QUÍMICA ORGÁNICA IV. 2o. EXAMEN PARCIAL. SERIE DE PROBLEMAS

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QUÍMICA ORGÁNICA IV. 2o. EXAMEN PARCIAL. SERIE DE PROBLEMAS

1.- Un compuesto A, C10H20O2, es un compuesto con un olor bastante agradable y el cual es ópticamente activo. Al hidrolizar el compuesto A, se obtienen dos nuevos compuestos B y C. El compuesto B C4H10O, es ópticamente activo y cuando se trata con ácido crómico se obtiene un nuevo compuesto D, C4H8O. El compuesto D es ópticamente inactivo y es resistente hacia una posterior oxidación. Cuando el compuesto D se trata con el bromuro de metilmagnesio en éter anhidro y luego con ácido clorhídrico al 10%, se obtiene el compuesto

E, C5H12O. Cuando el compuesto E se trata con ácido bromhídrico

concentrado se obtiene el compuesto F, C5H11Br. Cuando el compuesto F se trata con la siguiente secuencia de reacciones:

el producto final de esta secuencia es idéntico al compuesto C. Este último compuesto reacciona con una solución de bicarbonato de sodio desprendiéndose un gas, es ópticamente inactivo y tiene la fórmula C6H12O2. Proponga usted estructuras para los compuestos A al F, indicando con claridad el razonamiento que usted siguió para llegar a la estructura propuesta.

Tenga en cuenta que debe indicar la fuente de

quiralidad en los compuestos que presenten la actividad

óptica.

F (C5H11Br) 1) M g Et2O condicione s anhidras 2) CO2 3) HCl (10%) C (C6H12O2)

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2.- Complete usted la siguiente secuencia sintética. A (C8H7O2Cl) D (C14H18O4) E (C9H10O2) 1) NaOH (8N), 2) HCl (10%), te mp. amb. 3) Cl2 SOCl2 (cat.) 1) NaCN, DM SO 2) NaOH (8N), 3) HCl, te mp. amb. B (C9H8O4) C (C13H16O4) EtOH H2SO4 (cat.) 1) EtO:-+Na EtOH 2) CH3Br OH O SOCl2F (C9H9OCl) N H te mp. amb. G (C14H19NO)

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-2- QUÍMICA ORGÁNICA IV. 2o. EXAMEN PARCIAL. SERIE DE PROBLEMAS 3.- De Ud. la estructura del producto principal de cada una de las siguientes reacciones: O OH + Br K2CO3, DMSO Me Me HO Ac2O, PIRIDINA O O OH + H+, CALOR a) b) c) d) O NH2 NaOBr, NaOH

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4.- Para los siguientes tres compuestos:

¿Con cuál de ellos esperaría usted una mayor reactividad con respecto al NH3?. Explique usted su respuesta.

El cloruro de para-nitrobenzoílo, ya que el grupo nitro incrementa la reactividad del cloruro de ácido al hacer más deficiente de electrones al grupo carbonilo.

5.- El Neotame es un edulcorante artificial manufacturado por Nutra Sweet que es entre 8,000 y 13,000 veces más dulce que el azúcar. Neotame es

moderadamente estable al calor y extremadamente potente, y no representa peligro para las personas que sufren de fenilcetonuria, ya que no se metaboliza en fenilalanina como lo es en el caso del aspartame. El Neotame es metabolizado rápidamente, se elimina completamente y no se acumula en el organismo.

Usted está interesado en crear su propia empresa de edulcorantes, y no quiere depender de que los norteamericanos le controlen el suministro del Neotame. Por lo tanto usted va a proponer una síntesis para el mismo.

Cl CH3O O Cl O2N O Cl O

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6.- Se conoce que un aminoácido tiene su punto isoeléctrico en 10.2.

Si una solución de dicho aminoácido se titula con HCl, se determina que uno de sus valores de pKa es de 9.16.

Con esta información responda:

a) ¿Cuál es el valor de pKa para el otro residuo del aminoácido que impone el punto isoeléctrico?

b) ¿De qué clase de aminoácido se trata? ¿Monoácido, monobásico, diácido, etc.?

c) Si este aminoácido se coloca a pH = 3 ¿hacía que polo correrá en electroforesis?

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7.- Se tiene un péptido al que se le realizaron las siguientes reacciones:

Tripsina: es una enzima específica ya que liga al péptido en las posiciones del carboxilo de residuos Arginina (Arg) o Lisina (Lys) en la cadena

Quimiotripsina: el principal sustrato de la quimotripsina incluye el triptófano, tirosina, fenilalanina y metionina, que son hidrolizados en el carboxilo terminal.

Utilice la tabla anexa para poder determinar la estructura del aminoácido A: - A través de una titulación se sabe que A es un aminoácido con unos

de sus valores de pKa en un rango entre 2.15 y 2.19. - Se determinó que D no tiene rotación óptica.

- Se sabe que C es un aminoácido que presenta en su estructura al menos dos nitrógenos.

Con esta información responda:

a) ¿Cuáles son los aminoácidos que forman al péptido A-B-C-D?

b) Dibuje la estructura de dicho péptido considerando que todos los aminoácidos tuvieran configuración estereoquímica de tipo L

c) Proponga una síntesis para el dipéptido A-B.

A es Lisina. pKa 2,15; 9,16; 10,67

Arginina pKa 2,03; 9,00; 12,10

Por la hidrólisis enzimática de la tripsina

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B es Leucina

Por la reacción con el reactivo de Sanger

C es Triptofano

Por la hidrólisis enzimática de la quimiotripsina y por que es un aminoácido con dos átomos de N

Péptido

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8.- Suponga que usted es el gerente de una fábrica de envases de plásticos. Un día se acerca el representante de una empresa que se dedica a producir leche y le solicita que le diseñe un envase plástico para vender leche pasteurizada. Por consideraciones económicas, el proceso de pasteurización de la leche se debe realizar cuando ésta ya se encuentra envasada. El representante le comenta que su proceso de pasteurización consiste en someter a la leche (y por tanto al envase) a una temperatura de 90 C y luego enfriar hasta temperatura ambiente. Para otros clientes usted ha utilizado una resina plástica completamente amorfa con las siguientes propiedades: Tm (temperatura de fusión) entre 260 y 265 C y Tg (temperatura de transición vítrea) entre 78 y 80 C. Con esta información, ¿es recomendable fabricar los envases para la leche con este material. Justifique su respuesta. No es recomendable, ya que a una temperatura por arriba de su transición vítrea, el polímero se reblandece y pierde su forma, por lo que ya no serviría para reciclar el envase.

9.- En una fábrica se necesita construir un empaque para la tapadera de un tanque. Con base en la tabla que se muestra a continuación. Seleccione el polímero más apropiado para fabricar dicho empaque, considerando que el tanque va a guardar un líquido a presión y a una temperatura de 50 C. Tome en cuenta que el criterio principal es que el sello en uso no se debe deformar debido a la presión que ejerce el líquido caliente sobre él.

Material Tm (C) Tg (C)

Polietileno de baja

densidad (LDPE) amorfo

115 - 120 Polietileno de alta densidad (HDPE) semicristalino 137 - 120 Cloruro de polivinilo (PVC) semicristalino 175 87 Polipropileno (PP) amorfo 168 - 16 Poliestireno (PS) amorfo 240 85

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Cualquiera de los dos polímeros indicados funcionaría bien, ya que su temperatura de transición vítrea está por arriba de la temperatura máxima a la que va a estar sometido el sello.

10.- Proponga mecanismos de reacción para explicar las siguientes transformaciones:

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