Moleculaire Herkenning

Vakinformatie

Verplicht vak voor chemie. Moleculaire herkenning wordt gedoceerd door 2 proffen. Mario smet en Wim "sandalen" Dehaen. 50% van de punten staan op het examen, de andere 50% staan op een paper. Op het examen worden mondelinge vragen gesteld over de paper. Bij prof. Smet zijn dit normaal enkel de vragen die hij geeft bij de feedback op de paper, prof. Dehaen stelt vaak ook extra vragen.

Examenvragen

17 juni 2025 (VM)

1. Deel Wim
   1. 1. Koppelvraag: Koppel elke gastmolecule aan een geschikte gastheer en oplosmiddel. Niet elke gastheer of elk oplosmiddel moet gebruikt worden; hergebruik is toegestaan.
      1. Gasten:

- hexadecyltrimethylammoniumchloride (focus op het hexadecyltrimethylammonium-kation) - tetraethylammoniumnitraat (focus op nitraat) - 1-naftaleensulfonzuur - 4-aminobutaanzuur

1. 1. 1. Gastheren:

- [2.2.2]-cryptand - resorcinareen - α-cyclodextrine - β-cyclodextrine - lariatkroonether met amine-/amidegroepen in de staart - azakroonether-achtige macrocyclus met meerdere amines en twee benzeenringen als ‘caps’

1. 1. 1. Oplosmiddelen:

- dichloormethaan (DCM) - methanol - water (pH 2, 7 of 10)

1. 1. 1. Tip:

4-aminobutaanzuur komt voor als zwitter-ion (combinatie met lariatether: zuur = H-brug acceptor → NH-staart; amine = H-brug donor → kroonether). 1-naftaleensulfonzuur → β-cyclodextrine nitraat → azakroonether hexadecyltrimethylammoniumchloride → resorcinareen

1. 1. 2. Wat is het effect van rigide groepen op de effectieve molariteit (EM)?

1. 1. 3. Stel een synthesetraject op voor het thia-analoog van de [2.2.2]-cryptand, vertrekkende van triethanolamine. Hoe maximaliseren we de synthese?
      1. Tip:

Vervang OH door een betere leaving group (bv. tosyl), laat reageren met een thiol (bv. ethane-1,2-dithiol). Maximaliseren door hoge verdunning en base (cesiumeffect).

1. Deel Mario
   1. 1. Welk proces heeft de kleinste entropieverandering?
      1. a) Een cyclisatie waarbij een alkyn (R–C≡CH) met een triazene reageert tot een triazoolring
      2. b) Vorming van een waterstofbrug tussen amidegroepen

1. 1. 2. Wat is het teken van ρ in de Hammetvergelijking bij complexatie van K⁺ met een kroonether die een benzeenring bevat, waarbij R een substituent is op die aromatische ring?

Geldt dezelfde redenering ook voor een kroonether waarbij R via een CH₂-keten aan de kroonether is gekoppeld (dus kroonether–CH₂–R i.p.v. kroonether–C₆H₄–R)?

• • Tip:** Dezelfde redenering geldt niet, want bij ρ wordt geen onderscheid gemaakt tussen inductieve en mesomere effecten (mesomeer gevend kan ook inductief zuigend zijn).

1. 1. 3. Wat is transfectie? Wat is het probleem bij transfectie, en hoe kan supramoleculaire chemie dit oplossen?

11 juni 2025 (VM)

1. Deel Wim
   • Synthetiseer een [2.1.1]cryptand
   • Belang resorcinol molecule in de supramoleculaire chemie bespreken, had te maken met boot-/stoel-conformatie dus resorcinarenen. En dan toepassingen van resorcinarenen geven ( complexatie met quaternaire amoniumzouten en vooral cavitanden en carceplexen)
   • standaard combinatievraag

1. Deel Mario
   • Exact hetzelfde als 30 augustus 2021
   • Bij vraag 2: Let op de basisiciteit van de stikstofatomen -> alternatieve molecule zal een zuur-base reactie hebben met de stikstof van de macroring, waardoor je geen pseudo-rotaxaan kan krijgen

