Kwas benzoesowy (benzenokarboksylowy) w obecności odpowiedniego katalizatora ulega
reakcji substytucji elektrofilowej.
W reakcji kwasu benzoesowego z NaOH powstaje sól – związek B – stosowana jako
konserwant E211. Ta sól w postaci stałej, ogrzewana z NaOH w obecności tlenku wapnia,
ulega dekarboksylacji. Związek A jest produktem głównym reakcji kwasu benzoesowego
z chlorem w stosunku molowym 1 ∶ 1.
Opisane przemiany przedstawiono na schemacie:
25.1 (0–1)
Napisz równanie reakcji otrzymywania związku A. Zastosuj wzory półstrukturalne
(grupowe) związków organicznych.
25.2 (0–1)
Uzupełnij schemat. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone
związków organicznych B i C.
Kwas benzoesowy oraz kwas szczawiowy to białe, krystaliczne ciała stałe, dobrze
rozpuszczalne w etanolu. Te związki reagują z jonami OH– według równań:
Odważono próbkę mieszaniny kwasów benzoesowego i szczawiowego o masie 𝑚𝑥.
Tę próbkę rozpuszczono w 100 cm3 etanolu. Do zobojętnienia kwasów w tym roztworze zużyto porcję wodorotlenku sodu o masie 𝑚𝑥2.
Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość kwasu szczawiowego w badanej
mieszaninie. Wynik zaokrąglij do liczby całkowitej. Przyjmij następujące wartości mas
molowych: MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MC6H5COOH = 122 g ∙ mol–1, M(COOH)2 = 90 g ∙ mol–1.
Pewien tripeptyd zbudowany z aminokwasów białkowych ma masę molową 249 g · mol‒1,
a w jego cząsteczce znajdują się jedna grupa –SH oraz jedna reszta aminokwasu, którego
cząsteczki są achiralne. Wiadomo też, że wolną grupę aminową ma reszta aminokwasu
o najmniejszej masie cząsteczkowej, a reszta aminokwasu o największej masie
cząsteczkowej ma wolną grupę karboksylową.
Napisz sekwencję opisanego tripeptydu za pomocą trzyliterowych kodów
aminokwasów.
N-metylopiperazyna (1-metylopiperazyna) to rozpuszczalna w wodzie słaba zasada o wzorze:
Ta zasada ulega dwustopniowej dysocjacji, w której uczestniczą oba atomy azotu. Atom azotu
niezwiązany z grupą metylową ma silniejszy charakter zasadowy.
W tabeli podano wartości p𝐾b1 oraz p𝐾b2 opisanej reakcji dysocjacji N-metylopiperazyny,
wyznaczone w różnych temperaturach.
Temperatura
25 °C
30 °C
40 °C
50 °C
p𝐾b1
4,86
5,01
5,21
5,35
p𝐾b2
9,37
9,60
9,69
9,82
Na podstawie: F. Khalili, A. Henni, A.L.L. East, J. Chem. Eng., 54 (2009) 2914.
26.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy
endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
26.2. (0–1)
Na podstawie informacji wstępnej spośród podanych form kationowych
N-metylopiperazyny wybierz tę, która praktycznie nie występuje w roztworze wodnym,
i napisz jej oznaczenie (I, II albo III). Uzasadnij odpowiedź.
Oznaczenie:
Uzasadnienie:
26.3. (0–1)
Uzupełnij zapis tak, aby powstało równanie pierwszego etapu dysocjacji zasadowej
N-metylopiperazyny. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone
związków organicznych.
26.4. (0–2)
Oblicz pH wodnego roztworu N-metylopiperazyny o stężeniu molowym równym 0,20 mol ∙ dm–3 w temperaturze 25 °C. W obliczeniach pomiń drugi etap dysocjacji.
Alkohole tetrahydroksylowe o wzorze sumarycznym C4H10O4 występują w postaci
diastereoizomerów. Jeden z nich, stosowany jako słodzik, nosi nazwę erytrol (lub erytrytol).
Jego cząsteczki są achiralne, natomiast cząsteczki jego diastereoizomeru nazywanego
treitolem są chiralne.
Przedstaw w projekcji Fischera wzór erytrolu i wzór jednego z jego diastereoizomerów –
L-treitolu.
Poniżej przedstawiono wzór D-arabinozy w projekcji Fischera.
Na podstawie analizy wzoru D-arabinozy uzupełnij wszystkie pola schematu tak, aby
przedstawiał on wzór 𝜶-D-arabinofuranozy w projekcji Hawortha (wzór taflowy).
W trzech zlewkach znajdowały się w przypadkowej kolejności wodne roztwory następujących
związków:
alanyloglicyna
fenyloalanina
kwas salicylowy (2-hydroksybenzenokarboksylowy)
W celu ich identyfikacji przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.
W etapie 1. do trzech probówek oddzielnie wprowadzono badane roztwory
i dodano po kilka kropel wodnego roztworu FeCl3. W jednej z probówek
zaobserwowano efekt przedstawiony na zdjęciu.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony związku,
którego obecność zidentyfikowano w etapie 1. doświadczenia.
Uzasadnij odpowiedź.
Konwencja zapisu wzorów peptydów wymaga umieszczenia po lewej stronie reszty
aminokwasu z wolną grupą aminową związaną z atomem węgla 𝛼 – reszty N-końcowej.
Aby zidentyfikować taką resztę w peptydzie, do jej grupy aminowej wprowadza się
podstawnik, który pozostaje z nią związany podczas hydrolizy peptydu. Z powstałej
mieszaniny wydziela się związek znakowany tym podstawnikiem i identyfikuje się
aminokwas. W opisanej metodzie stosuje się np. 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen, który reaguje
z peptydem zgodnie z poniższym schematem.
Na podstawie: R.T. Morisson, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2012.
Przeprowadzono analizę reszty N-końcowej pewnego peptydu opisaną metodą. Wydzielono –
w postaci obojętnej – produkt połączenia reszty N-końcowej z grupą 2,4-dinitrofenylową.
Ustalono, że masa molowa tego związku jest równa 271,19 g ∙ mol–1. W tym związku tlen
stanowi 41,30 %, a azot – 15,49 % jego masy.
Na podstawie obliczeń ustal masę molową aminokwasu, którego reszta stanowiła
N-koniec badanego peptydu. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego aminokwasu.
