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Código del Estudiante ARG - 1 Examen teórico (versión oficial Argentina), 49 th IChO 2017, Thailand 1 Lectura del examen: Los estudiantes tendrán 15 minutos para leer el enunciado antes de comenzar a resolver el examen. No escribas y no calcules nada durante este período de tiempo, sino serás descalificado. La versión oficial en ingles de este examen está disponible sólo para aclaraciones.

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Examen teórico (versión oficial Argentina), 49th IChO 2017, Thailand 1

Lectura del examen: Los estudiantes tendrán 15 minutos para leer el enunciado antes de comenzar a resolver el examen. No escribas y no calcules nada durante este período de tiempo, sino serás descalificado. La versión oficial en ingles de este examen está disponible sólo para aclaraciones.

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Examen Teórico

"Bonding the World with Chemistry" 49th INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD Nakhon Pathom, THAILAND

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Instrucciones generales.

o Páginas: Este examen teórico contiene 53 páginas. Hay 11 Problemas en total.

o Lectura del examen: Los estudiantes tendrán 15 minutos para leer el enunciado antes de comenzar con la resolución del examen. No escribas ni calcules nada durante este período de tiempo, de lo contrario serás descalificado. La versión oficial de este examen en inglés está disponible si la solicitas solo para aclaraciones.

o Tiempo del examen: Los estudiantes tendrán un total de 5 horas para completar el examen.

o Comienzo/Fin: Los estudiantes pueden comenzar tan pronto como se de la señal de “Start” y deben finalizar su trabajo inmediatamente cuando se anuncie la señal de “Stop”.

• Si no finalizas tu trabajo dentro del minute posterior a la señal de “Stop” esto dará lugar a la anulación de tu examen teórico.

• Luego de haber escuchado la señal de “Stop”, coloca tu examen en el sobre y espera sentado en tu asiento. El supervisor pasará a retirar el examen.

o Hojas de respuestas: Todos los resultados y respuestas deben estar claramente escritas en los espacios asignados para tal fin para que seas calificado. Solamente las respuestas escritas en lapicera serán corregidas.

• Utiliza solamente las lapiceras que te han entregado. • Puedes usar la parte de atrás de las hojas como papel borrador. Esto no será

corregido ni calificado.

o Calculadora: Para todos los cálculos, utiliza solamente la calculadora provista en la 49th IChO.

o Pedido de asistencia: Si necesitas asistencia (por ejemplo, más comida o bebidas o ir al baño), levanta y muestra la bandera color naranja que se encuentra en tu escritorio.

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Tabla de contenidos

Problema No. Título Pág

% del puntaje

total

1 Producción de propeno mediante catálisis heterogénea 5 6%

2 Efecto cinético isotópico (KIE) y energía vibracional del punto cero (Zero Point Energy, ZPE) 9 6%

3 Termodinámica de las reacciones químicas 15 6%

4 Electroquímica 19 5%

5 Fosfato y silicato en suelos 25 5%

6 Hierro 30 6%

7 Rompecabezas de estructuras químicas 35 6%

8 Superficie de la Sílica 41 5%

9 Hacia lo desconocido 45 6%

10 Síntesis Total de Alcaloides 48 7%

11 Torsión y Quiralidad 53 2%

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Problema 1 A B C Total

A1 A2 A3 Total 4 1 2 7 6 20

Puntaje Problema 1: Producción de propeno mediante catálisis heterogénea

El propeno o propileno es una de las sustancias más valiosas en la industria petroquímica en Tailandia y alrededor del mundo. Un buen ejemplo del uso comercial del propeno es para la producción de polipropileno (PP).

Parte A.

El propeno puede ser sintetizado mediante deshidrogenación directa del propano en presencia de un catalizador heterogéneo. Sin embargo, tal reacción no es factible desde el punto de vista económico debido a la propia naturaleza de la reacción. Escribe una explicación razonable para cada una de las preguntas siguientes.

Información adicional: Henlace(C=C) = 1,77Henlace(C-C), Henlace(H-H) = 1,05Henlace(C-H), y Henlace(C-H) = 1,19Henalce(C-C), donde Henlace se refiere a la entalpía de enlace promedio para el enlace químico indicado

1-A1) ¿Cuál es el cambio de entalpía para la deshidrogenación directa del propano? Muestra tus cálculos expresando tu resultado en función de Henlace(C-C).

Cálculos:

Problema 1 6% del puntaje total

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1-A2) Es difícil aumentar la cantidad de propeno por aumento de la presión a temperatura constante. ¿Qué ley o principio puede explicar mejor este fenómeno? Selecciona una respuesta mancando con un “ü” en uno de los círculos siguientes. ⃝ Ley de Boyle ⃝ Ley de Charles ⃝ Ley de Dalton ⃝ Ley de Raoult ⃝ Principio de Le Chatelier 1-A3) Supone que el sistema está inicialmente en equilibrio. Siendo consistente con el ítem 1-A1), ¿cuál(es) del(las) siguiente(s) opciones para las variables termodinámicas involucradas en la deshidrogenación directa del propano es(son) correctas? Selecciona tu(s) respuesta(s) marcando con “ü” en el(los) círculos que corresponda(n).

HΔ SΔ GΔ T * ⃝ - + + menor ⃝ - + - mayor ⃝ - - + menor

⃝ - - - mayor ⃝ + + + menor ⃝ + + - mayor ⃝ + - + menor ⃝ + - - mayor ⃝ Ninguna de las anteriores es correcta

* Relativa a la temperatura inicial a la misma presión parcial.

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Parte B. Una mejor reacción para producir grandes cantidades de propeno es la

deshidrogenación oxidativa (ODH) utilizando catalizadores sólidos, por ejemplo óxidos de vanadio, en presencia de oxígeno molecular gaseoso. A pesar de que este tipo de reacción se encuentra aún bajo intensa investigación, su posible aplicación para la producción de propeno a escala industrial es muy prometedora en comparación a la reacción de deshidrogenación directa. 1-B) La velocidad global para el consumo de propano en la reacción se puede escribir como

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

283

8

OoxHCred

HC

pkp

pkp

1r3 οο

, donde kred es la constante de velocidad para la reducción del

catalizador óxido metálico por el propano y kox es la constante de velocidad para la oxidación del catalizador por el oxígeno molecular. Además, οp es la presión estándar de 1 bar. En algunos experimentos se encontró que la velocidad de oxidación del catalizador es 100000 veces mayor que la velocidad de oxidación del propano, obteniéndose en este caso la

siguiente velocidad experimental: οpp

kr HCobsHC

3

3

8

8= a 600 K, donde kobs es la constante de

velocidad observada (0,062 mol s-1). Si al reactor que contiene al catalizador se le hace pasar constantemente propano y oxígeno a una presión total de 1 bar, determina el valor de kred y kox cuando la presión parcial de propano es de 0,10 bar. Asume que la presión parcial del propeno es despreciable.