12 juni 2024 (VM)

1. Deel Wim
   • Synthetiseer 4de molecule p78, waarvan 2 van de 4 moleculen: R = propyl en de andere 2 hadden geen tert-buthyl maar een monoazakroonether. Gegeven waren startproducten formaldehyde (mag je 2 keer gebruiken), monoazakroonether en tertbuthylfenol. Zoek een juiste volgorde van synthesestrategie. (Bijvraag: wat en hoe reageert formaldehyde en waar op de ring)
   • Wat is het verschil tussen een vaste-toestand-inclusiecomplex en een clathraat? (Bijvraag: iets van voorbeeld gegeven)
   • Wat is het verschil tussen sephulcraat, sidefoor of sacrofagine? En hoe worden deze bereid uit formaldehyde en ethyleendiamine?
   • Klassieke vraag van 4 gastheren, 4 gasten en 5 solventen. Geef ook welke niet-covalente interacties er aanwezig zullen zijn.
   1. • Gasten (structuren gegeven): 1,4-benzendicarboxylic acid / Paraquat / isocyanuurzuur / ureum
      • Gastheren (structuren gegeven): Glycoluril (6 keer in een cirkel) / en nog 3 anderen die ik niet ken)
      • Solventen Water pH 3 / 7 / 10 / MeOH en DCM (Let op met de interacties)

1. Deel Mario
   • 2 reacties gegeven (1 met 2 moleculen waarbij covalente binding gevormd wordt, 2 azijnzuren die H-bruggen vormen) welke heeft de grootste entropieverandering?
   • Molecule gegeven met pi-pi-stapeling. Wat is het teken van de Hammett-parameter rho? Leg uit als er pH-afhankelijkheid is voor het teken? (Ja!)
   • Molecule gegeven met 5 H-bruggen, we willen de bindingsconstante van H-brug met * bepalen. Hoe doen we dit? Er zullen problemen opduiken. Geef een oplossing voor deze problemen.

11 Juni 2024 (VM)

1. Deel van Dehaen
   • Volgende moleculen werden getest op gast-gastheer complexvorming met chloride-anion. Bij hetzelfde solvent ging de complexvorming het best op met gastheer 1, dan 2 en dan 3 die beduidend veel slechter complexeerde. Nochtans heeft 3 een extra H op de aromatische N in vergelijking met 1. De onderzoekers linkten de slechte complexvorming bij 3 met een verschil in preorganisatie. Leg uit. (Het kwam erop neer dat je de groepen juist moest uittekenen en dan de juiste interacties moest vinden.)
   • Rangschik volgende moleculen van slechtst naar best voor complexvorming met een Li-kation.
   • Geef een voorstel van de synthese van hexathia-18-kroon-6 waarbij je bèta-halogeensulfiden vermijdt.

1. Deel van Mario
   • Wat is de ceiling temperature en floor temperature? Wat is hun fysische betekenis? Geef een voorbeeld van supramoleculaire polymeren bij elke soort temperatuur. Leg uit wat het belang is van de ceiling temperature bij duurzame afvalverwerking van de polymeren.
   • Rotaxaanvormingsreactie gegeven. Bepaal het teken van de Hammet-parameter rho met betrekking tot substituent R voor de ligging van het ev. Zou deze rotaxaanvorming ook opgaan met een difenylamine? (exact zelfde vraag als augustus 2021)
   • Waarom worden cyclodextrines gebruikt in geneesmiddelen? Leg uit aan de hand van de Lipinski regels voor orale beschikbaarheid.

