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 1H­indol­1,3­dicarboxilato 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 (1H­indol­2­il) (4­piridil) cetona de forma eficiente, a partir de 1H­indol 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.

Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 5

1. Cuando el 1-(3-metilbutil)-2-oxociclopentanocarboxilato de metilo se trata sucesivamente con metóxido de sodio en metanol a reflujo y bromoacetato de metilo se genera 3-(3-metilbutil)-1-metoxicarbonilmetil-2-oxociclopentanocarboxilato de metilo. Explicar detalladamente esta transformación.

2. Proponga una ruta sintética para la transformación de ciclohexanona en 2-fenilmetil-5-metil-ciclohexanona.

3. Proponer una ruta sencilla para transformar butanal en ácido 2-oxopentanoico.

4. Proponer una síntesis que permita realizar la siguiente transformación en el menor número de pasos:

MeOMeO

O

CO2EtCO2Et

5. La reacción de propiofenona (1-fenil-1-propanona) con cloruro de diciclohexilborano en presencia de trietilamina produce el enolato de boro A. El tratamiento de A con tiofeno-2-carbaldehido seguido de hidrólisis conduce a B (3-hidroxicetona). Represente el estereoisómero mayoritario de A. Dibuje el estereoisómero mayoritario de B y el estado de transición que conduce al mismo (según el modelo de Zimmermann-Traxler). Sin embargo cuando se utiliza cloruro de dibutilborano en lugar de cloruro de diciclohexilborano se obtiene un diastereoisómero de B. Sugiera una explicación razonada de este hecho.

6. El acetato de 3-yodopropilo reacciona sucesivamente con zinc, cianuro de cobre y 2-fenilpropanal para dar lugar a acetato de 5-fenil-4-hidroxihexilo, después de la hidrólisis. El análisis estructural de este compuesto indica que se trata mayoritariamente del diastereoisómero syn. Completar la reacción y justificar la estereoselectividad del producto final.

Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 5 (Hoja 2)

1. El calentamiento de o-aliloxifenildiazometano origina A. Si el diazocompuesto de partida se irradia con luz ultravioleta se obtiene una mezcla de los productos B y C. Justificar la formación de los productos A-C.

2. El calentamiento de una mezcla de 2,2-dimetil-4-yodometil-1,3-dioxolano, propenoato de metilo, hidruro de tributilestaño y cantidades catalíticas de azobisisobutironitrilo a reflujo de benceno origina, después de un calentamiento con una disolución de ácido sulfúrico 6N, tetrahidro-6-(hidroximetil)-2-piranona. Explicar esta transformación.

3. Explicar la siguiente transformación y asignar la configuración relativa a los centros estereogénicos del producto final acorde a la propuesta mecanística.

.

4. Proponer una síntesis que permita realizar la siguiente transformación en el menor número de pasos:

5. Indique como llevaría a cabo las siguientes transformaciones:

Química Orgánica II-Curso 2015-2016 Problemas TEMA 6

1. Convertir (1R,2S)-1-fenil-2-metil-1-butanol en (Z) y en (E) de 1-fenil-2-metil-1-buteno, de forma selectiva.

2. Indicar de forma razonada como se puede convertir de forma selectiva (E)-3-hexeno en el (Z)-3-hexeno.

3. Proponer una ruta selectiva para transformar 2-metilciclohexanona en 2-deuterio-3-metilciclohexeno.

4. La reacción del aldehído salicílico (2-hidroxibenzaldehído) con hidróxido de sodio acuoso seguido de tratamiento con bromuro de trifenil vinil fosfonio da lugar a 2H-cromeno (2H-benzo[b]pirano). Explicar esta transformación.

5. El tratamiento del óxido de difenil propil fosfina con butillitio a 78ºC y la adición posterior de -butirolactona da A, después de la hidrólisis. El tratamiento de A con borohidruro de sodio en etanol da lugar al compuesto B, que cuando se trata con hidruro de sodio genera 4-hepten-1-ol, después de la hidrólisis. Escribir las reacciones, proponer estructuras para A y B e indicar la estereoquímica del alcohol final. Justificar la respuesta.

6. Explicar la siguiente transformación siguiente, proponiendo los intermedios clave implicados en el mecanismo de la reacción:

N2CHSiMe31. BuLi, -78ºC

OO

O

2. -78 a 0ºC

O

O

7. Teniendo en cuenta los diferentes métodos de formación de dobles enlaces, proponer una ruta sintética para esta transformación:

O

O

HO

D

H

H

H

H

D

8. Completar y justificar la formación de los productos de la siguiente transformación.

9. Completar la siguiente secuencia de reacción indicando los productos intermedios y los reactivos necesarios y condiciones de reacción requeridas para la preparación del alquino indicado.

Química Orgánica II- Curso 2015-2016. Problemas TEMA 7

1. Indicar la esteroquímica de los productos de los siguientes reagrupamientos:

2. Complete la siguiente secuencia de reacciones indicando la estereoquímica A y B.

3. El cis-biciclo[6.2.0]deca-2,9-dieno se isomeriza cuando se calienta a 220 ºC originando

el derivado de naftaleno que se indica a continuación. Indique la estereoquímica del

producto final.

4. Proponga un mecanismo para la siguiente transformación:

5. La reacción de diazoacetato de etilo con benceno en presencia de catalizadores

metálicos conduce a derivados de cicloheptatrieno (Reacción de Buchner). Indique las

reacciones implicadas en esta transformación.

6. La síntesis de carvona mediante la secuencia que se indica a continuación fue descrita

por el grupo de Trost en 1980 (J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3554). Complete dicha

secuencia indicando la estructura de los compuestos C-G.

7. Reacción de -pirona H con acrilato de metilo a reflujo durante un periodo

prolongado de tiempo conduce al compuesto I (junto con otros isómeros). Proponga

un mecanismo que explique la formación de este compuesto.