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UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO RECINTO DE RÍO PIEDRAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
EXAMEN FINAL
QUÍMICA 3032 NOMBRE ______________________ 20 DE MAYO DE 2002 SECCIÓN DE C0NFERENCIA ____
El examen consiste de 40 preguntas de selección múltiple. Se incluye una hoja de contestaciones IBM, en la cual debe anotar todas sus contestaciones con lápiz #2. Al final del examen se incluyen dos hojas con información espectroscópica. Tendrá 2 horas para contestar el examen. Trabaje con cuidado y demuestre su capacidad para resolver problemas en Química Orgánica. 1.¿Cuál de los siguientes compuestos se hidroliza más rápido en medio
ácido?
CH3CH2 O CH2CH3
O O
CH3CH2 N
O
HCH3
CH3CH2 O
O
CH3CH2 OCH3
O
CH3CH2 Cl
O
a. b. c.
d. e. 2. Coloque los siguientes compuestos en orden ascendente de reactividad hacia una
sustitución electrofílica aromática.
NO2 OH
OCH3
OO CH3
O
I II III IV
a. IV < I < II < III d. I < IV < II < III b. I < II < III < IV e. II < III < IV < I
c. III < II < I < IV
2
3. Seleccione la base más débil:
NH
NH
N N
H
N
Ha b c d e
4. El nombre IUPAC correcto para la siguiente molécula es:
O
OOH
O
a. (E)-4-fenil-9-isopropil-4-hidroxi-6-nonen-3-ona b. (E)-4-fenil-4-hidroxi-3-oxo-2-octenoato de isopropilo c. (E)-4-fenil-5-hidroxi-6-oxo-2-octenoato de isopropilo d. (Z)-5-fenil-4-hidroxi-3-oxo-6-pentenoato de isopropilo 5. El nombre IUPAC correcto para la siguiente molécula es:
OCH2CH3
CH3H
HO
a. (4R)-4-metil-1-hidroxi-3-hexanona b. (4S)-4-metil-1-hidroxi-3-hexanona c. (3R)-3-metil-6-hidroxi-4-hexanona d. (3S)-3-metil-6-hidroxi-4-hexanona e. (4R)-4-metil-3-oxo-1-hexanol
3
6. En medio básico, 2,7-octadiona lleva a cabo una reacción Aldol intramolecular.
CH3
O
CH3
O 2,7-octadiona
El siguiente diagrama corresponde al mecanismo de la reacción que lleva al producto más estable. El intermedio I es:
IE
Progreso de Reacción
O
a b
c d e
O
O
O
O
O
CH3
O
OH
CH3
O
O
CH3
4
7. En la síntesis de colesterol se lleva a cabo esta transformación. El paso incorrecto del mecanismo es:
O
H3C
H
O
KOH
O
H3C
HH
O
CH3
HCH3
O
HO
O HH
CH3
HCH3
O
H
H
H
O
H3C
H
O
H
H
O
H3C
H
O-OH
-OH
a. b.
c. d.
8. ¿Cuál es el producto orgánico principal para la siguiente secuencia de reacciones?
H
O CH3MgBr
CH3
O
OH
CH3
OH
H3O+
H3O+
H
O
CH3
OH
CH3
éterK2C r2O7
a.
b.
c.
d.
e.
5
9. A continuación se muestra la reacción entre glucosa y etanol en medio ácido para la formación de un enlace glicosídico. Seleccione el o los intermedios que se producen en esta reacción:
HOO
H
H
HO
H
HOHH OH
OH
CH3CH2-OHH
HOO
H
H
HO
H
HOHH
OH
HOO
H
H
HO
H
HOHH OCH2CH3
OH
H
I II
HOO
H
H
HO
H
HOHH OCH2CH3
OH
III
HOO
H
H
HO
H
HOHH O
OH
HH
a. I y II b. I y III c. II y III d. I, II y III
10. El producto final de la siguiente secuencia de reacciones es:
OO
O
OHO
CH3CH2
OCH3
OCH3
1.2.
a.
b.
c.
d.
CH3CH2MgBr , THF
NaOH, H2O
6
11. El producto final de la siguiente secuencia de reacciones presentada en la síntesis de colesterol es:
O
CH3
H
HC
OEt
O
O
CH3
HH3C
O
CH3
HH3C
O
CH3
HO
CH3
HO
, (CH3)3CO
1. , NaOCH2CH3
2.
