Great Deal! Get Instant $10 FREE in Account on First Order + 10% Cashback on Every Order Order Now

Microsoft Word - CS 2 Fa20 Masters.docx CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters 1 Please upload this completed CS on Sunday, October 25 by 11:59 pm to Canvas....

1 answer below »
Microsoft Word - CS 2 Fa20 Masters.docx
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
1

    
Please    upload    this    completed    CS    on    Sunday,    October    25    by    
11:59    pm    to    Canvas.        To    do    so,    go    to    “Assignments”    on    Canvas    
and    click    on    the    Case    Study    2    assignment.        Here,    you    will    be    
able    to    upload    one    pdf    file.            
    
This    case    study    is    worth    100    points.         You    are    allowed    to    use    
your    class    materials    and    your    CHEM    202    textbook.            You    will    
need     to     reference     your     class     notes,     ex:     Unit     2     –    
Saponification    pp    25-28    and    draw    examples.    
    
    
You    may    work    with    another    student.        If    so:    
o Please    fill    out    both    students’    info    in    the    table    above.        
o Each    team    member    must    upload    one    copy.        Remember,    
you    can    work    together    via    Zoom    since    each    of    you    have    
your    own    Zoom    meeting    room.        Use    a    Google    Jamboard    
or     the     Zoom     Whiteboard     to     work     out     the     problems    
during    your    virtual    meetings.    
o If    you    worked    with    a    partner    on    this    first    case    study,    you    
are    not    obligated    to    work    with    that    partner    again    in    the    
future.        It’s    your    choice!    
o You     can     only     work     with     one     other     student     from     our    
section    (only    Dr.    Masters’    section    of    CHEM    202).    
    
Only     use     the     space     provided     for     your     answers!          Do     not     add    
pages,    use    the    back    of    the    page,    etc.        Write    concisely    and    neatly!    
Here    are    ways    to    complete    and    submit    this    assignment:    
1. Print    out    this    case    study,    hand-draw    your    answers,    
scan    it*,    and    upload    as    a    pdf    to    Canvas.    
2. If    you    do    not    have    a    printer,    write    your    answers    on    
lank    sheets    of    paper.    Please    set    up    the    pages    as    you    
see    here:    landscape    orientation,    two    columns:    “Main    
Questions”    and    “Supporting    Questions”.        Scan    and    
upload    as    a    pdf    file    to    Canvas.    
3. Use    your    tablet    to    complete    it    electronically    using    a    
stylus.        Upload    the    electronic    pdf    file    to    Canvas.        
*You    can    use    the    apps    Camscanner    or    Scannable    for    scanning    
documents    using    your    phone.        If    you    have    an    iPhone,    you    can    
use    the    “Notes”    app    to    generate    a    pdf    file.        You    must    generate    
one    pdf    file    for    submission.        It    is    your    responsibility    to    
make    sure    your    submissions    are    complete    and    legible.        
Missing/illegible    parts    to    the    assignment    will    receive    no    
credit    and    will    not    be    accepted    late.    
    
Academic     Integrity     &     Honor     Code.          By     providing     your    
signature,    you    are    agreeing    to    not    using    any    outside    help    (e.g.    
Chegg    or    the    like)    or    getting    help    from    anyone    outside    of    this    
class.        If    this    code    is    violated,    a    zero    grade    is    earned.    
    
_______________________________________________________________________    
Signature    
    
If    you    do    not    provide    your    signature,    you    will    earn    a    zero.    
    
    
    
Student    Name(s)     Access    ID        
(e.g.    kmm14)    
         
         
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
2

    
FOCUS    OF    CASE    STUDY    2:    A    Synthetic    Scavenger    Hunt!    
    
    
In    this    Scavenger    Hunt,    you    will    investigate    a    
synthetic    scheme:    
• To    rationalize    certain    reaction    outcomes    
• To    predict    specified    reaction    outcomes    
• To    evaluate    structures,    plus    more!    
    
    
Take     a     look     at     the     synthetic     scheme.          Here’s    
some     important     observations     about     this    
scheme:    
• Starts    with    one    reactant    
• This     one     reactant     can     be     converted     to     an    
unknown     compound,     which     you     will    
discover!            
• The    unknown    compound    can    be    used    in    two    
different    transformation    pathways.    
    
    
    
    
    
Your    task    is    to    discover    the    structure    of    the    unknown    compound    and    what    needs    to    be    done    to    complete    
oth    transformations,    plus    some    other    fun    things    to    show-off    your    knowledge    and    understanding!    
    
    
         
O
O
O Start here!
O
OH
OOH OH
O
OOH
steps steps
Can we do more?
?
An unknown compound
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
3

    
Question    1:    STEP    A!    
    
GOAL    of    Question    1:    Determine    if    compound    2    or        
compound    3    is    the    prefe
ed    product    of    STEP    A.    
    
