1. Schreiben Sie die chemischen Namen folgender Verbindungen: Heterocyclen (R) O (R)-2-Ethyloxiran (S) S (R) H 3 COOC (2R,3S)-3-Cyclohexylthiiran- 2-Carbonsäuremethylester (S) H N (S)-2-Cyclopentylaziridin (S) N (Z) (S)-2-Cyclopentyl-2H-azirin 1 2 3 4 2. Welches Produkt entsteht aus der Reaktion von trans-2-Buten mit Benzoepersäure? Zeichnen Sie den Reaktionsmechanismus. trans-2-Buten + O O HO Benzoepersäure (S) (S) O 2,3-dimethyloxiran oder trans-2-Buten-oxid O O O H O OH Benzoesäure (R) (R) O +
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Heterocyclen - Organische Chemie · X-Biosynthese wird dasTyrosin-Molekül am C3-Atom mit einer zweiten ... N N N N Fe2+ N HN His Globin HOOC O2 COOH 19. Aus welchen Strukturelementen
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1. Schreiben Sie die chemischen Namen folgender Verbindungen:
2. Welches Produkt entsteht aus der Reaktion von trans-2-Buten mit Benzoepersäure?Zeichnen Sie den Reaktionsmechanismus.
trans-2-Buten
+O
OHO
Benzoepersäure
(S)
(S)O
2,3-dimethyloxiranoder trans-2-Buten-oxid
O
OO
H
O
OH
Benzoesäure
(R)
(R)O
+
3. Was ist Polyethylenglykol? Zeichnen Sie die Strukturformel.
(Polymer aus der Säure-Katalysierten Ringöffnung von Oxiran)
4. Zeichnen Sie das SN2 Produkt folgender Reaktion:
O CH3OH
H+H3CO
OH
(S)-2-Methoxy-1-phenylethanol
5. Glycerol, Phosphat, Linolsäure und Cholin sind die Bausteine wessen Moleküls?Schreiben Sie die Formel.
H2C
HC O
H2C O
O
P
C
C
O
O
O
O
C17H31
C17H31
O (CH2)2N(CH3)3
Phosphatidylcholin
HOO
Hn
6. Der Neurotransmitter X kann im menschlichen Organismus aus denAminosäuren Phenylalanin bzw. Tyrosin synthetisiert werden. Im ersten Schritt derX-Biosynthese wird das Tyrosin-Molekül am C3-Atom mit einer zweitenHydroxygruppe ausgestattet und liegt damit als 3,4-Dihydroxyphenylalanin (DOPA)vor. Danach decarboxyliert das Enyzm DOPA-Decarboxylase das entstandeneMolekül zum biogenen Amin Dopamin. Durch die Hydroxylierung der Seitenketteam C-ββ mit Hilfe der Dopamin-Hydroxylase entsteht schließlich X; bei diesemReaktionsschritt ist Ascorbinsäure als Cofaktor beteiligt. Zeichnen die Formel vonDOPA, Dopamin und X, und benennen Sie X.
HO
HOCOOH
H2N
L-DOPA
HO
HONH2
Dopamin
HO
HONH2
Noradrenalin
OH
7. Warum sind Aflatoxine Krebserreger?
Aflatoxine verursachen die DNA-Hydrolyse durch Öffnung des Epoxides undAlkylierung der Nukleinbasen (speziell von N7-Guanin).
8. Zeichnen Sie die Strukturformel von (R)-Oxetan-2-carbonsäuremethylester (1), 3-(N-Methylamin)-azetidin (2) und 3-Ethylazetidin (3), und schlagen Sie eine Synthesefür 3 vor.
(R)O
COOCH3
(R)-Oxetan-2-carbonsäuremethylester
NH
H3CHN
3-(N-Methylamin)-azetidin
NH
3-Ethylazetidin
Br NH250 % KOH, 100 °C
1 2 3
9. Schreiben Sie die chemischen Namen folgender Verbindungen:
NH O
O
OH
3-Hydroxy-1H-pyrrol-2-Carbonsäuremethylester
(S)
(S)
NO
O
HO
(2S,4S)-4-Hydroxy-1-methylpyrrolidin-2-
Carbonsäuremethylester
S
2,4-Dimethylthiophen
1 2 3
10. Welche proteinogene Aminosäure enthält einen Pyrrolidin-Ring? Zeichnen Siedie Strukturformel dieser Aminosäure.
HN
C OH
O
Prolin
11. Furfural kann aus der Dehydratation (-3 Moleküle Wasser) von Xylose (einemPentose) hergestellt werden. Zeichnen Sie die Strukturformeln von Xylose undFurfural und beschreiben Sie den Reaktionsmechanismus.
