opgaven - Protagoras

Hertentamen Bio-organische Chemie (8RB19)
Maandag, 30 juni, 2014, 14:00–17:00 (3 uur)
Bij het begin van elke opgave staat het aantal punten dat te verdienen is en de geadviseerde
tijdsbesteding. Er zijn in totaal 6 opgaven en 100 punten (punten per vraag deeltje in geel)
Alle vragen beantwoorden. Verklaar je antwoorden duidelijk. SUCCES!
Opgave 1. Stereochemie en Koolhydraten (18 punten, 30 min) Gaalzuur (I) is een belangrijke onderdeel van de gal, dat de secretie van de lever bevat, waardoor vetten geëmulgeerd worden zodat ze makkelijker verteerbaar zijn. a) Teken molecuul I op het antwoordblad en omcirkel alle stereocentra.(5) Wijnsteenzuur (II) is een aldariczuur dat in veel planten voorkomt. b) Teken een ruimtelijke structuur in perspectief van alle stereoisomeren van II met 'wig'‐
vormige en gestippelde bindingen op C2 en C3 (zie voorbeeld voor R‐glyceraldehyde, III) en benoem alle stereocentra volgens Cahn‐Ingold‐Prelog (CIP) notatie.(6) c) Welke van de stereoisomeren zijn optisch actief en welke niet?(3) d) Teken de structuren van producten V, VI en VII. Let op: producten V & VI zijn open structuren, terwijl VII een gesloten ringstructuur is.(4) Opgave 2. Natuurlijke en synthetische polymeren (20 punten, 35 min) De tripeptide Val‐Pro‐Pro (1) heeft anti‐hoge‐bloeddruk eigenschappen. Een gedetailleerd “solid‐
phase” peptide synthese schema van 1 ziet U hieronder. a) Geef de structuren van A, D en E en de reagentia gebruikt bij B, C, F en G.(11) Chemische stabiliteit is een belangrijke eigenschap in de keuze voor een synthetisch polymeer voor een bepaalde applicatie; bijvoorbeeld, polymeren 2 en 3. b) Welke monomeren worden gebruikt om 2 en 3 te maken door een polymerisatie reactie?(4) c) Geef een gedetailleerd reactiemechanisme voor de synthese van een van de twee polymeren uit de respectieve monomeren.(4) Een van de polymeren is bestand tegen hydrolyse en wordt gebruikt om voedsel en vloeistofhouders te maken, terwijl het andere minder bestand tegen hydrolyse is en wordt gebruikt om biologisch afbreekbare implantaten maken. d) Bepaal welke polymeer wordt gebruikt voor welke toepassing.(1) Opgave 3. Kleurstoffen en medicijnen (20 punten, 35 min) a) Zes van de volgende moleculen, 1‐10, hebben gedelokaliseerd elektronen. Welke zijn dat? (6) O
O
1
2
3
4
N
H
5
6
7
9
10
N
H
8
Fenolftaleïne is een zuur‐base‐indicator die een dramatische kleurverandering als functie van pH vertoont: in water met een pH <8,5, is het kleurloos; in water met een pH> 8,5 is het donkerpaars. b) Verklaar deze kleurverandering op verschillende pH‐niveaus met referentie naar de structuur van het molecuul.(4) “Butter yellow” is een kleurstof die ooit gebruikt werd om margarine te kleuren. c) Geef een gedetailleerde synthese van “Butter yellow” uit benzeen (11) en N,N‐
dimethylaniline (12).(6) d) Geef de chemische structuren van intermediaren 13‐16 tijdens het volgende synthese van ibuprofen.(4) Opgave 4. Condensatie‐reacties en metabolisme (14 punten, 25 min) a) Duid het meest zure waterstof aan in elke verbinding, A‐C.(3) b) Teken het enol tautomeer voor elk van de volgende moleculen, D‐F.(3) 2‐Methyl‐1,3‐cyclopentaandion, G, en 3‐buteen‐2‐on, H, reageren in aanwezigheid van base met elkaar tot bicyclisch product I via opeenvolgende Michael‐additie en aldolcondensatie. c) Geef alle tussenproducten om vanuit G en H tot I te komen.(4) d) Geef de chemische structuur van bicyclisch I. Is de verkregen verbinding enantiomeer zuiver, racemisch, of achiraal.(2) e) Hoe wordt de reactiesequentie van G tot I genoemd?(1) Opgave 5. NMR en moleculaire karakterisering (16 punten, 30 min) a) Hoe kunt U met behulp van 1H NMR spectroscopie de moleculen in elk van de volgende paren onderscheiden? Geef een karakteristiek verschil in elk geval.(8) O
O
Pair A
Pair C
MeO OMe
Br
Br
Br
OMe
NO2
O
Pair B
Pair D
In het lab worden de volgende IR‐, NMR‐en MS‐gegevens gemeten voor een onbekende verbindingen met empirische formule C6H12O2 (zie hieronder). De structuur is een van de twee hieronder weergegeven, A of B. O
O
O
O
A
B
b) Analyseer de gegevens om te achterhalen welke de juiste structuur, en veklaar uw antwoord met een specifieke verwijzing naar elk van de drie gegevens. Let op! Maak GRONDIG gebruik van alle gegevens om de juiste structuur goed te karaktiseren.(8) MS: 116 amu IR: 1H NMR: Opgave 6. Lipiden, terpenen en steroïden (14 punten, 25 min) Lanosterol (1) is een chiraal tetracyclisch triterpenoïde welke van alle andere steroïden is afgeleid. Het wordt in het lichaam gemaakt vanuit squaleen 2 via een cascade van enzymatische reacties, waarbij alle atomen aanwezig in 2, worden omgezet naar 1. Hierbij wordt slechts één zuurstofatoom vanuit een andere bron toegevoegd; een prachtige en zeer efficiënte synthese! a) Hoeveel stereocentra zijn er in 1 aanwezig?(1) b) Hoeveel isopreen‐eenheden zijn er in 1 aanwezig?(1) c) Hoe komt het dat er maar één enantiomeer van 1 in het lichaam wordt gemaakt, startend vanuit achiraal 2? Geef een korte verklaring.(1) Cholesterol (3) wordt in het lichaam vanuit 1 gemaakt en is een essentieel molecuul in de membranen van dierlijke cellen. Cholesterol zorgt voor de juiste permeabiliteit en vloeibaarheid. d) Teken de 3D‐conformatie van 3 (zie voorbeeld trans‐decaline).(2) e) Welke van de volgende moleculen, 4, 5, 6, zijn terpenen en welke niet? Verklaar je antwoord door het tekenen van elk terpeen op het antwoordblad en markeer de individuele isopreen‐
eenheden.(6) f)
Teken de structuur van een meervoudig onverzadigd vetzuur naar keuze en verklaar in de getekende structuur waarom onverzadigde vetten gemakkelijker worden geoxideerd door O2.(3)

Download Report