Cálculos:

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Parte C.

El catalizador óxido metálico contiene átomos de oxígeno en su superficie que sirven como sitios activos para la ODH. Si red* corresponde al sitio reducido y O(s) corresponde a un átomo de oxígeno en la superficie del catalizador, uno de los mecanismos propuestos para la ODH en presencia del catalizador es:

C3H8(g) + O(s) ⎯→⎯ 1k C3H6(g) + H2O(g) + red* (1)

C3H6(g) + 9O(s) ⎯→⎯ 2k 3CO2(g) + 3H2O(g) + 9red* (2)

O2(g) + 2red* ⎯→⎯ 3k 2O(s) (3)

Si activos sitios de totalnúmero

reducidos sitios de número=β , la ley de velocidad para cada uno de los tres

pasos anteriores se puede escribir como:

)1(8311 β−= HCpkr ,

)1(6322 β−= HCpkr ,

y β233 Opkr = .

1-C) Asumiendo que la cantidad de átomos de oxígeno en la superficie se mantiene constante en todo momento durante la reacción, calcula β en función de k1, k2, k3,

83HCp ,

63HCp y

2Op .

Cálculos:

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Problema 2 A

Total A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

Total 2 2 7 3 3 1 5 1 24 Puntaje

Problema 2: Efecto cinético isotópico (KIE) y energía vibracional del punto cero (Zero Point Energy, ZPE)

Cálculo de ZPE y de KIE

El efecto cinético isotópico (acrónimo en inglés KIE) es un fenómeno asociado con el cambio en el valor de la constante de velocidad de una reacción cuando uno de los átomos es sustituido por su isótopo. El KIE puede usarse para confirmar si un dado enlace con hidrógeno se rompe durante la reacción. Para estimar la diferencia en la velocidad para las activaciones de los enlaces C-H y C-D (D = H!! ) se utiliza el modelo del oscilador armónico.

La frecuencia vibracional (ν) según el modelo de oscilador armónico es:

µπν k

21 = ,

donde k es la constante elástica (o de fuerza) y µ es la masa reducida.

Las energías vibracionales de la molécula están dadas por:

En = n + 12

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ hν ,

donde n es el número cuántico vibracional, cuyos valores posibles son 0, 1, 2, ... La energía del nivel vibracional más bajo (de más baja energía) (En con n = 0) se denomina energía vibracional del punto cero (ZPE).

2-A1) Calcula la masa reducida de los sistemas C-H (µCH) y C-D (µCD) en unidades de masa atómica. Supone que la masa del deuterio es el doble que la masa del hidrógeno.

Cálculos:

Problema 2 6% del puntaje total

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[Si no pudiste calcular los valores de µCH y µCD en 2-A1), podrás usar µCH = 1,008 y µCD = 2,016 para los cálculos posteriores del ejercicio. Ten en cuenta que estos valores no están necesariamente cerca de los valores correctos.]

2-A2) Suponiendo que la constante de fuerza (k) para el estiramiento (“stretching”) de los enlaces C-H y C-D es la misma y vale 2900 cm-1, calcula la frecuencia vibracional para el estiramiento del enlace C-D (en cm-1).

Cálculos:

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2-A3) Teniendo en cuenta las frecuencias de estiramiento de los enlaces C-H y C-D del ítem 2-A2), calcula las energías del punto cero (ZPE) para los estiramientos C-H y C-D en kJ mol-1.

Cálculos:

[Si no pudiste calcular los valores de ZPEen 2-A3), podrás utilizar ZPECH= 7,23 kJ/mol y ZPECD = 2,15 kJ/mol para los ítems posteriores de este ejercicio. Ten en cuenta que estos valores no están necesariamente cerca de los valores correctos.]

Efecto cinético isotópico (KIE)

Debido a la diferencia en las energías vibracionales del punto cero, es de esperarse que un compuesto protonado y el correspondiente compuesto deuterado reaccionen con diferentes velocidades.

Para las reacciones de disociación de los enlaces C-H y C-D, las energías de ambos estados de transición y de ambos productos son idénticas. En consecuencia, el efecto isotópico está controlado por la diferencia entre las energías del punto cero de los enlaces C-H y C-D.

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2-A4) Calcula la diferencia de energía de disociación de enlace (acrónimo en inglés BDE) entre los enlaces C-D y C-H ( CHBDE−CDBDE ) en kJ mol-1.

Cálculos:

2-A5) Supone que la energía de activación (Ea) para la ruptura de los enlaces C-H/C-D es aproximadamente igual a la energía de disociación de los enlaces y que el factor preexponencial de Arrhenius es el mismo para ambas rupturas C-H y C-D. Obtiene la constante cinética relativa (kCH/kCD) a 25 ºC para la ruptura de los enlaces C-H y C-D.

Cálculos:

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Usando KIE para estudiar el mecanismo de una reacción

Se estudió la oxidación del difenilmetanol (no-deuterado y deuterado) utilizando un exceso de ácido crómico:

2-A6) Sea C0 la concentración inicial tanto del difenilmetanol no-deuterado como del difenilmetanol deuterado, y sea Ct la concentración en cualquier tiempo posterior t. Los experimentos dieron lugar a los dos gráficos siguientes (Figuras 2a y 2b), a partir de los cuales se pueden determinar las constantes de velocidad de orden uno.

Figura 2a Figura 2b

¿Cuál gráfico corresponde a la oxidación del difenilmetanol no-deuterado y cuál corresponde a la oxidación del difenilmetanol deuterado? Para cada una de las oxidaciones, selecciona tu respuesta marcando con “ü” en uno de los círculos siguientes.

Oxidación del difenilmetanol no-deuterado: ⃝ Figura 2a ⃝ Figura 2b

Oxidación del difenilmetanol deuterado: ⃝ Figura 2a ⃝ Figura 2b

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0 100 200 300 400 500

ln(C

0/C t)

Time/min

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0 15 30 45 60 75 90

ln(C

0/C t)

Time/min

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2-A7) Para la reacción propuesta, determina kCH y kCD (en min-1), y también su cociente kCH/kCD, a partir de los gráficos del ítem 2-A6).

