OCNS Uebung 2 301117 a - Übung zur VL PDF

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Übung zur VL...

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Fassung vom 30.11.17

Modul

Naturstoffchemie / WS 2017/18

J. Hartung

2. Übung – Kohlenhydrate 1. Aufgabe – Allgemeines Ergänzen Sie in der folgenden Tabelle die freien Felder durch passende Begriffe aus der Liste der angegebenen Fachausdrücke.

Beispiel: Kohlenhydrat

Polyhydroxyaldehyd

meso-Verbindung erythro-D-2-Pentulose Neuraminsäure Salicin anomerer Effekt L-Sorbose-Derivat Mutarotation Aceton D-Glucit (Halbacetal)Acetal-Kohlenstoff Fachausdrücke: L-Gulit, Stereoelektronik, Heterosid, Cyclo-Oxo-Tautomerie, L-Ascorbonsäure, D-Ribulose, Schutzgruppe, D-Galactarsäure, Nonulosonsäure-Derivat, anomeres Zentrum.

1

Fassung vom 30.11.17

2. Aufgabe – Nomenklatur und Stereochemie von Monosacchariden Beantworten Sie bitte folgende Fragen oder ergänzen Sie Platzhalter sinnvoll: 2.1

Fünfring Monosaccharide heißen _______________________________________, Sechsring Monosaccharide heißen ______________________________________.

2.2

Nennen Sie drei Nachweisverfahren für Monosacchariden und die notwendigen Reagenzien, um zu einer analytisch eindeutigen Aussage zu kommen.

2.3

Beim Lösen der nachstehenden Hexose in Wasser stellt sich über eine offenkettige Aldehyd-Form ein Gleichgewicht einer isomeren cyclischen Halbacetal-Form ein. Ergänzen sie die Positionen der Hydroxylgruppen in dem nachfolgenden Schema (Bitte jeden „Strich“ mit einem Substituenten versehen). Zeichnen Sie für die offenkettige Form eine zeitgemäße stereostenographische Strukturformel. CHO O

HO

O

OH

OH HO OH OH

3.

Aufgabe – Struktur und Reaktivität I

3.1

Zeichnen Sie für die D- und die L-Allose, dem 3-Epimer der Glucose, Fischer-, HaworthReeves-Projektionen. Berücksichtigen Sie in den cyclischen Formeln alle Diastereomere, die infolge Cyclo-Oxo-Tautomerie möglich sind.

3.2 Vervollständigen Sie die folgenden Reaktionsgleichung unter Angabe korrekter Strukturformeln. Bz2O (Überschuss)  D-Allopyranose

Produkt 1

1-Adamantoylchlorid C5H5N / 20 °C

Produkt 3

NEt3 / –20 °C 20 °C

Ac2O / py (Überschuss) 20 °C CH3OH (Überschuss)

Produkt 2

Produkt 4

Produkt 5 NaOCH3 kat.

2

Fassung vom 30.11.17

4.

Aufgabe – Fixierung von Isomeren aus Tautomeren/Diastereomeren-Gleichgewichten Vervollständigen Sie die nachfolgenden Reaktionsgleichungen unter Angabe notwendiger Reagenzien. Cyclische Verbindungen sind in der in der Reeves-Projektion und offenkettige sind in der "Zick-Zack"-Schreibweise darzustellen. Benennen Sie jeweils die Ausgangsverbindung. CH2OH OH

(a) HO HO

Reagenzien Pyranose-Derivat

OH CHO (b)

CHO OH

Reagenzien

HO

Furanose-Derivat

OH CH2OH (c)

CHO HO HO

Reagenzien Furanose-Derivat

OH OH CH2OH (d)

CHO HO HO

Reagenzien offenkettige Form

OH CH2OH

5. Aufgabe – Synthese komplexer Monosaccharide 5.1

Entwerfen Sie eine praktikable Synthese von 2-Acetamido-2-desoxy-D-mannose aus einem geeigneten Monosaccharid unter Angabe der benötigten Reagenzien.

5.2

Entwerfen Sie eine praktikable Synthese von N-Acetyl-4-desoxy-D-neuraminsäure aus 2Acetamido-2-desoxy-D-mannose unter Angabe der benötigten Reagenzien.

3

Fassung vom 30.11.17

6. Aufgabe – Glykoside 6.1

Definieren Sie die Substanzklasse der Glykoside. Skizzieren Sie für die existierenden Haupteinteilungen von Glykosiden in zwei Unterklassen je eine Strukturformel und benennen Sie die Unterklassen.

6.2

Benennen Sie die zwei Teilkomponenten aus denen Glykoside der beiden Unterklassen (siehe Aufgabe 5.1) aufgebaut sind.

6.3

Geben Sie anhand dreier Beispiele die chemische Bedeutung natürlich vorkommender Glykoside für Produzenten an.

7. Aufgabe – Di-, Oligo- und Polysaccharide 7.1

Welche Strukturformel besitzt Palatinit? Wozu dient diese Verbindung? Entwerfen Sie eine plausible Synthese von Palatinit unter Angabe benötigter Reagenzien und Ausgangsverbindungen.

7.2

Welche Struktur besitzt Erlose (Kurzschreibweise, Strukturformel in Haworth- und ReevesProjektion)? Welche Bedeutung besitzt Erlose?

7.3

Nennen Sie sechs wichtige Polysaccharide. Aus welchen Monosacchariden sind die genannten Polysaccharide aufgebaut? Wie sind die Monomeren in den gewählten Polysacchariden verknüpft (linear, verzweigt, cyclisch, - oder -glykosidisch)?

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