14 Juni 2023

1. Deel van Dehaen
   • Hoe maak je 1,4,10,13-tetraäza-18-kroon-6 uitgaande van 1,2-diaminoëthaan en eventueel andere reagentia? Welke techniek zou je gebruiken om een maximale opbrengst te bekomen?
   • Wat is het verschil tussen een vaste-toestand-inclusiecomplex en een clathraat?
   • Wat zijn sepulchraat- en sarcofaginecomplexen en hoe kan je ze bereiden met ethyleendiamine en Co(III)?
   • Combinatievraag: Combineer telkens een gast, gastheer en een solvent. Er zijn 4 gastheren, 4 gasten en 5 solventen gegeven. Bij elke gastheer hoort 1 gast en vice versa. Er zijn meer solventen gegeven dan gasten en gastheren, dus hier kan je er al zeker 1 niet gebruiken. Geef een korte verklaring bij elke combinatie die je maakt.
     • Gastheren: 1. een cyclofaan met 2 ringen en 3 NH's tussen de ringen aan elke kant (tussen elke NH zat een CH2). 2. Cucurbit[6]uril. 3.Een klein cyclisch molecule met 2 aromatische ringen met een N naar binnen gewezen. Boven deze ring zijn 2 of 3 NH's, eronder 2 N-CH3's. 4. Een groot cyclisch molecule met aromatische ringen met een N (naar binnen wijzend) en tussen de aromatische ringen een koolstofketen met NH's (ook 2 random C=O bindingen die naar buiten wijzen, links- en rechtsboven).
     • Gasten: 1. Koolstofketen met aan elke uiteinde een aromatische ring. Op de verbinding tussen de keten en elke ring zit een positief geladen N. 2. ureum. 3. Cyclohexaan met afwisselend een O (C=O, met C de C van de ring en O het substituent) en een NH2 als substituent (in totaal volledig gesubstitueerd). 4. Een aromatische ring met 2 COOH substituenten in para.
     • Solventen: Water (pH 3,7 of 10), methanol of dichloormethaan

1. Deel van Mario
   • Er is een afbeelding gegeven van het complex dat KI coöperatief kan binden adhv Zn (staat ook in de slides bij coöperativiteit). Dan staan er bindingsconstantes gegeven van KI, KClO4, NaI en NaClO4 met KI duidelijk de hoogste bindingsconstante.
     • a) Verklaar de waargenomen resultaten.
     • b) Welke binding gaat volgens jou gepaard met de grootste entropieverandering? Verklaar.
   • 18-kroon-6 is gegeven met een aromatische ring erop en aan de aromatische ring hangt een R. Wat is het teken van rho indien de complexeren van K+ met deze structuur bekijken en wat is de verhouding met R? Geef in je antwoord zeker de volledige Hammett-vergelijking. Dan staat er een tweede afbeelding gegeven, ook 18-kroon-6, maar hier is het substituent -CH2-R. Geldt dit ook voor de tweede structuur?
   • Wat zijn de voor- en nadelen van supramoleculaire polymeren?

15 Juni 2022

1. Dehean
   • Combinatievraag
     • Solvent: CH2Cl2, MeOH, H2O pH (2,7,12)
     • Guests: trimethylhexadecylammonium *Cl-*, *tetrabutylammonium* nitraat, naftaleen-1-sulfonzuur, 4-aminobutaanzuur
     • Hosts: zeven, enkel molecule gegeven dus kan ze niet opnoemen ([2,2,2]-cryptand met enkel zuurstof, ...)
   • Verband EM & rigide groepen
   • Synthese hexathia-analoog van [2,2,2] cryptand, uitgaande van triëthanolamine
     • Hoe maximaliseren we de synthese?
2. Smet
   • Bespreek compensatiegedrag entropie en enthalpie
   • Welke technieken om verschil tussen een catenaan en zijn 2 aparte ringen te meten (vermeld eventuele eigenschappen die nodig zijn op de macroringen)
   • Azidothymidine: structuur gegeven, voorspel werking en bio-beschikbaarheid