Cálculos:

2-A8) Se propuso el siguiente mecanismo de reacción:

Teniendo en cuenta la información de los ítems 2-A6) y 2-A7), ¿cuál de los pasos debería ser el paso limitante o determinante de la velocidad? Selecciona tu respuesta marcando con “ü” en uno de círculos siguientes. ⃝Paso (1) ⃝Paso (2) ⃝Paso (3)

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Problema 3 A B Total

A1 A2 A3 Total 7 3 8 6 24

Puntaje

Problema 3: Termodinámica de las reacciones químicas

Parte A. El metanol es producido comercialmente mediante el uso de una mezcla de monóxido

de carbono e hidrógeno sobre un catalizador de óxido de zinc/óxido de cobre: CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(g)

Las entalpías de formación estándar (ΔHf

o) y las entropías absolutas (So) para cada uno de los tres gases a temperatura ambiente (298 K) y a una presión estándar de 1 bar son las siguientes:

Gas ΔHf o (kJ mol-1) So (J K-1 mol-1)

CO(g) -111 198 H2(g) 0 131

CH3OH(g) -201 240 3-A1) Calcula ΔHo, ΔSo, ΔGo, y Kp para la reacción a 298 K.

Cálculos:

ΔHo = ………..……… kJ

ΔSo = ………….…….. J K-1

ΔGo = ………..………. kJ

Kp = ….…………….

Problema 3 6% del puntaje total

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Si no pudiste calcular Kp a 298 K en el ítem 3-A1), puedes usar Kp = 9 × 105 de acá en adelante.

3-A2) Un reactor comercial funciona a una temperatura de 600 K. Calcula el valor de la Kp a esta temperatura, asumiendo que ΔHo y ΔSo no dependen de la temperatura.

Cálculos:

Kp = ……………………….. Si no pudiste calcular Kp a 600 K en el ítem 3-A2), puedes usar Kp = 1,0×10-2 de acá en adelante.

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3-A3) A escala industrial, la producción de metanol está basada en el flujo de un gas compuesto por 2,00 moles de H2 por cada mol de CO dentro del reactor. La fracción molar de metanol en los gases de salida del reactor es de 0,18. Asumiendo que se ha alcanzado el equilibrio, ¿cuál es la presión total en el reactor a 600 K?

Cálculos:

Presión total = ………………………. bar.

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Parte B.

3-B) Considera el siguiente sistema cerrado a 300 K. El sistema está compuesto por dos compartimentos, separados por una válvula cerrada de volumen despreciable. Los dos compartimentos están a la misma presión P. El compartimiento A contiene 0,100 moles de gas argón y el B contiene 0,200 moles de gas nitrógeno. Los volúmenes de los dos compartimentos, VA y VB, son tales que los gases se comportan como gases ideales.

Después de abrir lentamente la llave, el sistema alcanza el equilibrio. Se asume que los

dos gases forman una mezcla gaseosa que se comporta idealmente. Calcula el cambio en la energía libre de Gibbs a 300 K, GΔ .

Cálculos:

ΔG = ………..………. J

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Problema 4 (5%)

A Total

A1 A2 A3 A4 Total 4 1 5 6 16

Puntaje

Problema 4: Electroquímica

Parte A. Celda Galvánica

El experimento se lleva a cabo a 30,00 °C. La celda electroquímica está compuesta de una hemicelda de hidrógeno [Pt(s)│H2(g)│H+(aq)] que contiene un electrodo de platino metálico sumergido en una solución buffer a una dada presión de hidrógeno gaseoso. Esta hemicelda de hidrógeno está conectada a otra hemicelda compuesta por un electrodo metálico (M) sumergido en una solución acuosa de M2+(aq) de concentración desconocida. Las dos hemiceldas están conectadas a través de un puente salino como se muestra en la Figura 1.

Los potenciales estándar de reducción están dados en la Tabla 1.

Figura 1: La celda galvánica

Problema 4 5% del puntaje total

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Tabla 1. Potenciales de reducción estándar (rango 298-308 K)

Hemirreacción E° (V) Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -2,912 Sr2+(aq) + 2e- Sr(s) -2,899 Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -2,868 Er2+(aq) + 2e- Er(s) -2,000 Ti2+(aq) + 2e- Ti(s) -1,630 Mn2+(aq) + 2e- Mn(s) -1,185 V2+(aq) + 2e- V(s) -1,175 Cr2+(aq) + 2e- Cr(s) -0,913 Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -0,447 Cd2+(aq) + 2e- Cd(s) -0,403 Co2+(aq) + 2e- Co(s) -0,280 Ni2+(aq) + 2e- Ni(s) -0,257 Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -0,138 Pb2+(aq) + 2e- Pb(s) -0,126 2H+(aq) + 2e- H2(g) 0,000 Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) +0,151 Cu2+(aq) + e- Cu+(aq) +0,153 Ge2+(aq) +2e- Ge(s) +0,240 VO2+(aq) + 2H+(aq) +e- V3+(aq) + H2O(l) +0,337 Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) +0,340 Tc2+(aq) + 2e- Tc(s) +0,400 Ru2+(aq) + 2e- Ru(s) +0,455 I2(s) + 2e- 2I-(aq) +0,535 UO2

2+(aq) + 4H+(aq)+ 2e- U4+(aq) + 2H2O(l) +0,612 PtCl4

2-(aq) + 2e- Pt(s) + 4Cl-(aq) +0,755 Fe3+(aq) + e- Fe2+(aq) +0,770 Hg2

2+(aq) + 2e- 2Hg(l) +0,797 Hg2+(aq) + 2e- Hg(l) +0,851 2Hg2+(aq) + 2e- Hg2

2+(aq) +0,920 Pt2+(aq) + 2e- Pt(s) +1,180 MnO2(s) + 4H+(aq) + 2e- Mn2+(aq) + 2H2O(l) +1,224 Cr2O7

2-(aq)+ 14H+(aq) + 6e- 2Cr3+ (aq) + 7H2O (l) +1,360 Co3+(aq) + e- Co2+(aq) +1,920

S2O82-(aq) + 2e- 2SO4

2-(aq) +2,010

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4-A1) Cuando el cociente de concentraciones (Q) de la celda galvánica tiene un valor de 2,18 x 10-4 a 30,00°C, la diferencia de potencial medida es + 0,450 V. Calcula el potencial de reducción estándar (E°) del metal “M” e identifica cuál es el metal “M”. Nota: QRTGG o ln+Δ=Δ

Cálculos

El potencial de reducción estándar de M es ……....………..………V (Escribe tu resultado con 3 dígitos después de la coma)

Entonces, el metal “M” es …………..………

4-A2) Escribe la ecuación balanceada de la reacción redox espontánea que tiene lugar en la celda galvánica.