3. KOH, H2O
a.
b.
c.
d.
12. Considere la reacción entre LAH y la cetona mostrada a continuación :
CH3
OHCH3
1. LiAlH4
2. H3O+
CH3
OHCH3
carbono 2
carbono 3
Indique la configuración absoluta de los carbonos 2 y 3 del producto y la cara preferida de ataque: a. 2S, 3R; cara si b. 2S, 3R; cara re c. 2R, 3R; cara re d. 2R, 3R; cara si
7
13. Al ciclar a glucosa para formar el siguiente anómero, el oxígeno:
O
H
HO
H
HO
H
OHOHH
H
OH
OH
H
HO
H
HO
H
OOHH
H
OH
a. Ataca la cara si y produce el anómero α . b. Ataca la cara si y produce el anómero β . c. Ataca la cara re y produce el anómero α . d. Ataca la cara re y produce el anómero β .
14. Seleccione la estructura de resonancia más estable para el intermedio que produce el producto principal en la bromación de anisol.
O-CH3
Br2AlBr3
O-CH3
Br H
O-CH3
Br H
O-CH3
Br H
O-CH3
HBr
O-CH3Br
H
a b c d e 15. ¿ Cuántos de los siguientes iones son aromáticos ?
a. uno d. todos b. dos e. ninguno c. tres
8
16. Uno de los pasos en el proceso de glicólisis conlleva la siguiente transformación:
OPO32-
HO
O
OPO32-
OOH
Esta es posible debido al tautomerismo ceto-enol. La forma enólica que hace posible esta transformación es la siguiente:
OPO32-
HO
OHOPO3
2-
OH
OPO32-
HO
OH
OH
OPO32-
HO
H
OPO32-
OH
a b c d e
HO OH
17. El siguiente paso ocurre en el proceso de glicólisis y es un ejemplo de una reacción:
O
HHO
OHH
OHH
CH2OPO3
OPO3
O
OHH
CH2OPO3
O
HO
OPO32
2
2
2
a. Aldol b. Claisen c. Retro Claisen d. Retro Aldol
9
18. ¿Cuál de las siguientes especies se produce cuando se transforma pirofosfato de
mevalonilo en pirofosfato de isopentenilo?
OP
OP
O
OH O
O
O
O
OP
OP
O
O
O
OOPO
O
OAdenosinaATP =
OP
OP
O
O
O
O
O
ATP+ ADP + CO2
pirofosfato de mevalonilo
O
Opirofosfato de isopentenilo
O
O
OP
OP
O
O O
O
O
Oa.
b.
OP
OP
O
O
O
O
O
OP
OP
O
O
O
OOPO
O
OAdenosina
c.
OP
OP
O
O
O
O
O
OP
O
O
Od.
OP
OP
O
O O
O
O
O
e.
OP
O
O
O
OP
O
O
O
O
O O
O
O
O
10
19. En la biosíntesis del fosfato de mevalonilo a partir de acetil Co-A, las especies intermedias A y B que faltan en el siguiente esquema son:
SCoA
O
acetyl-CoA
+ O SCoA
O OClaisen Condensation
malonyl-CoA
+ CO2 + CoASH
1. O SCoA
O O
2. H2O
SCoA
OH O
COO–+ CO2 + CoASH
2 NADP+ 2 NAPDH
OH
OH
COO–
ATPADPOH
COO–O P
O
O
O
hydroxymethylglutaryl-CoAmevalonyl phosphate
B
A
d.OH
OH
COO–
O
O
O O
OH
OH
COO–SCoA
O O
SCoA
O O
OH
OH
COO–
O
O
O O
a.
b.
c.
;
;
;
;
A B
20. La vitamina A, cuya estructura se presenta a continuación es un terpeno que contiene:
CH2-OH
a. 2 unidades de isopreno unidas de cabeza a cola. b. 2 unidades de isopreno unidas de cabeza a cabeza c. 3 unidades de isopreno unidas de cabeza a cola. d. 4 unidades de isopreno unidas de cola a cola. e. 4 unidades de isopreno unidas de cabeza a cola.