30 Augustus 2021

Dehaen
Smet

18 juni 2021

1. Dehaen
   • Combinatievraag.
     • Gasten: naftaleenderivaat, nitraat, aminobutaanzuur,...
     • Gastheren: alpha-cyclodextrine derivaat met een quaternair amoniumzout aan gebonden, beta-cyclodextrine derivaat, kroonether met thioureumfuncties, een lariatether, [2.2.2] cryptand met zuurstof als donoratomen en N als bruggenhoofden.
     • Solvent: water pH 2, 7, 10, methanol, CH2Cl2
   • Verband EM & rigide groepen
   • Synthese van het thia-analoog van de [2.2.2]-cryptand startende van een triethanolamine.
2. Smet
   • Leg uit waarom de meeste polymerisatiereacties slechts opgaan onder een bepaalde temperatuur. Geef de naam van deze temperatuur.
   • Leg uit waarom sommige polymerisatiereacties enkel opgaan boven een bepaalde temperatuur. Geef de naam van deze temperatuur. Geef een voorbeeld van een monomeer dat dergelijk gedrag vertoond.
   • Vraag over een complexatiereactie met een R-substituent en wat het teken van rho zou zijn in de Hammett-vergelijking.

26 juni 2019 VM

1. Dehaen
   • Uitleggen waarom verzeping plaatsvindt van een gegeven molecule met KOH in tolueen enkel als een kroonether aanwezig (18-kroon-6 analoog)
   • Uitleggen waarom cyclodextrines geschikt zijn voor "drug delivery" en een geschikt cyclodextrinekiezen (alfa, beta, gamma) voor naproxen (naftaleenderivaat)
   • Waarom base gebruiken voor kroonethersynthese van catechol en oligoethyleenglycoltosylaten? (deproteneren / templaateffect van kation)
     • Verschillende kroonethers gegeven met variërende lengte en aantal zuurstoffen. Hij vraagt om voor elke kroonether de juiste base te kiezen
     • Keuze uit 5 basen: LiAcO, KAcO, NH4AcO, CsAcO en moleculair kation en AcO-
   • Resorcinaren worden gevormd in zuur milieu maar na een tijdje zal het thermydynamischer stabieler zijn (stoel versus boot)
     • Geef interacties van beide isomeren in basisch milieu met een tetraalkylammonium-kation
2. Smet
   • 2 associaties gegeven, welke van de 2 associaties heeft de kleinste entropieverandering? (A = H-brugacceptor & D = H-brugdonor)
     • Associatie 1: ADA DAD (letters staan eigelijk onder elkaar)
     • Associatie 2: AAA DDD (letters staan eigelijk onder elkaar)
   • Molecule gegeven met R-groep dat interacties aangaat met een chloride-anion
     • Welke interacties zijn er voornamelijk?
     • Wat voor groep moet R zijn? Hoe verhoudt zicht dat tot de parameter rho?
   • Bespreek biobeschikbaarheid van morfine (structuur gegeven)
     • Heroïne heeft een sterker effect op het centraal zenuwstelsel, verklaar? (gegeven dat morfine reageert met overmaat azijnzuuranhydride en heroïne vormt).

21 juni 2018 NM

1. Dehaen
   • Combineer:
     • Gasten: trimethylhexadecylammoniumion, nitraation, 4-aminoboterzuur, naftaleensulfonzuur.
     • Gastheren: resorcinareen, benzokroonether met één N en op die N zat een keten (keten = CH2 C6H4 CH2 ... NH C=NH NH ... azole ring), twee speciale cyclodextrines (eentje was een ring van zes monomeren met een ammoniumfuntie op, de andere was een ring van zeven monomeren met een thia-amine keten op), een ring met drie benzenen en tussen elke benzeen de groep CH2 CH2 NH C=S NH CH2 CH2), nog eentje die ik me niet herinner
     • Solventen: de gewoonlijke
   • Effect rigide groepen op EM
   • Synthese thia analoog [2.2.2]cyrptand, hoe synthese verbeteren?
   • Pillarenen uitleggen, verband andere calixarenen
2. Smet
   • Welke reactie geeft de grootste entropie veranderingen? eentje is het azijnzuur dimeer, de andere is de cyclisatie van twee ringen (eentje is maleïnezuuranhydride en de ander cyclohexa-1,3-dieen) (volgens chemdraw heet het gevormde molecule (4R,7aS)-3a,4,7,7a-tetrahydro-4,7-ethanoisobenzofuran-1,3-dione). Bijvraag: iets met de deeltermen van de entropie, bij welke is welke het grootst?
   • Geef teken rho (Hammett) van de complexatie van K+ met een benzokroonether met aan die benzeenring een substituent R. Geldt deze redenering voor rho ook voor een tweede kroonether die aan een ethyleen eenheid een CH2R groep heeft hangen?
   • Bespreek relenza en tamiflu, over hun biobeschikbaarheid en mechanisme