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4-A3) La concentración desconocida de M2+(aq) en la solución acuosa dentro de la celda (Figura 1), puede determinarse mediante una titulación iodométrica. Una alícuota de 25,00 mL de la solución de M2+(aq) se coloca en un Erlenmeyer y se agrega un exceso de KI. Se requieren 25,05 mL de una solución de tiosulfato de sodio de concentración 0,800 mol dm-3 para alcanzar el punto de equivalencia. Escribe todas las reacciones redox involucradas en esta titulación y calcula la concentración de M2+(aq) en la solución.

Cálculos

La concentración de M2+(aq) en la solución es ……………..………mol dm-3

(escribe tu resultado con 3 dígitos después de la coma)

Si no pudiste calcular la concentración, puedes usar el valor de 0,950 mol dm-3 para la concentración de M2+ en los ítems que siguen.

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4-A4) En la Figura 1, si la hemicelda de hidrógeno está a una presión de 0,360 bar de hidrógeno gaseoso, y el electrodo de platino está sumergido en 500 mL de una solución buffer que contiene 0,050 moles de ácido láctico (HC3H5O3) y 0,025 mol de lactato de sodio (C3H5O3Na), la diferencia de potencial medida es + 0,534 V. Calcula el pH de esta solución buffer y la constante de disociación ácida (Ka) del ácido láctico a 30,00oC.

Cálculo del pH de la solución buffer

El pH de la solución buffer es …………………………………… (escribe tu resultado con dos dígitos después de la coma)

Si no pudiste calcular el pH, puedes usar un valor de 3,46 para el pH del buffer en los ítems que siguen.

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Cálculo de la constante de disociación ácida (Ka) del ácido láctico

La constante de disociación ácida del ácido láctico es ……………………………………

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Problema 5 A

B C

D Total

A1 A2 C1 C2 Total 1 1 3 1 2 2 10

Puntaje

Problema 5: Fosfato y silicato en suelos

La distribución y la movilidad del fósforo en suelos son usualmente estudiadas mediante extracción secuencial. Esta técnica se lleva a cabo empleando reactivos ácidos o básicos para así fraccionar el fósforo inorgánico presente en el suelo. Se extrajo una muestra de suelo y se analizó de la siguiente manera:

Parte A. Determinación de fosfato (PO43-) y de silicato (SiO4

4-) totales

Se digirió una muestra de suelo de 5,00 gramos, obteniéndose una solución con un volumen final de 50,0 mL, donde todo el fósforo y todo el silicio se encuentran disueltos. El extracto fue analizado para determinar las concentraciones totales de fósforo y de silicio. Se encontró que las concentraciones de fósforo y de silicio son de 5,16 mg dm-3 y de 5,35 mg dm-3, respectivamente.

5-A1) Determina la masa de PO43- en mg por cada 1,00 g de suelo.

Cálculos

∴1 g de suelo contiene PO43- = ____ mg (escribe tu resultado con tres dígitos

después de la coma)

5-A2) Determina la masa de SiO44- en mg por cada 1,00 g de suelo.

Cálculos

∴1 g de suelo contiene SiO44- = ___ mg (escribe tu resultado con tres dígitos

después de la coma)

Problema 5 5% del puntaje total

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Parte B. Determinación de PO43- disponible en el extracto ácido

El fosfato puede ser analizado utilizando el método del azul de molibdeno. Un mol de fosfato se convierte en un mol del compuesto azul de molibdeno. Este método es utilizado para la determinación de fosfato en el extracto ácido. La absorbancia (A) y la transmitancia (T) fueron registradas a 800 nm. El coeficiente de absortividad molar del compuesto azul de molibdeno vale 6720 dm3 mol-1 cm-1 y todas las determinaciones fueron llevadas a cabo en una cubeta de 1,00 cm de camino óptico.

Las expresiones matemáticas para la transmitancia y la absorbancia se presentan en las siguientes ecuaciones:

T = I / Io

A = log (Io / I)

donde I es la intensidad de la luz transmitida y Io es la intensidad de la luz incidente.

5-B1) Cuando se analiza la muestra, la cual contiene una alta concentración de fosfato, se utiliza una solución de referencia de azul de molibdeno de concentración 7,5 x 10-5 mol dm-3 para ajustar el cero de absorbancia. A continuación, se mide la transmitancia de la solución de la muestra, obteniéndose un valor de 0,55. Calcula la concentración de fosfato (mol dm-3) en la solución de la muestra.

Cálculos

∴ concentración de la muestra incógnita = _____ mol dm-3

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Parte C. Determinación de PO43- y de SiO4

4- en el extracto básico

Tanto los iones fosfato como los iones silicato pueden reaccionar con molibdato en una solución básica, dando lugar a la formación de molibdofofato y de molibdosilicato amarillos. La posterior reducción con ácido ascórbico da lugar a la formación de compuestos de azul de molibdeno intensamente coloreados. Ambos complejos exhiben su máximo de absorción a 800 nm. El agregado de ácido tartárico ayuda a evitar la interferencia de silicato en la determinación de fosfato.

Dos series de patrones de fosfato fueron tratadas con y sin ácido tartárico, mientras que una serie de patrones de silicato no fue tratada con ácido tartárico. Las ecuaciones lineales obtenidas para estas curvas de calibración son las siguientes:

Condiciones Ecuaciones lineales

Fosfato con y sin ácido tartárico y = 6720x1

Silicato sin ácido tartárico y = 868x2

y es la absorbancia a 800 nm, x1 es la concentración de fosfato en mol dm-3, x2 es la concentración de silicato en mol dm-3 Las absorbancias a 800 nm de la fracción básica del extracto del suelo luego del tratamiento con o sin ácido tartárico son de 0,267 y de 0,510, respectivamente.

5-C1) Calcula la concentración de fosfato en el extracto básico de la muestra del suelo en mol dm-3 y la correspondiente concentración de fósforo en mg dm-3.

