НОХ 2010, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 5

МОМН, 42-ра НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2010 година. Национален кръг, 27 – 28 март. Теоретичен кръг · 27 март 2010 г.

Условие

Пантотеновата киселина E и пантетеинът F са важни интермедиати (междинно получаващи се съединения) в синтеза на коензим-А. Тези съединения могат да бъдат синтезирани по следната реакционна схема, в която изходното съединение A е 2,2-диметил-3-хидроксипропанал:

Реакционна схема: A —(HCN)→ B —(разр. H2SO4, H2O, t°C)→ C ⇌(конц. H2SO4, t°C) D (C6H10O3) + H2O; D (C6H10O3) реагира при t°C с H2N–CH2CH2–C(=O)–NH–CH2CH2–SH до F; D —(X, t°C)→ E, където E е HO–CH2–C(CH3)2–CH(OH)–C(=O)–NH–CH2CH2–COOH (скелетна формула).

В инфрачервения спектър на съединението D има характеристични ивици на поглъщане при 3500-3300 cm−1^{-1}; 1780 cm−1^{-1} и 1101 cm−1^{-1}, а в инфрачервения спектър на съединението F - в областите 3500-3300; 3450; 2600-2570 и 1690 cm−1^{-1}.

1. Изразете с химични уравнения всички протичащи реакции и наименувайте по IUPAC съединенията B, C и X. Отговорете на следните въпроси:

1. а) Ще бъде ли оптичноактивен продуктът B и защо?

1. б) Към кой клас съединения принадлежи D?

2. а) Като използвате Фишерови или клиновидни формули напишете стереоизомерите на C и D. Какъв вид стереоизомери са те?

2. б) Ще се различават ли стереоизомерите на D по инфрачервените си спектри?

3. Изразете взаимодействието на съединението F с воден разтвор на натриева основа при нагряване.

3. а) Как се нарича протичащият процес? Какви връзки се разкъсват при тази реакция?

3. б) Означете със звездичка асиметричните въглеродни атоми в съединението F. Какъв вид стереоизомерия се наблюдава в съединението F?

Решение

Внимание: Непълно решение

В архива липсва файл с решения

Необходими данни

Универсална газова константа R=8,314 J/(mol K)R = 8{,}314\ \mathrm{J/(mol\ K)}

0 ∘C=273 K0\ {}^{\circ}\mathrm{C} = 273\ \mathrm{K}

Характеристични ивици на поглъщане на функционалните групи:

Функционална групаОбласт на поглъщане, cm−1^{-1}
O-H (фенолна, свързана с водородна връзка)3550-3200
O-H (алкохолна, свързана с водородна връзка)3500-3200
N-H (амид)3520-3400
R3N-H+\mathrm{R_3N\text{-}H^+}2700-2330
SH2600-2550
C=O (цикличен естер)1795-1760
C=O (ацикличен естер)1730-1715
C=O (амид)1700-1680
ароматни ядра1600 и 1500
C-O (първичен алкохол)1075-1000
C-O (вторичен алкохол)1150-1075
C-O-C (оксиран)860-840

Оригинал в Архива: Problems.pdf