11
21. A continuación se presentan las estructuras de morfina y heroína:
O
N
HO OH
CH3
O
N
O O
CH3
CH3
O
H3C
O
morfina heroína Con respecto a éstas lo siguiente es cierto: a. La heroína es más polar que la morfina y debido a ésto traspasa las membranas
celulares más rápido y produce su efecto más rápido. b. La heroína es menos polar que la morfina y debido a ésto traspasa las membranas
celulares más rápido y produce su efecto más rápido. c. La heroína es menos polar que la morfina y debido a ésto traspasa las membranas
celulares más lento y produce su efecto más lento. d. La heroína es más polar que la morfina y debido a ésto traspasa las membranas
celulares más lento y produce su efecto más lento. 22. La actividad antibiótica de la Penicilina G se debe a la habilidad que ésta tiene para
acilar un grupo –OH de la enzima responsable de la síntesis de la pared celular de las bacterias. Seleccione el átomo que la enzima ataca nucleofílicamente.
N
S
O
O
NH CH3
CH3
OH
O
penicilina G
Enzima OH
a
b
c
d
12
23. A continuación se representa el receptor (enzima) de un neurotransmisor. Seleccione entre las siguientes estructuras la mejor candidata para actuar como neurotransmisor.
H
OHNHCH3
C
O
OO
H
lugar donde pueden ocurrir interacciónes van der Waals
H
OHNH2CH3
H
HCH2CH3
H
NH2NHCH3
Receptor de un neurotransmisor
a. b. c. d.
24. La Dopamina, cuya estructura se presenta a continuación, es un compuesto que
tiene una función de neurotransmisor en el cuerpo. Examine las moléculas que se presentan y seleccione la que podría tener propiedades neurotransmisoras similares a las de dopamina.
HO
HO
NH2
Dopamina
HO CH3 NH2
HO
HO
Cl
NH
NH2
N
NO
CH3
a b c
d
e
13
25. Los óxidos de areno I pueden reaccionar con agua en medio ácido para formar un fenol III mediante un “NIH shift” que produce el intermedio II. La rapidez de esta reacción depende de la naturaleza del sustituyente G. ¿ Cuál de los siguientes sustituyentes producirá la reacción más rápida?
O
G
O
G
H
I II
OH
G
III
NH2
O
CH3
NO2
CH3
a.
b.
c.
d.
26. A continuación se incluyen dos de los metabolitos principales de Aspirina (A y B) que
se producen a partir de:
O
HO
OO
CH3
O
HO
OH
Aspirina
O
HO
OH
O
H
H
OHH
HOHH
O
OH
O
A B
a. Una hidrólisis no-sintética que produce A y una reacción sintética de glucoronidación que produce B.
b. Una hidrólisis sintética que produce A y una reacción no-sintética de hidrólisis que produce B.
c. Una reducción no-sintética que produce A y una reacción sintética de glucoronidación que produce B.
d. Una hidrólisis no-sintética que produce A y una reacción sintética de sulfoconjugación que produce B.
14
27. Fenilalanina tiene hidrógenos con los siguientes pKa a pH fisiológico (7.3): αCOOH =
1.83 y α NH3+
= 9.13 . Seleccione la estructura de este aminoácido a un pH = 12.
C O
O
H NH3
fenilalanina
C O
O
H NH2C O
O
H NH3
C OH
O
H NH3C OH
O
H NH2
a. b.
c. d.
28. Seleccione el carbono más electrofílico del siguiente producto de uno de los pasos de la
sintesis de colesterol.
O
HO
CH3
H
O
ab
c
d
e
15
29. Al arreglar los siguientes compuestos en orden descendente de acidez obtenemos:
I II III IVCH3CH2CH3CH2 H
O
CH2CH3H
O
H
O
CH3 OCH3
O
a. III > IV > II > I
b. I > III > II > IV c. I > IV > III > II d. I > III > IV > II e. III > I > IV > II 30. La representación de silla de colesterol es:
CH3
HCH3
HOH H
HO
CH3
HH
CH3H
a. b.
c. d.
e.