15 juni 2018 NM

1. Dehaen
   • Combineren van gast, gastheer en solvent met als gasten: lanthaan, paraquat en nog een dicarbonzuur, als gastheren verschillende calixarenen in water ph 2,7,10, methanol of chloroform
   • Vraag welke het beste zou zijn voor ionentransport over een organisch membraan: diglyme of 2,2,2 kryptand
   • Een synthese van een 2,2,2 thiakryptand derivaat
2. Smet
   • Ceiling & floortemperatuur + voorbeeld
   • Met de hammetvgl werken en teken van rho bepalen bij een complexvorming van pseudorotaxaan
   • Invloed van ... (cyclodextrine?) op transport van medicijnen en da linken aan de lipinskiregels

15 juni 2018 VM

1. Dehaen
   • Stel een synthese voor voor het volgende molecule: vanuit p-tBu-fenol en p-Me-fenol een calix[4]areen met aan de 1,3-alcoholen het trimeer van p-Me-fenol (via ether). Deze 1,3benzeenringen hebben geen buty meer, en alle overgebleven vrije hydroxylgroepen zijn gemethyleerd.
   • Nonactine & valinomycine
   • Gast, gastheer, solvent:
     • H2O (pH = 3,7, 10), DCM, MeOH
     • Na+, ammoniumzout*, diamide*, benzoezuur (* = structuur gegeven)
     • Calix[4]areen*, resorcinol uit acetaldehyde en 24u reflux, benzokroonether*, alfa-cyclodextrine, diamine* (* = structuur gegeven)
2. Smet
   • Welk proces geeft de grootste entropieverandering met zich mee?
     • Furaan + H2C=COOR --> furaanring waarvan de twee dubbele bindingen weg zijn en er eentje bij is gekomen waar er eerst de enkele binding was, en de twee koolstoffen naast de zuurstof zijn nu verbonden met de koolstoffen van de dubbele binding van het ester
     • twee carbonzuren die een dimeer vormen
   • Bepaal teken rho, heeft pH invloed (R-C6H5 pi-pi stapeling met C6H5-NH2)
   • Relenza en tamiflu (orale beschikbaarheid en mechanisme)

22 juni 2017

1. Dehaen:
   • Stel de synthese op voor het Lehn's sferand (structuur gegeven) vanuit (derivaten van) diëthyleenglycolen.
   • Wat zijn pseudo-hoge-verdunningsvoorwaarden en hoe werkt dit?
   • Combineer. Gastheren: cyclisch guanidine, cucurbit[8]uril, 30-kroon-10. Gasten: arginine, N-acetyltryptofaan, 1,4-bis(aminoimidazoline)butaan. Solventen: Chloroform, methanol, water pH 2, 7 en 10. (structuren gegeven)
2. Smet:
   • Gegeven: een pyrrool gesubstitueerd met een alkeen met twee R-substituenten (willekeurig). Dit molecule interageert met een onbekende receptor. Welke interactie veronderstel je? Bepaal het teken van rho. Wat gebeurt er met de absolute waarde van rho wanneer je een R-substituent vervangt door een H-atoom.
   • Wat is transfectie en hoe kan supramoleculaire chemie hierbij helpen?
   • Twee verbindingen gegeven, elk met 3 waterstofbindingen (structuren uit slides deel supramoleculaire polymeren). Welke verbinding heeft de grootse associatieconstante en waarom?

