Terminsprøve. Fredag d. 24. marts 2017 Kl

Transkript

1 Terminsprøve Fredag d. 24. marts 2017 Kl

2 Side 1 af 13 sider pgavesættet består af 4 opgaver med i alt 16 spørgsmål samt 7 bilag i 2 eksemplarer. Svarene på de stillede spørgsmål indgår med lige vægt i vurderingen. Alle hjælpemidler er tilladt Følgende hjælpemidler forudsættes: DATABG, fysik kemi (F&K Forlaget), 6. udgave (1992) eller senere udgave.

3 Side 2 af 13 sider pgave 1: Benzodiazepiner Der sker ca. 300 alvorlige færdselsulykker om året i Danmark. Alkohol er involveret i en fjerdedel af ulykkerne og narkotika og medicin i hver tiende. Benzodiazepiner er en gruppe af lægemidler, som har beroligende, søvndyssende og angstdæmpende virkning. De bruges også til behandling af epilepsi. Hvis en læge ordinerer benzodiazepiner, skal hun vurdere, om patienten vil være i stand til at køre bil. Colourbox.com Diazepam er et benzodiazepin, og det forhandles under navne som Stesolid og Valium. Cl diazepam a) Anfør alle C- og H-atomer i diazepam. Anfør molekylformlen. Anvend bilag 1 eller et tegneprogram. Umiddelbart efter en injektion af diazepam indeholder 1,00 ml blod 0,296 µg af stoffet. b) Beregn stofmængdekoncentrationen af diazepam i blodet.

4 Side 3 af 13 sider Diazepam kan fremstilles ved reaktionsforløbet nedenfor. H Cl Cl Cl A M = 141,60 g/mol H Cl Cl Cl Cl H 2 Cl diazepam I et laboratorium fremstilles diazepam fra stof A. Der anvendes 50,0 g A, og alle andre reaktanter er tilsat i overskud. Der isoleres 23,2 g diazepam. c) Beregn udbyttet af diazepam i procent af det teoretisk mulige.

5 Side 4 af 13 sider I tiden lige efter injektionen af diazepam falder koncentrationen af stoffet i blodet drastisk, fordi diazepam også fordeles i fedtvævet. Tabellen viser koncentrationen af diazepam i blodet til forskellige tider, efter at fordelingen i fedtvævet har fundet sted. t / timer 0,0 2,4 4,8 12, cdiazepam / mg L 0,067 0,059 0,057 0,044 0,033 0,017 d) Bestem reaktionsordenen med hensyn til diazepam. Angiv funktionsudtrykket for koncentrationen af diazepam som funktion af tiden, efter at fordelingen i fedtvævet har fundet sted.

6 Side 5 af 13 sider pgave 2: Duftstoffer i hasselnødder Hasselnødders duft skyldes, at nøddeolien indeholder mange flygtige stoffer. Et af de stoffer, der især bidrager til hasselnøddernes karakteristiske duft, er filberton. Stoffet er opkaldt efter munken Sct. Philibert, der levede i Frankrig i det 7. århundrede, og som fejres i nøddesæsonen. Colourbox.com filberton a) Gør rede for mulige stereoisomere former af filberton. Benyt eventuelt bilag 2. Filberton er et aromastof, der kan fremstilles syntetisk til brug i fx parfume. Reaktionsforløbet er vist herunder H H A B filberton b) Gør rede for, at det systematiske navn for B er 5-methylhept-2-yn-4-ol. Benyt eventuelt bilag 2.

7 Side 6 af 13 sider livenolie bliver nogle gange forfalsket ved at blande olien med den langt billigere hasselnøddeolie. For at afsløre om en olie er ren olivenolie eller er tilsat hasselnøddeolie, kan man udtrække de flygtige stoffer fra olien og analysere denne blanding ved hjælp af gaschromatografi. Herunder er vist chromatogrammerne af - den flygtige stofblanding fra en ren olivenolie (a) - den flygtige stofblanding fra en ren hasselnøddeolie (b) - ren filberton (c) Chromatogrammerne er optaget under de samme betingelser. En olivenolie er mistænkt for at være forfalsket med hasselnøddeolie. De flygtige stoffer udtrækkes fra olivenolien, og der optages et chromatogram af disse ved de samme betingelser som i de viste chromatogrammer. c) Forklar, hvordan chromatogrammet kan afsløre, om olivenolien er forfalsket med hasselnøddeolie.