H OH
HO H
H OH
CH2OH
OH
Xylose
H+
- H2O
O
H
H OH
CH2OH
OH
H O
H
H OH
CH2OH
OH
H H+
- H2O
O
H
CH2OH
OH
H H+
O
HO CHO
O
CHO H+
- H2O
Furfural
12. Beschreiben Sie die Synthese von 2,3-Dimethyl-thiophen nach Paal-Knorr.
O
H
O
P2S5
∆T S
13. Reihen Sie die folgenden Verbindungen nach steigender Säurestärke (NH-Acidität) und begründen Sie Ihre Zuordnung:
N
H
N
HN
H H
N
N
H
HN
N
H
1 2 3 4 5
pKa 5,3 0,4 11,2 7,0 14,5 5<3<4<1<2
5: Aromatisches System. Der Ring ist elektronreich.3: Sekundäres Amin, sp3-Hybridisierung. Piperidin ist eine stärkere Base als Imidazol, Pyridin und Pyrrol4: Resonanzstabilisierte protonierte Form vom Imidazol. Imidazol ist eine stärkere Base als Pyridin und Pyrrol, aber schwächer als Piperidin1: sp2-Hybridisierung. Pyridin ist eine stärkere Base als Pyrrol, aber schwächer als Imidazol und Piperidin2: Rearomatisierung. Pyrrol ist eine schwächere Base als Pyridin, Imidazol und Piperidin
14. Warum ist die elektrophile Substitution auf Pyrrol in Position-2 bevorzugt?
NH
+NH
EH
NH
EH
NH
EH
NH
E
NH
NH
NH
HE
HE E
E+
bevorzugt
15. Beschreiben Sie den Säure-katalysierte Polymerisierungsprozess von Furan.
OH2SO4
O
H
H
O
Elektrophil
O
H
H O
O
O
H
H O O
NH3
O O On
16. Mit welcher Verbindung (1a, 1b, 1c) findet die folgende Diels-Alder Reaktion statt,und warum?
X + NH
O
O
90 °C
X
NH
O
O1a: X=O1b: X=N1c: X=S
Nur mit 1a, weil Pyrrol und Thiophen eine hohe Aromatizität zeigen.
17. Die Strukturformel von Vitamin H (Biotin) ist folgende:
XNH
HN
O
COOH
Biotin
Nennen Sie den Heteroatom X.