16 juni 2017

1. Dehaen:
   • welke factoren beinvloeden de effectieve molariteit
   • synthese van hexathia18-kroon-6 vanuit ethyleenglycol en bis(2hydroxyethyl)sulfide op een veilige manier en wat doen we om de opbrengst zo hoog mogelijk te houden
   • wat zijn ansa-verbindingen en hoe kunnen ze meer inzicht geven over de ruimtevulling van de groepen
   • een structuur gegeven met 2 NH2 groepen een kroonether en een R (fenyl). 4-aminobutaanzuur is beter oplosbaar dan glycine (2-aminoazijnzuur) en 6-aminohexaanzuur. Hoe komt dit, welke interacties. De oplosbaarheid stijgt wanneer we R vervangen door (4-NO2-fenyl). Verklaar.
   • er zijn twee isomeren bij de synthese van resorcinarenen. Welke zijn dit?

1. SMET:
   • gegeven een amide: RR'C=CH-CO-N(CH3)2 met onbekende receptor gaat interageren:

Welke interactie verwachten we, teken van reactieparameter, plus redeneer. Wat gebeurt er met de absolite waarde van de reactieparameter als we een van de R groepen vervangen door een H.

1. • lipskin regel geven en wat is het belang tegenwoordig in farmaceutische industrie
   • Bij synthese van rotaxanen volgens iemand (Stoddart ofzo)(tetrakationisch complex) zal threading een hogere opbrengst geven dan clipping waarom?

Waarom dan niet altijd threading?

19 juni 2015

1. Dehaen:
   • Stel een synthese voor voor het volgende molecule: vanuit p-tBu-fenol en p-Me-fenol een calix[4]areen met aan de 1,3-alcoholen het trimeer van p-Me-fenol (via ether). Deze twee benzeenringen zijn ook gedebutyleerd en alle overgebleven vrije hydroxylgroepen zijn gemethyleerd.
   • Bespreek aan de hand van hun structuurelementen de functie van nonactine en valinomycine (structuur gegeven).
   • Verbind de juiste gastheren met de juiste gasten en solventen. Gasten: Natriumion, p-diaminobenzeen, p-diaminobenzeen met beide stikstoffen tetragebutyleerd, benzoëzuur. Gastheren: calix[4]areen, een groot dibenzokroonether, een resorcinareen verkregen na 24 uur reflux, alfa-cyclodextrine en een aromatisch diamide. Solventen: water (pH 3, 7, 10), MeOH & DCM.
2. Smet:
   • 4-R-pyridine. Deze gast bindt enkel aan de gastheer indien de stikstof geprotoneerd is. Bepaal het teken van de Hammett-parameter rho. Op welke interactie zou de complexatie kunnen berusten?
   • Geef de twee methoden die gebruikt kunnen worden om de associatieconstante te schrijven in functie van deelassociatieconstanten. Beschrijf de fysische basis van het probleem dat hierbij optreedt.
   • Bespreek de moleculaire basis van plaquevorming zoals die optreedt bij bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer. Wat zijn de therapeutische mogelijkheden om dit tegen te gaan? Bijvraag: op welke secundaire structuren en soorten interacties berust de associatie?

18 juni 2014 (voormiddag)

1. Dehaen:
   • Geef een voorstel voor de synthese van een gegeven [2.2.2]cryptand uitgaande van chlooracetamide. Het cryptand heeft stikstoffen als bruggenhoofden, 2 ketens met telkens 2 zuurstoffen en 1 keten met 2 zwavelatomen. En hoe kan je de macroyclisatie bevorderen?
   • Transport van donor naar acceptorlaag via een organisch membraan? hoe gaat dit het beste met pentaglyme of met een [2.2.2]cryptand. Verklaar.
   • Verbind de juiste gast met de gegeven gastheren en solventen. Er zijn meer gastheren en solventen dan er gasten zijn.
2. Smet:
   • Je hebt een gesubstitueerd chinoline (onbekende substituent). Dit chinoline complexeert enkel met een gastheer als de N niet geprotoneerd is. wat is het teken van de hammet-parameter Rho? welke interactie zal er zijn tussen de gast en de gastheer?
   • Geef de 4 belangrijkste entropieveranderingen bij complexatie en bespreek. Welke is verantwoordelijk voor preorganisatie? Leg uit.
   • Invloed ketenlengte benzokroonether op rendement van een catenaan met een tetrakationisch cyclofaan.