Cálculos

∴ concentración de PO43- = mol dm-3

∴ concentración de P = mg dm-3

(escribe tu respuesta con dos dígitos después de la coma)

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5-C2) Calcula la concentración de silicato en la fracción básica de la muestra del suelo en mol dm-3 y la correspondiente concentración de silicio en mg dm-3.

Cálculos

∴ concentración de SiO44- = mol dm-3

(escribe tu resultado con dos dígitos después de la coma)

∴ concentración de Si = mg dm-3

(escribe tu resultado con dos dígitos después de la coma)

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Parte D. Preconcentración de fosfomolibdato de amonio

Se extrajeron 100 mL de una muestra acuosa de fosfomolibdato de amonio ((NH4)3PMo12O40) con 5,0 mL de un solvente orgánico. La constante de partición fase orgánica-agua (Kow) se define como el cociente entre la concentración del compuesto en la fase orgánica (co) y la concentración del compuesto en la fase acuosa (cw). El Kow del fosfomolibdato de amonio vale 5,0. El coeficiente de absortividad molar del fosfomolibdato de amonio en la fase orgánica es de 5000 dm3 mol-1 cm-1.

5-D) Si la absorbancia de la fase orgánica es de 0,200, calcula la masa total de fósforo (en unidades de mg) en la muestra acuosa original. El camino óptico de la cubeta es de 1,00 cm.

Cálculos

∴ cantidad total de P en la muestra acuosa original = mg

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Problema 6 (6%)

A B C Total A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 Total 3 8 4 3.5 5 2 4 29.5 Puntaje

Problema 6: Hierro El hierro (Fe) es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre y ha sido utilizado desde hace más de 5000 años. Parte A. El hierro puro se oxida fácilmente, lo cual limita su utilización. El elemento X es uno de los elementos con los que el hierro forma aleaciones y es usualmente agregado para mejorar su resistencia a la oxidación. 6-A1) Acá abajo se presenta información sobre el elemento X:

(1) En su primera ionización se pierde el electrón que tiene los siguientes números cuánticos n1 = 4 – l1 .

(2) En su segunda ionización se pierde el electrón que tiene los siguientes números cuánticos n2 = 5 – l2.

(3) La masa atómica de X es menor que la del Fe. ¿Cuál es el elemento X? (Responde escribiendo el símbolo del elemento tal como aparece en la tabla periódica)

Problema 6 6% del puntaje total

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6-A2) Tanto el Fe como X cristalizan en una estructura cúbica centrada en el cuerpo. Si consideramos a los átomos de hierro como esferas rígidas, el volumen que ocupan los átomos de hierro dentro de la celda unidad es de 1,59 x 10-23 cm3. Por otro lado, el volumen de la celda unidad de X es de 0,0252 nm3. Cuando ΔR = !!!!!"

!!"×100 es menor o igual a 15,

donde RX y RFe son los radios atómicos de X y de Fe, respectivamente, se obtiene usualmente una solución sólida completamente sustituida. ¿Pueden X y el Fe formar una solución sólida completamente sustituida? Muestra tus cálculos. No se dará puntaje si no se muestran los cálculos. El volumen de una esfera es 4/3πr3. Respuesta (Marca con ü en el recuadro que corresponda)

£ Yes (ΔR ≤ 15) £ No (ΔR > 15)

Cálculos

RFe = ...…………...…..nm RX = ………………….nm ΔR = ……………..…..

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Parte B. En aguas naturales el hierro se encuentra como Fe(HCO3)2, que en realidad está disociado en Fe2+ y HCO3

‒. Para remover el hierro del agua, el Fe(HCO3)2 se oxida dando Fe(OH)3 insoluble, que puede ser eliminado del agua por filtración. 6-B1) El Fe2+ puede ser oxidado por el KMnO4 en una solución básica, obteniéndose Fe(OH)3 y MnO2 precipitados. Escribe la ecuación iónica balanceada para esta reacción en medio básico. Bajo estas mismas condiciones, los iones HCO3

− son convertidos a CO32−. Escribe la ecuación

iónica balanceada para esta reacción en medio básico. 6-B2) El compuesto covalente A, que contiene más de dos átomos y es un posible agente oxidante, puede ser preparado a través de la reacción entre una molécula diatómica de un halógeno (Q2) y NaQO2. 1Q2 + xNaQO2 → yA + zNaQ donde x+y+z ≤ 7 donde x, y y z son los coeficientes estequiométricos para la reacción balanceada. Dentro de los compuestos basados en hidrógeno y en halógeno, el HQ posee el punto de ebullición más bajo. Identifique Q. Si A posee un electrón desapareado, dibuja la estructura de Lewis del compuesto A, de tal manera que todos los átomos tengan carga formal cero. (Responde escribiendo el símbolo del elemento tal como aparece en la tabla periódica)

Q = ……………........ Estructura de Lewis del compuesto A

¿Cuál es la geometría molecular del compuesto A? (Marca con un ü en el recuadro que corresponda)

£ lineal £ angular £ cíclica £ tetraédrica £ plana trigonal £ otra

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6-B3) El compuesto D es un agente oxidante inestable que puede ser usado para remover el Fe(HCO3)2 de las aguas naturales. D está formado por los elementos G, Z e hidrógeno, donde el estado de oxidación de Z es +1. En D el hidrógeno está conectado al elemento que posee la mayor electronegatividad de entre ellos. Debajo se presenta información sobre los elementos G y Z:

(1) En su estado natural, G se encuentra como una molécula diatómica, G2. (2) Z posee un protón menos que el elemento E. E es un gas en condiciones estándares. Z2 es un sólido volátil. (3) El compuesto EG3 presenta forma piramidal.

Identifica a los elementos G y Z, y dibuja la estructura molecular del compuesto D. (Responde escribiendo el símbolo del elemento tal como aparece en la tabla periódica)

G = …….………….…… Z = ……………….….. Estructura molecular del compuesto D

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Parte C. El 59Fe es un radioisótopo farmacéutico que es usado para estudiar el metabolismo del hierro en el bazo. Este isótopo decae a 59Co como se muestra a continuación: 𝐹𝑒!"

!" → 𝐶𝑜!"!" + a + b (1)

6-C1) ¿Qué representan las letras a y b en la reacción (1)? (marca con ü en los recuadros que correspondan.)

protón neutron beta positrón alfa gamma

6-C2) Considera la reacción (1). Si el isótopo 59Fe se deja por 178 días, tiempo que corresponde a n veces su tiempo de vida media, (t1/2), la relación molar de 59Co a 59Fe es 15:1. Si n es un número entero, ¿cuál es el tiempo de vida media del 59Fe en días? Muestra tus cálculos.

