Universidad de Puerto Rico Recinto de Río Piedras Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Química

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1 ombre Universidad de Puerto Rico Recinto de Río Piedras Facultad de iencias aturales Departamento de Química Sección de conferencia úmero de estudiante 17 de febrero de 2005 Examen #1 Química 3032 El examen consta de 13 preguntas y un bono. Usted dispondrá de dos horas para contestar el examen. onteste de manera clara y organizada. omience con las preguntas que le parezcan más fáciles. 1. La siguiente reacción es espontánea; considérela y luego conteste las partes a-e: S S 3 a) Describa el sustrato (como 1º, 2º o 3º), el nucleófilo (como fuerte o débil) y el disolvente (como polar prótico o aprótico). (3 puntos) Sustrato ucleófilo Disolvente b) Escriba el mecanismo de la reacción mostrando el movimiento de electrones con flechas. (2 puntos) c) Dibuje el estado de transición del paso lento de la reacción. (1 punto)

2 2 d) Dibuje el perfil energético de la reacción identificando los mínimos y máximos de la curva. (3 puntos) G 0 Progreso de Reacción e) ómo se afectará la rapidez de la reacción si se sustituye el disolvente por acetona? Por qué? Indique con línea entrecortada en el perfil energético que dibujó, cómo se afectará el paso lento de la reacción. (2 puntos) 2. La siguiente reacción es espontánea; considérela y luego conteste las partes a-e: a) Escriba el mecanismo de la reacción mostrando el movimiento de electrones con flechas. (4 puntos) 2

3 3 b) Dibuje el perfil energético de la reacción identificando los mínimos de la curva. (5 puntos) G 0 Progreso de Reacción c) ómo se afectará la rapidez de la reacción si se sustituye el bromo por yodo como grupo saliente? Por qué? Indique con línea entrecortada en el perfil energético que dibujó, cómo se afectará el paso lento de la reacción. (3 puntos) 3. Escriba el mecanismo mostrando el movimiento de electrones con flechas para cada una de las siguientes transformaciones. (8 puntos) a) l l 3

4 4 b) S ompare cada par de reacciones e indique cuál ocurre más rápido. Justifique su respuesta. (12 puntos) DMS a) 1) a a 2) DMS a a b) 1) a a 2) S a S- 3 + a 4

5 5 3 2 c) 1) ) d) 1) ) oloque las siguientes especies en orden descendente de nucleofilicidad en solvente prótico. Justifique su respuesta. (5 puntos) a) IV > III > II > II b) I > II > III > IV c) IV > I > II > III d) IV > II > III > I S I II III IV 5

6 6 6. Seleccione la alternativa que incluya los productos principales de esta reacción. Justifique su selección escribiendo el mecanismo de la reacción. (5 puntos) I 1 eq. a) I + I c) I + b) I + d) I + 7. Seleccione la contestación correcta. Justifique su respuesta.(5 puntos) Reacción I Reacción II 3 3 a a 3 a) En la reacción I el actúa como base y en la reacción II el - actúa como nucleófilo. b) En la reacción I el actúa como nucleófilo y en la reacción II el - actúa como base. c) En la reacción I el actúa como base y en la reacción II el - actúa como base. d) En la reacción I el actúa como nucleófilo y en la reacción II el - actúa como nucleófilo. 6

7 7 8. omplete la siguiente secuencia de reacciones escribiendo en los espacios provistos las condiciones de reacción o productos A, B, y D. Al final del examen se incluye los espectros de IR y de RM de protón para los compuestos B y D. (12 puntos) A cat. Lindlar B D -l, Znl A B D 9. Proponga una secuencia sintética razonable para llevar a cabo la siguiente transformación: (4 puntos) S 3 7

8 8 10. Indique las condiciones (sobre las flechas) para transformar al compuesto A en los productos B,, D y E. Indique además, en el espacio provisto, el mecanismo (S 1, S 2, E1, E2) mediante el cual se forma cada producto. (9 puntos) B producto principal D mecanismo mecanismo A E mecanismo 11. Las reacciones de sustitución nucleofílica son importantes en muchos procesos biológicos. Por ejemplo, en algunos procesos los ésteres de ácidos fosfórico se comportan como buenos grupos salientes. A continuación se presenta una reacción de sustitución nucleofílica bimolecular (S 2) biológica. ircule el nucleófilo, el carbono electrofílico que ataca y el grupo saliente. Muestre el movimiento de electrones con flechas. (5 puntos) S 3 + P P P S P P P 8

9 9 12. Escriba los productos de eliminación E2 para cada uno de los siguientes compuestos isoméricos halogenados. (7 puntos) a) b) 3 3 Uno de estos compuestos lleva a cabo la reacción de eliminación E2 50 veces más rápido que el otro. uál es este compuesto? Justifique su respuesta. 9

10 Escriba las condiciones de reacción necesarias (sobre la flecha) para transformar el epóxido A en el producto B en un solo paso. Escriba el mecanismo mostrando el movimiento de electrones con flechas. (5 puntos) A B Bono: (5 puntos) Escriba el mecanismo mostrando el movimiento de electrones con flechas para la siguiente transformación. 2 S

11 11 Espectros de RM de protón y de IR del compuesto B del problema PPM Espectro de RM de protón del compuesto D del problema PPM