Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 1 (Hidratos de carbono)

1) Dibujar la conformación más estable para cada uno de los siguientes azúcares, en forma de piranosa: a)

-D-arabinosa; b) -D-galactosa; c) -D-manosa; d) -D-idosa.

2) Dar el nombre sistemático de la D-(-)-arabinosa y de la L-(-)-manosa.

3) Redibujar el siguiente azúcar en proyección de Fischer y la proyección de Haworth del anómero en su

forma de piranosa.

4) Las cetosas dan ensayos de Fehling y Tolens no sólo por oxidación a compuestos -dicarbonílicos, sino

también a través de un proceso de isomerización a aldosas que luego se oxidan con los reactivos de Fehling

o Tolens. Utilizando la D-(-)-eritrulosa [(3R)-1,3,4-trihidroxibutan-2-ona], proponer un mecanismo que

justifique la isomerización de esta cetosa a aldosa.

5) La D-glucosa reacciona con metanol y cloruro de hidrógeno para dar un compuesto A, que reacciona con

benzaldehído y cantidades catalíticas de ácido 4-metilbencenosulfónico para dar B. La reacción de B con

ácido peryódico genera, después de la hidrólisis ácida, un nuevo monosacárido y otra molécula C.

Proponer estructuras para A, B y C, para el monosacárido que se forma, nombrarlo y explicar las reacciones

implicadas en esta secuencia.

6) Se quiere sintetizar D-galactosa y a partir de D-lixosa como material de partida. En el almacén hay dos

frascos sin etiqueta. Se sabe que uno contiene D-xilosa y el otro D-lixosa. ¿Cómo podría determinar

químicamente qué frasco contenía la D-lixosa?

7) Indicar como se puede transformar D-galactosa en:

a) 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-galactopiranosa. b) D-galactopiranósido de metilo.

c) 6-O-metil-D-galactopiranosa. d) -D-galactonolactona.

8) Proponer una síntesis de ácido xilárico a partir de D-glucosa.

9) Proponer una síntesis de ácido L-ribónico a partir de D-glucosa.

10) Proponer una síntesis de ácido (2S,4R)-2,4,5-trihidroxipentanoico a partir de D-glucosa.

11) Transformar D-galactosa en L-galactosa.

Química Orgánica II TG-1

1) ¿Cuáles de los siguientes derivados de hidrátos de carbono son reductores?:

a) -D-glucopiranosa; b) metil -D-glucopiranósido; c) 1,2-monoacetal de la propanona con la -D-

glucopiranosa; d) -D- fructofuranosa

2) Ejercicio 4) Problemas Tema 2.

Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 2 (Aminoácidos)

1) Dibujar tridimensionalmente y en proyección de Fischer la forma completamente protonada de los siguientes L-aminoácidos: a) Prolina b) Ácido aspártico; c) Cisteína 2) Para cada uno de los aminoácidos del problema anterior indique: a) los hidrógenos disociables b) la forma que predomina a pH 1 y pH 13 c) calcule el punto isoeléctrico

3) La basicidad de la arginina se debe a la presencia de un grupo guanidinio en su cadena lateral. Represente las formas resonantes que lo justifican.

4) La molécula que se muestra a continuación es una hormona liberadora de la tirotropina (TRH). Segregada en el hipotálamo que provoca la liberación de tirotropina que a su vez estimula la glándula tiroidea. El aislamiento original de la hormona requirió procesar 4 toneladas de tejido del hipotálamo del que se consiguió aislar 1 mg de hormona. Ni que decir tiene que es bastante más conveniente sintetizarla en el laboratorio. Diseñar una síntesis de THR a partir de los aminoácidos Glu, His y Pro (nota: el ácido piroglutámico es una lactama de Glu y puede obtenerse por calefacción de este a 140oC).

5) Prediga los fragmentos que se generarán cuando el siguiente péptido se trate con: a) Tripsina b) Quimiotripsina.

Gly-Ala-Trp-Arg-Asp-Ala-Lys-Glu-Phe-Gly-Gln

6) A continuación se muestran los espectros de 1H-RMN y 13C-RMN de dos -aminoácidos en D2O como disolvente. Asigne a cada uno de los aminoácidos indicados a continuación los espectros que le corresponden (Compuestos A y B). Justifique la multiplicidad y el desplazamiento químico de las señales.

PROBLEMAS ADICIONALES:

1) Empleando cualquier método de preparación de aminoácidos, proponer síntesis razonables de cada uno de los siguientes aminoácidos en forma racémica: a) Valina, b) Prolina, c) Treonina. 2) La aliína es un aminoácido no habitual que se transforma en alicina, el principio antibacteriano del ajo, por acción de la enzima alinasa. Proponer una síntesis racémica del aminoácido aliína utilizando la síntesis de Gabriel. CH2=CHCH2S(O)CH2CH(+NH3)CO2

─ (Aliína) 3) Proponer una síntesis efectiva del tripéptido Phe-Gly-Leu a partir de los aminoácidos.

4) A continuación se muestran los espectros de 1H-RMN y 13C-RMN de dos -aminoácidos en D2O como disolvente. Asigne a cada uno de los aminoácidos indicados a continuación los espectros que le corresponden (Compuestos C y D). Justifique la multiplicidad y el desplazamiento químico de las señales.