Let’s     start     this     scavenger     hunt     by     answering     scavenger    
questions.        Your    answers    to    the    scavenger    questions    will    achieve    
the    GOAL    of    this    question!    
    
    
SCAVENGER    QUESTIONS:    
    
Q1(a).    List    the    two    functional    groups    in    compound    1:    ________________________    and    ________________________    (2    pts)    
    
Q1(b).    Describe    what    is    changing    in    compound    1    to    become    compound    2    or    compound    3.    (3    pts)    
    
    
    
    
Q1(c).     Label     the     two     alpha     (a)     ca
ons     with     the     a     symbol     in     the     structure     on     the     right    
(compound    1),    then    draw    in    the    Hs    on    these    alpha    ca
ons.    (3    pts)    
    
    
Q1(d).    Which    alpha    (a)    hydrogen    is    most    acidic?        Justify    your    answer    with    structures    and    words;    use    your    in-class    notes    as    a    
eference    as    well.    (6    pts)    
    
    
    
    
    
O
O
O
NaOEt, CH3B
O
O
O
O
O
O
1
2
3
o
STEP A
O
O
O
1
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
4

Q1(e).    The    function    of    NaOEt    (Et    =    CH2CH3)    is    a    _______________,    which    (                    protonates                /                        deprotonates                )    the    most    acidic    alpha    
H    in    compound    1    to    generate    an    ________________________    nucleophile.    (3    pts)    
    
Q1(f).    Given    your    answer    to    part    (e),    the    function    of    CH3Br    is    the    _______________________________.        Provide    a    
ief    explanation.    (4    pts)    
    
    
    
    
DIGGING    DEEPER    QUESTIONS    
    
Q1(g).    Circle    all    chiral    centers    in    compounds    2    and    3.    (3    pts)    
    
    
    
    
    
Q1(h).    Draw    the    enantiomers    of    compound    2    (4    pts)    in    the    empty    box    below    and    determine    
the    R    or    S    configuration    of    each    chiral    center    in    your    enantiomers    (4    pts).    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
O
O
O O
O
O
2 3
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
5

    
Questions    2    &    3:    STEPS    B    &    C!    
    
GOALS    for    Question    2:    
Determine:    
• the    structure    of    compound    4    
(the    other    reactant    of    STEP    B).    
• the    structure    of    compound    5.    
• the    complete    mechanism    of    
STEP    B.    
    
    
    
    
    
    
    
    
Q2(a).    In    an    aldol    addition    reaction,    the    electrophile    is    a    ___________________    or    _____________________    functional    group,    and    the    
nucleophile    is    an    _______________________    anion;    these    two    reactants    react    to    form    a    ____________________________________________    
functionality    in    the    product.        Give    an    example    of    an    aldol    addition    reaction    from    the    class    notes    in    the    box    below.    (6    pts)    
    
    
O
O
O
2
NaOEt and
5
O
OH
OOH
6
Compound 5 facts:
* an aldol addition product
* MF is C17H22O4
* has 3 different types of oxygen-
containing functional groups
STEP B
4
STEP C Reagents?
+ HO
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
6

    
Q2(b).    Compound    2    reacts    with    NaOEt    to    form    a(n)    _____________________________.        (2    pts)        
What    atom    in    compound    2    reacts    with    NaOEt?        Draw    in    and    circle    this    atom    in    this    structure    
(compound    2).    (2    pts)    
    
    
Q2(c).        Looking    ahead    and    working    backwards    (yes,    a    dizzy    scavenger    hunt!),    compare    compound    2    to    compound    6.        Circle    the    
new    or    different    structural    features    in    compound    6    that    make    it    different    from    compound    2.    (3    pts)    
    
    
    
    
    
         
Q2(d).    What    part/piece    of    compound    6    was    accomplished    by    aldol    addition    reaction?    Describe    in    words.    (3    pts)    
    
    
    
    
Q2(e).    Using    your    answers    from    parts    (a-d),    draw    the    skeletal    structure    of    
compound    4    (the    needed    reactant    for    this    aldol    addition    reaction)    in    this    empty    
ox.        (4    pts)    
    
    
    
    
    
O
O
O
2
O
O
O
2
O
OH
OOH
6
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
7

    
    
Q2(f).    Making    connections!        Using    a    short    bullet    list,    list    three    (3)    similarities    between    STEP    A    and    STEP    B:    (3    pts)    
    
• Both    reactions    ______________________________________________________________________________________________________.    
    
    
• Both    reactions    ______________________________________________________________________________________________________.    
    
    
• Both    reactions    ______________________________________________________________________________________________________.    
    
    
    
    
Q2(g).    Draw    the    complete    mechanism    of    STEP    B.        Include    all    electron-pushing    a
ows    and    structures    of    all    intermediates    with    
formal    charges    where    appropriate.    (6    pts)    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
8

    
    
GOAL    for    Question    3:    Determine    the    required    reagents    for    STEP    C.    
    