19 juni 2014 (namiddag)

1. Dehaen:
   • Geef een voorstel voor de synthese van een gegeven calix[4]hemisferand uitgaande van 2 gegeven fenolen. De receprot bestond uit een calix[4]areen met een hemisferand aangehecht op de 1- en 3-posities.
   • Gegeven de structuur van valinomycine en nonactine: bespreek de functie en hoe de verschillende structuurelementen hiertoe bijdragen.
   • Verbind de juiste gast met de gegeven gastheren en solventen. Er zijn meer gastheren en solventen dan er gasten zijn.
     • solventen: zuur, neutraal of basisch water, methanol, dicchloormethaan
     • gastheren: cyclodextrine, een grote benzokroonether, een calyxareen, stoel resorcinareen en een heteroaromatische receptor met amidefuncties.
     • gasten: natriumion, aromatisch diamine, aromatisch diammoniumzout, benzoëzuur
2. Smet:
   • Op welke 2 manieren kunnen we de totale associatieconstante beschouwen als een product van deelassociatieconstanten? Wat is bij elk het grootste fysisch probleem? Welk van deze 2 methoden is, op praktische gronden, te verkiezen en waarom?
   • Gegeven een amide met een para-gesubstitueerde fenylgroep op de N en de carbonyl. Dit molecule gaat waterstofbindingen aan met zowel de zuurstof als de NH. Wat is het teken van de Hammett-parameter rho voor het substituent op elke benzeenring?
   • Gegeven de structuur van een receptor bestaande uit een porfyrinering, gekoppeld aan een calixareen met ketens die veel heteroatomen bevatten. De bindingsconstanten van KI is hoog, die voor NaI en NaClO₄ tussenin (en ongeveer gelijk), die van KClO₄ laag. Verklaar waarom. (Deze structuur staat in de cursus ter hoogte van het deel over coöperativiteit).

15 juni 2012 (namiddag)

1. Dehaen:
   • Wat zijn pseudo-hoge verdunningsvoorwaarden en geef 2 voorbeelden hoe men dit in de praktijk bewerkstelligt.
   • Onderzoekers onderzochten de complexatieconstante van verbindingen A, B en C met het chloride-anion. Ondanks extra H-atoom beschikbaar, had C toch de laagste complexatieconstante. Volgorde was K_A > K_B >> K_C. Volgens de onderzoekers had dit te maken met een verschillende preorganisatie. Verklaar. <br />Bestand:MolHerExamenDehaen.jpg
   • Rangschik volgens toenemende affiniteit voor het kaliumkation en motiveer: 18-kroon-6, 1,10-dithia-18-kroon-6, benzo-18-kroon-6, [2.2.2]cryptand, 15-kroon-5, 21-kroon-7.
2. Smet:
   • Voor een bepaald hydrofoob (gedeelte van een) gastmolecule werd aangetoond dat het de hydrofobe holte van de gastheer maar voor 55% vult in stabielste toestand. Verklaar thermodynamisch waarom het kan dat deze gedeeltelijk gevulde toestand meer bevoordeeld wordt dan de volledig gevulde holte.
   • • Welke interacties zijn van belang bij het catenaan gevormd uit 1, 2 en 3?
     • Wat zou het effect zijn op de bindingsconstante moest het catenaan gevormd worden rond 4 i.p.v. 1 en waarom?
     • Beredeneer het teken van de Hammett parameter ρ van de catenatiereactie van 5 met het monogealkyleerd derivaat van 3 (hiermee wordt bedoeld, de open-ketenvorm van 2 enkelvoudig gebonden aan 3). Sterische effecten van R mogen verwaarloosd worden Bestand:CatenaanSmet.png
   • Onderzoekers synthetiseerden bovenste verbinding als receptor voor de onderste (tekening is ongeveer juist). Belangrijke interacties hierbij zijn H-bruggen, maar ook de Ï€-Ï€-interacties tussen de eindstandige benzeenringen spelen een beduidende rol. Om aard en sterkte van deze Ï€-Ï€-interacties te onderzoeken synthetiseerde men een aantal derivaten van beide, en mat men het verschil in bindingssterkte voor verschillende substituenten op de benzeenringen. Bestand:ReceptorSmet.png
     • Welke complicatie valt te verwachten bij deze metingen, vanwege de verschillende substituenten op de derivaten?
     • Verklaar de waargenomen tendensen in de gemeten energiebijdragen, weergegeven in de tabel (deze waarden zijn gecorrigeerd voor de complicaties waarnaar gevraagd in eerste subvraag dus zijn juist).