Cálculos:

Tiempo de vida media del 59Fe = ……………. días (utiliza un dígito después de la coma)

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Problema 7 (6%)

A Total

A1 A2 A3 A4 A5 Total 4.5 1.5 6 6 2 20

Puntaje Problema 7: Rompecabezas de estructuras químicas Los complejos de titanio han sido investigados debido a su actividad antitumoral. Muchos factores, incluidos la isomerización y el tamaño, han mostrado cómo se afecta la actividad de dichos complejos. Esta pregunta trata sobre la síntesis y caracterización de algunos complejos de titanio. 7-A1) La reacción de 2 equivalentes de 2-tert-butilfenol con 2 equivalentes de formaldehído, y N,N'-dimetiletilén-1,2-diamina en condiciones ácidas y a 75 °C da tres productos mayoritarios con la misma fórmula química igual a C26H40N2O2, tal cual se muestra en la ecuación abajo.

t-BuOH

2 + 2 +H H

O H3CNH

HN

CH3

H+

75 °C,24 hC26H40N2O2 + 2 H2O

Dibuja la estructura de cada producto en los correspondientes recuadros. Producto 1:

Problema 7 6% del puntaje total

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Producto 2:

Producto 3: 7-A2) Si en lugar de 2-tert-butilfenol se usa como sustrato al 2,4-di-tert-butilfenol en la misma relación estequiométrica usada en el punto 7-A1), se obtiene solamente un producto X. Dibuja la estructura del producto X en el correspondiente recuadro. Producto X

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La reacción entre el compuesto X (del item 7-A2) y Ti(OiPr)4 [iPr = isopropil] en dietil éter, a temperatura ambiente y en atmósfera inerte, dio un complejo Y de titanio hexa coordinado, siendo un sólido cristalino amarillo, además de isopropanol.

(ecuación 1)

El espectro UV-Vis de X, Ti(OiPr)4, e Y revela que solo el producto Y absorbe a λ = 370 nm. Los valores de absorbancia a λ = 370 nm, que se muestran en la tabla de abajo, se obtuvieron variando el volumen de X y el volumen de Ti(OiPr)4, cada uno con una concentración igual a 0,50 mol dm-3, usando benceno como solvente.

Volumen de X (mL)

Volúmen de Ti(OiPr)4 (mL)

Volumen de benceno (mL)

Absorbancia

0 1.20 1.80 0.05 0.20 1.00 1.80 0.25 0.30 0.90 1.80 0.38 0.50 0.70 1.80 0.59 0.78 0.42 1.80 0.48 0.90 0.30 1.80 0.38 1.10 0.10 1.80 0.17 1.20 0 1.80 0.02

7-A3) Completa, con los valores que correspondan, la siguiente tabla.

moles de Xmoles de X + moles de Ti(Oi Pr)4

Absorbancia

0.05

0.25

0.38

0.59

0.48

0.38

0.17

0.02

(escribe tus resultados con 2 dígitos después de la coma)

a X + b Ti(OiPr)4Et2O

+ c iPrOHd Y

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Construye el gráfico mostrando la relación que existe entre 4

i Pr)Ti(O de mol + de mol de mol

XX y la

absorbancia en el espacio provisto abajo.

El valor de 4

i Pr)Ti(O de mol + de mol de mol

XX que maximiza la cantidad de producto Y representa

la estequiometría de X en la formula química de Y. En base al gráfico que construiste arriba, cuál es la relación molar (Ti:X) entre el titanio y el compuesto X que existe en el complejo Y?

La relación molar (Ti:X) que existe en el complejo Y es ................................................

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Absorban

cia

moldeXmoldeX+moldeTi(OiPr)4

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7-A4) El átomo de Ti en el complejo Y está hexa coordinado. El espectro de IR de Y no presenta una banda ancha en el rango de 3200–3600 cm-1. El compuesto Y existe como tres diasterómeros. Sin contemplar la estereoquímica de los átomos de N, dibuja claramente la estructura de los tres diasterómeros. Tener en cuenta que no es necesario dibujar la estructura completa del ligando. Solamente identificar los átomos donores involucrados en la coordinación con el titanio, y el esqueleto carbonado entre los átomos donores se puede dibujar como se indica a continuación: Por ejemplo: se puede dibujar como **Si no has podido obtener la estructura del compuesto X en el item 7-A2), usa como ligando simbólico la estructura que se indica abajo para representar a X (donde A y Z representan los átomos donores):

Diasterómero 1: Diasterómero 2:

N NN Ncan be drawn as:

(2,2'-bipyridine)

N NN Ncan be drawn as:

(2,2'-bipyridine)

Z Z AA

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Diasterómero 3: 7-A5) En ciertas condiciones, la reacción mostrada en la ecuación 1 da solamente un único diasterómero de Y. Dado que las estructuras de Y están "fijas" (no hay movimiento intramolecular), el espectro de RMN-1H de Y registrado en CDCl3 muestra cuatro singuletes a valores de δ 1,25, 1,30, 1,66, y 1,72 ppm, correspondiente a los grupos tert-butilo. Estas señales se pueden interpretar como en el caso de las moléculas orgánicas. Dibuja la estructura del único posible diasterómero de Y. (No es necesario dibujar completamente la estructura del ligando. Solamente identifica los átomos donores que están involucrados en la coordinación, y el esqueleto carbonado que existe entre los átomos donores se puede representar como se mostró en el item 7-A4))

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Problema 8 A Total (5%) A1 A2 A3 A4 A5 Total 6 5.5 3 4 1.5 20

Puntaje Problema 8: Superficie de la Sílica La sílica (o dióxido de silicio) existe en varias formas: amorfa y cristalina. La sílica se puede sintetizar vía un proceso sol-gel usando alcóxidos de silicio como por ejemplo tetrametoxisilano (TMOS) y tetraetoxisilano (TEOS), tal cual se detalla a continuación: a. Hidrólisis

b. Condensación de agua

c. Condensación de alcohol

Problema 8 5% del puntaje total

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En la sílica, todos los átomos de silicio son tetraédros y están unidos a cuatro átomos de oxígeno, dando lugar a una red sólida en tres dimensiones. El entorno del silicio encontrado dentro de la sílica se muestra a continuación:

