldatban Kölcsönhatás Effektus (kcal.mol -1 ) ax - ax 0,45 C ax - ax 0,90 ax - ax 1,50 C ax - ax 2,50 - gauche 0,35 C- gauche 0,45 konformációs α D glükopiranóz 1 C 4 α D glükopiranóz 4 C 1 konfigurációs konfigurációs konformációs β D glükopiranóz 1 C 4 β D glükopiranóz 4 C 1 11
12. feladat megoldása (15 pont) (a) Redukció: benzhidrol - reagensek: benzofenon, NaB 4, etanol, sósav Kondenzációs reakció: benzoil-aceton - reagensek: acetofenon, etil-acetát, etanol, nátrium, ecetsav ell-volhard-zelinszkij-reakció: 2-brómhexánsav - reagensek: hexánsav, bróm, vörös foszfor Cannizzaro reakció: benzoesav, benzil alkohol - reagensek: benzalehid, K, dietil-éter, Na 2 S 2 5, Na 2 C 3, sósav Diazotálás és diazóniumsó továbbalakítása: jódbenzol - reagensek: anilin, NaN 2, sósav, Na, KI (b) NaB 4 / etanol 3 + 1. C 3 CEt C 3 2. NaEt C 3 Br 3 C C Br 2, P (vörös) 3 C C C 1. K C C 2 2. 3 + + N 2 1. NaN 2, Cl 2. KI I 12
13. feladat megoldása (15 pont)! 13
14. feladat (16 pont) (a) A spektrum alapján a kiindulási anyag megfelelő. 6,3 1,9 3 C C 3 C 3 2,1 3,7 (b) A spektrumok alapján a második vegyület a kívánt termék. (c) A melléktermék szerkezeti képlete: 6,1 1,3 3 C C 3 2,6 3 C 3 C 3,7 1,3 1,8 2,6 vagy 2,7 3 C C 1,7 3 C 1,25 vagy 1,35 C 3 3 1,25 vagy 1,35 C 3 2,6 vagy 2,7 14
15. feladat megoldása (20 pont) NC CN C 3 + :B - B + NC CN C 2 NC CN C 2 CF 3 NC N CF 3 + B + - :B NC N CF 3 + :B - B + N NC CF 3 + B + - :B NC N F 3 C :B N 2 NC Tautomerizáció F 3 C 15
+1. feladat: (10 pont) (a) Miért nem szabad a szerves laborban a hidrogénezési reakciók előtt a karbantartótól kölcsönkért villáskulccsal meghúzni a hidrogénpalack reduktorát? Válasz: a hidrogénezéskor csak szikrázni nem tudó [bronzból készült] villáskulcs használható a robbanásveszély miatt, a karbantartónál valószínű Ni-Va ötvözetű villáskulcs van. (b) A hidrogénpalack reduktora elromlott, de ott van mellette az inert atmoszféra biztosításához használt argongáz palackja, amire éppen nincs szükség. Mire kell ügyelni, ha az argon palack reduktorát szeretnénk használni a hidrogénpalackhoz? Válasz: semmire, mert a hidrogénpalack (és a gyúlékony gázok palackjának) reduktora biztonságtechnikai okokból- balmenetes, így nem tudjuk rátenni a jobbmenetes argonreduktort). (c) Miért kell a Raney-nikkel katalizátort víz alatt tárolni és használata esetén a reakció közben, valamint a reakciót követően a katalizátor kezelése során inert atmoszférát biztosítani? Válasz: pirofóros, ezért meggyulladhat a levegőn (d) Milyen környezetvédelmi oka van annak, hogy a kismennyiségben halogént tartalmazó szerves oldószereket is a halogénmentestől külön kell gyűjteni? A használt oldószerek megsemmisítése égetéssel történik, a haloféntartalmúaknál ha nem figyelnek oda - dioxinokok képződhetnek, ráadásul a halógéntartalmúakat égésgátló hatásuk miatt lényegesen nehezebb elégetni. 16