8 Side 7 af 13 sider Et andet flygtigt stof, C, isoleres fra hasselnøddeolie. Stoffets molare masse bestemmes til 86,13 g/mol. Der gennemføres desuden en række kemiske tests på C. bservationerne er anført i nedenstående tabel. Test Tilsætning af bromvand Analyse med 2,4-dinitrophenylhydrazinopløsning Analyse med Fehlings væske Analyse med Tollens reagens Analyse med planpolariseret lys bservation Ingen affarvning Gult bundfald Intet bundfald Intet sølvspejl Ingen drejning Herunder ses 1 H-MR-spektret for C. d) Bestem strukturen for stof C. Argumenter ud fra såvel kemiske tests som 1 H-MR-spektrets integralkurve, kemiske skift og koblingsmønstre. Benyt evt. bilag 3. / ppm

9 Side 8 af 13 sider pgave 3: Rhodium - et sjældent og værdifuldt metal Rhodium er et meget sjældent metal i jordskorpen, men har en vigtig anvendelse som katalysator for en lang række kemiske reaktioner. Ca. 80 % af den mængde rhodium, man udvinder, anvendes i katalysatorer, som fjerner giftige gasser fra bilers udstødning. Selvom rhodium er et meget kostbart metal, anvendes det, fordi det er en meget effektiv katalysator. Rhodium katalyserer f.eks. reaktion 1, som fjerner nitrogenoxid fra bilers udstødningsgas. Colourbox.com 2 (g) + 2 C(g) 2 (g) + 2 C 2 (g) (1) a) Gør rede for, at reaktion 1 er en redoxreaktion. Kemiske forbindelser af rhodium anvendes som katalysatorer ved syntese af mange organiske stoffer. En af disse katalysatorer fremstilles ved at omdanne rhodium gennem flere trin. I første trin reagerer rhodium med dichlor ved 300 C og danner rhodium(iii)chlorid ved reaktion 2. 2 Rh(s) + 3 Cl 2 (g) 2 RhCl 3 (s) (2) Termodynamiske data ved 25 C H / kj mol S / J mol K G / kj mol Rh(s) 0 31,8 0 RhCl3(s) ,2 165,7 b) Beregn S for reaktion 2. Kommenter resultatet i forhold til reaktionsskemaet. c) Beregn ligevægtskonstanten for reaktion 2 ved 300 C. Argumenter for, i hvilken retning ligevægten forskydes, hvis temperaturen ændres til 400 C.

10 Side 9 af 13 sider Rhodium anbringes i en tom beholder med volumen 3,00 L, og der tilsættes 0,120 mol dichlor. Beholderen lukkes og opvarmes til 300 C, og temperaturen holdes konstant. Der ses bort fra volumenet af de faste stoffer. d) Beregn trykket af dichlor, når ligevægten er indstillet i beholderen ved 300 C.

11 Side 10 af 13 sider pgave 4: Parecoxib - et smertelindrende stof Parecoxib er det aktive stof i lægemidlet Dynastat, der anvendes som smertelindrende middel efter operationer. Lægemidlet indsprøjtes i muskelvæv, hvor det omdannes til stoffet valdecoxib, som er det egentlige smertelindrende stof. Colourbox.dk H S H 2 S H + parecoxib valdecoxib a) Færdiggør reaktionsskemaet. Angiv reaktionstypen. Benyt bilag 4. Valdecoxib kan ved optagelse af en hydron danne en dihydron syre, som ses nedenfor. pks-værdierne ved 25 C er anført ud for de syregrupper, de hører til. H 2 S pk s = 10,1 H + pk s = 0,4

12 Side 11 af 13 sider Valdecoxib kan findes på tre forskellige former i vandig opløsning, som vist nedenfor. H 2 S H 2 S - H S H + A B C Bjerrumdiagrammet for valdecoxib ved 25 C ses nedenfor. x s 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ph b) Bestem, hvor stor en procentdel der findes af hver af de tre former ved ph 9,5 ved 25 C. Benyt bilag 5.

13 Side 12 af 13 sider Man kan anvende valdecoxibs fordeling mellem octan-1-ol og vand til at vurdere, i hvilket omfang valdecoxib kan passere gennem upolære membraner i kroppen. Fordelingsforholdet, D, som er forholdet mellem valdecoxibs formelle koncentrationer i de to faser, er givet ved D = c valdecoxib(octan-1-ol) c valdecoxib (aq) Fordelingsforholdet er beregnet ved forskellige ph-værdier, og resultatet er vist i nedenstående graf. logd 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1, ph c) Forklar ændringerne i D, når ph stiger fra 0 til 14. Inddrag både valdecoxibs struktur og syre-base-egenskaber. Benyt eventuelt bilag 6.

14 Side 13 af 13 sider CX-2 er et enzym, der katalyserer dannelsen af stoffet prostaglandin H2, som øger smertefølsomheden i kroppen. Valdecoxib virker ved at binde sig til CX-2- enzymets aktive center, hvorved dannelsen af prostaglandin H2 inhiberes, og smertefølsomheden reduceres. I enzymets bindingslomme fastholdes valdecoxib som vist på figuren nedenfor. RCSB PDB 1cx2 lavet i Marvin Space CX-2 I enzymets bindingslomme bindes valdecoxib til sidegrupper i nogle af de aminosyreenheder, som enzymet er opbygget af. Valdecoxib bindes til sidegrupper, som det er placeret tæt på, og som det kemisk passer sammen med. d) Forklar, hvordan valdecoxib kan binde til de tre viste aminosyrekæder. Forklar, hvilke egenskaber R 1 og R 2 skal have for at bidrage til at fastholde valdecoxib. Benyt bilag 7 til markering af intermolekylære bindinger mellem valdecoxib og enzymet.

15 BILAG 1 BILAG 2

16 BILAG 3

17 BILAG 4 BILAG 5

18 BILAG 6

19 BILAG 7