8-A1) En la superficie de la sílica, se observan comunmente tres entornos para el átomo de silicio (similar al ejemplo arriba mostrado). Dibujar las tres estructuras posibles para el entorno del silicio, en los correspondientes recuadros. La sílica se puede usar como un efectivo adsorbente de iones presentes en agua. La estructura propuesta para el complejo metal – sílica se muestra a continuación:

I

II

8-A2) Una vez que el ion Cu2+ se adsorbió, el color de la silica cambia de blanco a azul pálido. El espectro visible muestra una banda de absorción ancha (con un hombro) a λmax = 550 nm. El ion Cu2+ se puede unir a la sílica y adoptar una estructura similar a la estructura II. Dibuja el diagrama correspondiente al desdoblamiento de los orbitales d del ion Cu2+, incluyendo la identidad de los orbitales d en el complejo. Además, especifica la(s) correspondiente(s) transicion(es) electrónica(s) responsable(s) de la absorción en el visible. Diagrama de los orbitales d: La(s) transicion(es) electrónica(s) correspondiente(s) es/son: (indica el orbital d de menor energía y el orbital d de mayor energía)

x

y z

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8-A3) Si los iones de los metales de transición del primer período forman complejos con la sílica de manera similar a lo observado para el ion Cu2+, ¿cuáles iones metálicos presentan transiciones electrónicas análogas a las observadas para el ión Cu2+? Los iones metálicos deben encontrase en los estados de oxidación +2 o +3. Por favor, ten en cuenta que los grupos silanol (Si-OH) y el agua son ligandos de campo débil.

Sin embargo, la sílica se une al azar con varios tipos de iones metálicos. Para aumentar la selectividad, se ha modificado la superficie de la sílica insertando varias moléculas orgánicas como 3-aminopropiltrimetoxisilano y 3-mercaptopropiltrimetoxisilano.

OH

OH

OHHO

OH

OHHO

HO

+OCH3

SiH3CO

OCH3

CH2CH2CH2NH2

OH

OH

OHO

O

OHO

HO

Si (CH2)3NH2

sílica 3-aminopropiltrimetoxisilano sílica-NH2

+ 3CH3OH

OH

OH

OHHO

OH

OHHO

HO

+OCH3

SiH3CO

OCH3

CH2CH2CH2SH

OH

OH

OHO

O

OHO

HO

Si (CH2)3SH

sílica 3-mercaptopropiltrimetoxisilano sílica-SH

+ 3CH3OH

8-A4) Si el ión Hg2+ se une únicamente al azufre presente en los sitios de unión de la sílica-SH, se forma el complejo simétrico [Hg(silica-SH)2]2+. Dibuja la estructura del complejo [Hg(silica-SH)2]2+, especifica la dirección de los ejes de unión, y dibuja el correspondiente desdoblamiento de los orbitales d. (Puedes usar “R-SH” en lugar de dibujar toda la estructura de la silica-SH.) La estructura: Diagrama con el desdoblamiento de los orbitales d:

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8-A5) Indica si son “verdaderas” o “falsas” las siguientes afirmaciones marcando con una cruz (X) la respuesta que consideres correcta. a) En [(Hg(silica-SH)x)]2+ existe una transición d-d

¨ Verdadero ¨ Falso

b) Se sabe que el ion complejo [(Cu(silica-NH2)x]2+ presenta una geometría similar a otros complejos de Cu(II) – aminas, entonces se espera que todos estos complejos tengan colores similares.

¨ Verdarero ¨ Falso

c) En el espectro de absorción visible, la λmax del complejo [(Cu(silica-NH2)x]2+ es mayor que la del complejo [(Cu(silica-OH)x]2+.

¨ Verdadero ¨ Falso

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Problema 9 A

Total A1 A2 A3

Total 6 6 11 23 Puntaje

Problema 9: Hacia lo desconocido

9-A1) El compuesto orgánico A es un compuesto quiral, que contiene solamente tres elementos y su peso molecular es de 149 (redondeado a un número entero).

El espectro de RMN-1H del compuesto A muestra, entre otras señales, 3 (tres) tipos de señales correspondientes a protones aromáticos. Su espectro de RMN-13C muestra 8 (ocho) señales de las cuales, 4 (cuatro) de las señales, se ubican en el espectro comprendido en el rango entre 120 y 140 ppm. El compuesto A se puede preparar haciendo reaccionar un compuesto carbonílico con metilamina seguido del tratamiento con NaBH3CN.

Dibuja todas las posibles estructuras para el compuesto A en los correspondientes recuadros. No se pide que se indique la estereoquímica, por lo tanto, no incluir estereoisómeros.

Problema 9 6% del puntaje total

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9-A2) Uno de los isómeros de posición del compuesto A (estructuras A1, A2 o A3) se puede sintetizar a partir del compuesto B o bien a partir de los compuestos C y D tal cual se muestra en el esquema abajo indicado.

Dibuja las estructuras de los compuestos B a F y el isómero de posición del cumpuesto A (A1, A2 o A3) en los correspondientes recuadros.

Acilación deFriedel y

Crafts

B E

F

H+, H2O

1. CH3NH2

Corresponde a una de las estructuras correctas de los

compuestos A1-A3

2. NaBH3CN

(Mr = 118)

(Mr = 134)

PCC

+

C

D

PCC = NH

OCrO

OCl

Clorocromato de Piridonio

AlCl3

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9-A3) Ahora, el compuesto A corresponde al isómero (R) de una de las estructuras A1, A2 o A3. Dicho compuesto se puede preparar a partir de dioles vecinales X e Y, tal cual se muestra en el esquema abajo. Ambos dioles son isómeros estructurales, y cada estructura contiene un átomo de carbono menos que en el compuesto A. Dibuja las estructuras de los compuestos G a N, X, Y y el estereoisómero (R) del compuesto A en los correspondientes recuadros. Debes indicar la estereoquímica de todos los compuestos.

PivCl(1 eq.)

Et3N

(S)-diol (Mr = 152)X G

K

H

PPh3

(R,R)-aziridina

1.

base

2. LiAlH4 luego workup

1. SOCl2, Et3N

2. NaN3, acetona, H2O, calor

(1S,2S)-diol (Mr = 152)

Y

(1R,2S)-azido alcohol

L

N

M

A

Primera Síntesis:

Segunda Síntesis:

(amina cíclica)

NaBH4

EtOH,heat

de configuración (S) Epóxido de configuración (R)-(Mr = 134)

IJ

(éter cíclico)

O

OCl

apertura de anillo por hidrogenólisis

O

Cl

OSO

ClH3CPivCl = MsCl =

MsCl(1 eq.)