Q3(a).    Refe
ing    to    your    answer    for    Q2(c),    STEP    C    (on    page    5)    is    the    reaction    of    the    __________________________    functional    group    in    
compound    2    that    is    being    transformed    into    the    _______________________________________    functional    group    in    compound    6.    (2    pts)    
    
    
Q3(b).        Given    your    answers    in    Q3(a),    the    required    reagents    for    STEP    C    are    ________________________________________________________.                    
(3    pts)    
    
    
YOU’VE    COMPLETED    THE    FIRST    TRANSFORMATION!!    
NOW,    onto    the    second    transformation    of    this    Synthetic    Scavenger    Hunt!    
    
The    second    transformation    will    take    compound    5    into    a    different    direction!        Here’s    an    overview    of    the    second    transformation:    
    
    
    
    
    
2 CH3CH2MgB
then H3O+
work-up
8
+ HOCompound 5
OH
O
OOH
7
STEP E
STEP D
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
9

    
Question    4:    STEP    D!    
    
GOALS    for    Question    4:    
• Identify    how    compound    5    is    transformed    to    
compound    7    
• Determine    the    required    reagents    for    STEP    D.    
    
    
    
    
Q4(a).    Redraw    your    determined    structure    of    compound    5    below    in    the    empty    box    and    answer    the    question:    
    
    
    
         
    
    
    
    
               5    
    
    
Circle    what    is    changing    in    compound    5    (drawn    above    in    the    box)    and    circle    what    is    “new”    in    compound    7.    (3    pts)    
    
Q4(b).    What    reagents    will    achieve    the    reaction    from    compound    5    to    compound    7    (STEP    D)?    (3    pts)         
    
    
    
Q4(c).    Describe    this    transformation    using    words    –    be    as    technical    as    possible!    (4    pts)    
    
    
Compound 5
OH
O
OOH
7
STEP D
OH
O
OOH
7
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
10

    
Q4(d).    Quick    side    diversion!        Explain    why    a    ketone    is    more    reactive    as    an    electrophile    than    an    ester.        Please    reference    and    use    
your    class    notes    to    answer    this    question.    (4    pts)    
    
    
    
    
    
    
    
Question    5:    STEP    E!    
    
GOALS    for    Question    5:    
• Identify    the    reactive    sites    
in    the    reactant    and    given    
eagent.    
• Determine    the    structure    of    
compound    8,    which    is    the    
product    of    STEP    E.    
    
Q5(a).    Give    the    two    different    types    of    functional    groups    in    compound    7:    ________________________    and    ________________________.    (2    pts)    
    
Q5(b).    The    reagent    CH3CH2MgBr    is    a    __________________________    (name)    reagent.        The    reactive    site    is    ________________________________    (be    
as    specific    as    possible!).    (3    pts)    
    
Q5(c).    Given    your    answer    in    part    (b),    the    function    of    compound    7    is    a    (            electrophile            /            nucleophile            ),    and    the    reactive    site    is    
the    _______________    atom    of    the    ____________________    bond    of    the    __________________    functional    group.    (4    pts)    
Q5(d).    In    STEP    E,    ethanol    is    one    of    two    products.        From    where    does    the    OR    group    of    this    alcohol    come?        Explain.    (3    pts)    
    
2 CH3CH2MgB
then H3O+
work-up
8
+ HO
OH
O
OOH
7
STEP E
CHEM 202 CS 2: Polar Basic Reactions Dr. Masters
11

    
Q5(e).    Draw    the    complete    mechanism    of    STEP    E.        You    must    include    electron-pushing    a
ows,    all    intermediates    with    formal    
charges    where    appropriate.        You    must    also    use    the    2    reagents    given    with    the    reaction    (2    CH3CH2MgBr)    and    use    the    hydronium    
work-up.        Please    circle    the    product    (compound    8)    in    your    mechanism.        (8    pts)
Answered Same Day Oct 24, 2021

Solution

Gaurav answered on Oct 26 2021
142 Votes
Q1
a. Ester, Ketone
. An acidic H is being removed and a methyl group is being attached on to the molecule.
c.
d. The H in between the two ca
onyl C is the most acidic. It is stabilised by Resonance. Here, we see cross conjugation happening.
Whereas for the H adjacent to ketone group, only 2 resonating structures.
e. basic, deprotonates, acetoacetate/enolate
f. electrophile
The nucleophile generated , attacks CH3Br and substitutes Br. This way, substitution of Br takes place on the methyl group.
g.
...
SOLUTION.PDF

Answer To This Question Is Available To Download

Related Questions & Answers

More Questions »

Submit New Assignment

Copy and Paste Your Assignment Here