X = S
18. Wie ist Eisen (II) im Hämoglobin koordiniert?
N
NN
N
Fe2+
N
HN
His Globin
O2 COOHHOOC
19. Aus welchen Strukturelementen besteht Chlorophyll?
N
NN
N
Chlorophyll a
OHO
H
H
O
OO
Mg2+
DihydroporphyrinMg2+
cyclo-β-KetoesterPropionatPhytyl-Rest
20. Beschreiben Sie den Mechanismus der Indolsynthese nach Fischer:
NHNH2
1-Phenylhydrazin
+OH
O
O
2-Oxopropionsäure
NHN
COOH
NHNH
HOOCOH
- H2O
H+ NHNH
COOH
Tautomerie NHNH
COOHH
H+NH2
NH
COOH
- H+NH2
NH
COOH
H
NH
COOHNH2
H
- NH3 NH
COOH
250°C
- CO2
NH
21. Verbindung 1 oxidiert in der Luft zu einem blauen Farbstoff. Welcher?Zeichnen Sie die Strukturformel.
NH
OHNaOH, Luft
1
NH
O HN
OIndigo (λmax 590 nm)
22. Schreiben Sie die chemischen Namen folgender Verbindungen und schlagenSie eine Synthese für 4 vor:
N
N
1-Methyl-1H-imidazol
N
O
2-Phenyloxazol
NS
4-Methylisothiazol
1 2 3
N
O
4
2,5-Dimethyloxazol
O
NH
CH2
OOH
NH
CH2
OH2SO4 OH
NH
CH2
O H2O
N C
O
HH
- H3O+
N
O
2,5-Dimethyloxazol4
N-(2-oxopropyl)acetamid
OOH NHN OH
R2HN
R1 O
Asp102
His57
Ser195
OO NHHN OH
Asp102
His57
Ser195
δ/π ε/τ
- H+
OO NHN OH
Asp102
His57
Ser195
R2
N
R1
OOOH NHN
OAsp102
His57 Ser195
- R2NH2
H
R1
OO
O NHN O
Asp102
His57 Ser195
HO
R1
OOOH NHN
OAsp102
His57 Ser195
HO H
OOH NHN
OAsp102
His57 Ser195
OO NHN HO
Asp102
His57
Ser195
- R1COOH
H+
23. Beschreiben Sie den Mechanismus von der Peptidbindung-Hydrolyse bei derkatalytischen Triade Asp102, His57, Ser195 in dem Enzym Chymotrypsin.
24. Benennen Sie ein Lactam-haltige Antibiotikum und zeichnen Sie seineStrukturformel.
Bestandteil vom Bindegewebe, Synovialflüssigkeit, Knorpel und Glaskörper des Auges
Aminosäuren
• Zeichnen Sie die Strukturformel von Glycin, L-Asparagin, D-Prolin, L-Isoleucin
H2N COOH H2N COOH
O
NH2
NH COOH H2N COOH
Glycin L-Asparagin D-Prolin L-Isoleucin
2. Formulieren Sie das Dissoziationsgleichgewicht von Glutaminsäure:pK1(α-COOH), 2,2; pK2(γ-COOH), 4,3; pK3(NH2), 9,7
H3N COOH
COOH
L-Glutaminsäure
H3N COO
COOH
H3N COO
COO
H2N COO
COO
pKa 2,2 pKa 4,3 pKa 9,7
Netto-Ladung
1
0
-1
-2
2 4 6 8 10 pH
3. Skizzieren Sie einen Weg zur Darstellung von L-Asparaginsäure
COOCH3
COOCH3
+ NH3 H2N COOCH3
COOCH3 (CH3CO)2O
Base NH
COOCH3
COOCH3O NaOH
NH
COOH
COOHO Acylase
H2N COOH
COOH
NH
COOH
COOHO
pH>9
4. Zeichnen Sie die D- und L-Struktur von Alanin nach Fischer und CIP
COOH
H2N H
CH3
COOH
NH2H
CH3
L-Alanin D-Alanin
CH3
COOHH
H2NS-Alanin R-Alanin
CH3
HOOC H
NH2
5. Dansylchlorid ist ein fluoreszierendes Reagenz zur Markierung von primärenund sekundären Amine. Skizzieren Sie seinen Einsatz in derAminosäuresequenz-Bestimmung von Peptiden.
N
SO O
Cl
H2NNH
HN
R1
O
O R3
R2+
Base
N
SO O
HNNH
HN
R1
O
O R3
R2
HCl 6 N
N
SO O
HN
R1
O
OH
+ Aminosäure-Gemisch
- Cromathographie (Retentionszeti); Detektion bei 310 nm- Massenspektrometrie (nicht für Ile/Leu)(Beide Methoden erlauben die Bestimmung von Gln und Asn nicht, weil die Säureamid auch hydrolisiert wird)
6. Wie können Tyrosin- und Tryptophanreste in einem Peptid/Protein nachgewiesenwerden? Wie kann man die beiden Reste unterscheiden?
HCl
NaOH
NaOH
HCl
1. Zeichnen Sie die Struktur des folgenden Peptides:Ac – Ala – Leu - Asp(OtBu) – Phe – Lys(Boc) – NH2
Peptide
NH
HN
NH
HN
NH
NH2
O
O
O
O
O
O
HNO
OO
O
2. Schlagen Sie eine Synthesemethode vor, um H – Ala – Lys – OH zu erhalten.
Boc-HN COOH + H2N COOtBu
Boc-HN
DIC/HOBtBoc-HN C
N COOtBu
H
O
NH-BocTFAH2N C
N COOH
H
O
NH2
3. Beschreiben Sie die Struktur folgendes Peptidtoxins und nennen Sie dievorhandenen Aminosäurereste
Aufgabe 3Ala Trp Ser
Ala
Thr
Cys4-Hyp
bicyklisches Peptid
cyklische Peptidkette
Thioether Bindung Cys-Trp
(Phallotoxin-Familie)
4. Was ist ein Depsipeptid? Nennen Sie ein Beispiel.