Et3N

Configuración (R) de loscompuestos A1, A2 o A3

CH3NH2 (exc.)calor

hidrólisis yciclación

MsCl(1 eq.)

Et3N

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Problema 10 (7%)

A B Total

A1 B1 B2 Total 20.5 4 5.5 30

Puntaje Problema 10: Síntesis Total de Alcaloides

Los alcaloides son una familia de productos naturales que contienen nitrógeno en su

estructura. Su complejidad estructural y actividad biológica ha suscitado mucha atención. Dos ejemplos representativos de alcaloides tales como sauristolactam y pancratistatin se destacan en las siguientes preguntas. Parte A Sauristolactam posee excelente citotoxicidad contra varias células cancerosas. Dicho alcaloide se puede preparar de acuerdo a la siguiente secuencia sintética indicada abajo. (Los espectros de RMN-1H se registraron en CDCl3 con un equipo de 300 MHz).

Espectro de absorciónIR:señal aguda y fuerte a 1725 - 1700 cm-1.

Señales parciales del espectro RMN- 1H del compuesto D en la región entre 0 y 6 ppm:3.87 (s, 3H), 3.84 (s, 3H),2.63 (s, 3H), 2.31 (s, 3H)

Señales del espectro completo de RMN-1H del compuesto E:7.59 (s, 1H), 3.88 (s, 3H),3.87 (s, 3H), 2.68 (s, 3H),2.35 (s, 3H)

Señales del espectrocompleto de RMN-1H delcompuesto F: 7.74 (s, 1H), 5.19 (s, 2H), 3.93 (s, 3H),3.91 (s, 3H), 2.36 (s, 3H)

Señales del espectro completo de RMN-1H delcompuesto G: 7.40 (s, 1H), 4.22 (s, 2H), 3.98 (s, 3H), 3.19 (s, 3H) y un protón intercambiable con D2O.

NaClO2NaH2PO4

1. PhCH2Br, K2CO3

2. POCl3, DMF

H2SO4 (cat.)MeOHreflujo

1. H2, Pd/C

2. Ac2O piridina

Br2

N

O

MeHO

MeO

Sauristolactam

B(OH)2CHO

Pd(PPh3)4 (cat.)Cs2CO3

hν NO OBr

AHO

MeO2-metoxi-4-metil

fenol

CH3NH2 (en exceso)

(NBS)

DMF = H N

O

luego, work-up acuoso

B

CDE

F G

Espectro de absorción IR:a) señal aguda y fuerte a 1725 - 1700 cm-1;b) señal ancha (banda) entre 3300 y 2500 cm-1.

C16H16O3El compuesto A presenta dos anillos aromáticos: un anillo monosustituído y otro tetrasustituído. Este últimoanillo presenta dos singuletes en su espectro de RMN-1H.

C12H12Br2O5 C10H10BrNO3

Problema 10 7% del puntaje total

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10-A1) Dibuja las estructuras de los compuestos A a G de la secuencia sintética indicada arriba, en los correspondientes recuadros.

A B

C D

E F

G

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Parte B Pancratistatin, un alcaloide aislado de la planta hawaiana spider lily exhibe fuerte actividad inhibitoria de células cancerígenas tanto in vivo como in vitro, además de presentar excelente actividad antiviral.

NH

O

O

OH O

HO OH

OH

OH

H

Pancratistatin El compuesto Pancratistatin se puede sintetizar con éxito a través de los intermediarios X1 y X2. Las secuencias sintéticas de dichos intermediarios se muestran en los siguientes esquemas.

10-B1) Dibuja las estructuras de los compuestos A y B en los correspondientes recuadros.

O

OOMe

BrOOHC

Isómero (E) del compuesto A

1. PPh3, bencenoreflujo

n-BuLi, THFde -10 °C a RT

Compuesto B

1. H2O/THF, p-TsOH (cat.)2. PCC

COOH

O

OOMe

Intermediario X1

(±)

SO3Hp-TsOH =

PCC = NH

Cl CrO

OO

2.

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10-B2) Al intermediario X1 (un único enantiómero con la estereoquímica mostrada en el esquema) se lo marca con deuterio de modo que la configuración en ese cabono es la indicada también en el mismo esquema.

Propone una estructura conformacional (conformación silla) del compuesto E en su correspondiente recuadro y la estructura del compuesto F en el correspondiente recuadro con la debida estereoquímica. Además, indica en el correspondiente casillero, si el sustituyente Y es un protón (1H) o un deuterio (2H).

COOH

O

OOMe

2H

configuración (S)

KI3

NaHCO3

Compuesto E

DBUbenzenereflujo

Compuesto F

N

NDBU =

COOMe

O

OOMe

HO Y

Intermediario X2

NaOMeMeOH

reflujo20 h

Un enantiómero del Intermediario X1

Y =

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Problema 11 A

Total A1 A2

Total 10 2 12 Puntaje

Problema 11: Torsión y Quiralidad

trans-Cicloocteno presenta una plano quiral y una alta barrera de racemización. El doble enlace del trans-cicloocteno presenta una torsión, y como resultado, la molécula se caracteriza por presentar una inusual reactividad en las reacciones de cicloadición.

En 2011, Fox y colaboradores desarrollaron una síntesis fotoquímica para la obtención de una variedad de derivados del trans-cicloocteno. El proceso no ocurre con estereocontrol y el esquema sintético se indica a continuación.

CO2Et

reduccióncon hidruro

1

HO 1. hν

Rh2(OAc)4

N2CO2Et

fotoisomerización cis-trans

4 3

2. Aislación del isómero trans del isómero cis

HO

2

biciclo fusionado cis

Problema 11 2% del puntaje total

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11-A1) Dibuja todos los posibles estereoisómeros del compuesto 3 que se pueden obtener a partir de la reacción de reducción del compuesto 2. No es necesario asignar las configuraciones absolutas R,S.

11-A2) Si a uno de los estereoisómeros del compuesto 3 se lo convierte en el compuesto 4, cuántas forma(s) estereoisoméricas para el compuesto 4 se podrán obtener? Indica el número de las posibles formas en el correspondiente casillero. Número de las posibles forma(s) estereoisoméricas del compuesto 4 =

Si hay más de un estereoisómero, es posible separar los estereoisómeros obtenidos del compuesto 4 por cromatografía de adsorción de sílica gel? Marca con una cruz (X) la respuesta correcta.

¡ Sí ¡ No