Química Orgánica II-Curso 2014-2015 Problemas TEMA 3_1

(Piridina y Benzoderivados)

1) Sintetizar 4-metilfenil 3-piridil cetona a partir de piridina y cualquier otro reactivo que sea necesario.

2) La reacción de 2,3-dimetilpiridina-1-óxido con anhídrido acético y calor da lugar a la formación de

acetato de (3-metilpiridin-2-il)metilo. Bajos las mismas condiciones el N-óxido de piridina genera acetato

de piridin-2-ilo. Explicar el transcurso de dichas reacciones.

3) La reacción de 2-metil-5-nitropiridina con bromoacetona origina un sólido cristalino A (C9H11BrN2O3). El

tratamiento de este sólido con hidrogenocarbonato de sodio genera el compuesto B. Deducir las

estructuras y escribir un mecanismo.

4) Proponer una ruta sintética que permita transformar el 5-oxononanal en 4-bromo-2-butilpiridina.

Explicar brevemente las reacciones involucradas.

5) ¿Qué productos de partida utilizaría para la síntesis de Hantzsch de las siguientes piridinas?

6) Proponer una síntesis de 5-etil-2-metilpiridina empelando piperidina, butanal, 3-buten-2-ona y los

reactivos adicionales necesarios.

Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 3_2

(Piridina y Benzoderivados)

1. Cuando se calienta 1-vinilisoquinolina con malonato de dietilo y etóxido de sodio en etanol se obtiene

2-[2-(isoquinolin-1-il)etil]propanodioato de dietilo, después de neutralización. Explicar esta

transformación.

2. La reacción de 2-aminobenzofenona con 2-butanona en ácido acético a reflujo en presencia de

cantidades catalíticas de ácido sulfúrico da 4-fenil-2,3-dimetilquinolina (88%). Sin embargo cuando la

reacción se efectúa en hidróxido de potasio en etanol a 0ºC se obtiene 4-fenil-2-etilquinolina (77%).

Explicar estos hechos experimentales.

3. Proponer una ruta de síntesis para el compuesto

tetracíclico A a partir de 4-etoxibenzaldehído y de 1-(2-

bromoetil)-3-metoxibenceno en la que, en primer lugar, se

obtenga como compuesto intermedio 6-etoxi-1,2-

dihidroisoquinolina. (Puede utilizar otros reactivos orgánicos

adicionales).

4. El tetrafluoroborato de 2,4,6-trimetilpirilio reacciona con N-etilamina para dar tetrafluoroborato de 1-

etil-2,4,6-trimetilpiridinio, sin embargo, con N,N-dietilamina genera N,N-dietil-3,5-dimetilanilina. Explicar

estos resultados.

5. La 6-metoxiisoquinilin-1(2H)-ona es un intermedio en la síntesis de alcaloides de la isoquinolina y se

prepara fácilmente a partir de 4-metoxibenzaldehído siguiendo la siguiente secuencia sintética:

6. Completar la siguiente secuencia sintética, justificando la respuesta.

7. El tratamiento de 4,7-dicloroquinolina con una mezcla de fenilacetonitrilo y amiduro de sodio da lugar a

un compuesto D (C17H11ClN2). Proponer una estructura y justificar su formación.

Química Orgánica II-Curso 2015-2016: Problemas TEMA 4

(Heterociclos aromáticos cinco eslabones y benzoderivados)

1) Una variante de la a la síntesis de índoles de Fischer se basa en la utilización de hidroxilaminas en lugar

de hidracinas. Así, cuando se trata de N-fenil-N-hidroxicarbamato de etilo con propinoato de etilo y N-etil-

N,N-diisopropilamina a temperatura ambiente genera 1H-indol-1,3-dicarboxilato de dietilo en 89% de

rendimiento. Explicar esta transformación.

2. La 2-veratriltriptamina es un intermedio en la síntesis de estricnina y se prepara fácilmente a partir de

acetoveratrona (metil 3,4-dimetoxifenil cetona) siguiendo la siguiente secuencia sintética:

Completar la secuencia, proponer estructuras para cada intermedio y explicar las reacciones involucradas.

3. Preparar (1H-indol-2-il) (4-piridil) cetona de forma eficiente, a partir de 1H-indol y piridina como fuente

de sistemas heterocíclicos.

4. Cuando el 3-etil-3-metil-3H-indol se trata con una disolución etérea saturada de cloruro de hidrógeno se

obtienen dos productos isómeros del material de partida. Deducir sus estructuras y explicar la formación

de los dos productos.

5. El tratamiento de (E)-6-(1-metil-1H-indol-3-il)hept-2-en-1-ol con ácido sulfúrico genera una mezcla de

1,9-dimetil-4-vinil-2,3,4,9-tetrahidro-1H-carbazol y 4,9-dimetil-1-vinil-2,3,4,9-tetrahidro-1H-carbazol.

Explicar esta transformación.

6. El tratamiento del derivado de furano con estructura A con cantidades catalíticas de ácido

trifluoroacético da lugar a la formación del compuesto B. Explicar esta isomerización y nombrar el

compuesto B.

7. El calentamiento de ciclopentanocarbaldehído con fenilhidracina en presencia de cantidades catalíticas

de ácido p-toluenosulfónico genera 2,3,4,9-tetrahidro-1H-carbazol (2,3,4,9-tetrahidro-1H-

dibenzo[b,d]pirrol. Justificar esta transformación detallando el mecanismo de reacción implicado.