Colesterol
H
HO
CH3
CH3H
HH
HO
CH3
CH3H
HH
H
HO
CH3
CH3H
HH
H
H
HO
CH3
HH
CH3H
H
16
31. La estructutura tridimensional cíclica del anómero α de A es:
HO H
HHO
OHH
OHH
CH2OH
OH
A
HOO
H
H
HO
OH
HHH
OH
OH
HOO
H
H
HO
OH
OHHH
H
OH
HOO
H
OH
H
OH
HHH
OH
OH
HOO
H
OH
H
OH
OHHH
H
OH
HOO
H
H
HO
H
OHOHH
H
OH
a b
c d
e 32. ¿Cuál de los siguientes tendrá un λmáx mayor?
a.
c.
b .
d.
17
33. Seleccione la mejor ruta sintética para llevar a cabo la siguiente transformación.
CH3CH2C Cl
O
CH3CH2C Cl
O
CH3CH2C Cl
O
CH2CH2CH3
SO3H
a. SO3 / H2SO4 ; CH3CH2CH2-Cl / AlCl3
CH3CH2CH2-Cl / AlCl3 ; SO3 / H2SO4
/ AlCl3 ; SO3 / H2SO4
/ AlCl3 ; SO3 / H2SO4Zn(Hg) / HCl / calor ;
/ AlCl3 ; SO3 / H2SO4 ; Zn(Hg) / HCl / calor
b.
c.
d.
e. 34. Seleccione el compuesto que corresponde con el siguiente espectro de masa.
O O
O O
a. c.
b. d.
18
35. Los siguientes compuestos todos tienen la misma masa molecular. Seleccione el que corresponde a este espectro de masa.
a. b. c. d.
OHOH OH
OH
36. Los siguientes datos espectrocópicos corresponden a un desconocido de fórmula
molecular C10H16O6 . La estructura que corresponde a estos datos es: IR: 1740 cm-1 1H-RMN: δ 1.3 ppm (t, 9H), 4.2 ppm (q, 6H), 4.4 (s, 1H).
O
O
O
OO
O
OO OCH3
O
O
O
O O
O O
O O
O
O O
OO
OCH3
a.
b.
c.
d.
19
37. ¿Cuáles de los siguientes compuestos sólo mostrará singletes en el espectro de Resonancia Magnética Nuclear de Protón ?
CH3-CH3 CH3-O-CH2CH3 CH3CH2-OH
HC C
H
HH CH3CH2-Cl
I II III
IV V VI a. I, IV, V d. IV y V b. II, III, VI e. II, IV, VI
c. I, II, III 38. Seleccione los reactivos que podría utilizar para preparar el siguiente compuesto
mediante una ciclación Robinson.
O
OCH3
CH3
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH3
HO
O
O
CH3CH2
a. +
+b.
+c.
d.
e.
+
+
20
39. A continuación se presentan las estructuras de sacarosa, Olestra y vitamina K. Con respecto a la estructura y función de Olestra la siguiente aseveración es cierta:
OH
HO
HHO
H
O
OHH H
OH
H
CH2OH
HOH2CH OH
HO HO
OH
H
H
O
H H
H
CH2
H2C H
HO
R O
O
R O
O
RO
O
RO
O
R
OO
R
OO
RO
O
R
O O
D-sacarosa Olestra
R = CH3(CH2)n-
O
O Vitamina K a. Olestra es más soluble en agua que D-sacarosa. b. Las fuerzas intermoleculares entre Vitamina K y la sacarosa son menores que entre Vitamina K y Olestra.
c. La vitamina K no es soluble en Olestra y por lo tanto la absorción de esta vitamina en el cuerpo no es afectada por el consumo de olestra.
d. La FDA aprobó el uso de Olestra como sustituto de D-sacarosa en ciertas comidas.
e. La comida preparada con Olestra engorda más que la que se prepara con las grasas convencionales.
21
40. La lidocaina, cuya estructura se presenta a continuación, es uno de los anestésicos
más recetados debido a que puede permanecer en el cuerpo sin hidrolizarse durante un tiempo considerablemente largo. Esto se debe al efecto estérico de los grupos metilos del anillo aromático.
La rapidez de hidrólisis también depende de la basicidad del grupo saliente. Selecciones entre las siguientes estructuras la más resistente a la hidrólisis. (la que se hidroliza más lentamente)
N
O
H
NCH3CH2
CH3CH2H3C
H3C
N
O
H
NCH3CH2
CH3CH2F
N
O
H
NCH3CH2
CH3CH2Cl
N
O
H
NCH3CH2
CH3CH2Br
N
O
H
NCH3CH2
CH3CH2I
lidocaina
a b
c d