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

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 -Dglucopiranosa; 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 140 oC).
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-(2bromoetil)-3-metoxibenceno en la que, en primer lugar, se
obtenga como compuesto intermedio 6-etoxi-1,2dihidroisoquinolina. (Puede utilizar otros reactivos orgánicos
adicionales).
4. El tetrafluoroborato de 2,4,6-trimetilpirilio reacciona con N-etilamina para dar tetrafluoroborato de 1etil-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-etilN,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-1Hdibenzo[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-metoxicarbonilmetil2-oxociclopentanocarboxilato de metilo. Explicar detalladamente esta transformación.
2. Proponga una ruta sintética para la transformación de ciclohexanona en 2-fenilmetil-5-metilciclohexanona.
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:
CO2Et
CO2Et
MeO
O
MeO
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)-2piranona. 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:
O
N2CHSiMe3
1. BuLi, -78ºC
O
2.
O
O
O
-78 a 0ºC
7. Teniendo en cuenta los diferentes métodos de formación de dobles enlaces, proponer una ruta sintética
para esta transformación:
H
O
H
O
HO
D
H
D
H
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.