Bestand:TabelSmet.png

17 juni 2011 (voormiddag)

1. Dehaen:
   • Onderzoekers onderzochten de complexatieconstante van verbindingen A, B en C met het chloride-anion. Ondanks extra H-atoom beschikbaar, had C toch de laagste complexatieconstante. Volgorde was K_A > K_B >> K_C. Volgens de onderzoekers had dit te maken met een verschillende preorganisatie. Verklaar. <br />Bestand:MolHerExamenDehaen.jpg
   • Klassieke vraag. Verbind de juiste gast met gastheer en solvent. Licht toe en zeg welke interacties plaatsvinden.
   • Wat is de CAC? Waarom is het belangrijk dat deze gemeten wordt en hoe wordt deze gemeten?
2. Smet:
   • Gegeven: Bestand:MolHerExamenMario.jpg<br />Bepaal het teken van &rho;^X, voor groep X en &rho;^R, voor groep R. Waarom gaat bij zéér elektronenzuigende groepen, bv. X=F^-, de meting van de complexatieconstante met nucleofiele deeltjes niet meer correct verlopen?
   • Mag men de &Delta;G van interacties met de aromatische ring en de &Delta;G van interacties met de gedeprotoneerde carbonzuurfunctie zomaar optellen? Verklaar.<br />Bestand:MolHerExamenMario2.jpg
   • De synthese van rotaxanen op vaste drager kan handig zijn. Onwaar/waar en verklaar.

11 juni 2010 (namiddag)

1. Dehaen:
   • geef de structuur van cyclotriveratryleen en de synthese vanuit veratrol. Waarom zijn asymmetrisch gesubstitueerde CTV's chiraal?
   • hoe kunnen we eigenschappen van een gegeven cyclofaan gebruiken om de grootte van de substituent op de ring te bepalen
   • geef de synthese van de macroring 15 kroon 5 maar ipv met zuurstoffen met (NH , O , NH, S, S) vanuit HSCH2CH2SH en H2NCH2CH2OCH2CH2NH2
   • welke gast past in welk solvent bij welke gastheer? gasten: (Fe3+, Yb3+, tetramethylammonium, benzoaat) solventen: (methanol, DCM, water met pH=3,7,10) gastheren:(een resorcinareen, een [4]-calixareen met een -O-CH2COOH op elke ring, een [6]-calixareen met op de ring aan de ene kant een SO3H aan de andere kant een staart met een hydroxyamide rest aan, een [6]-calixareen met daaraan een staart met aan het uiteinde een fenylureum staart
2. Smet:
   • gegeven: een receptor met daarop 2 groepen die waterstofbruggen vormen met een HO- en een -CHO op drie verschillende liganden. Welke complex zal het stabielste zijn, en verklaar dit energetisch en entropisch (ligand 1 is een bifenyl, ligand 2 is een bifenyl met een huge (triethylmethyl-)substituent op een van de ringen en ligand 3 is gewoon een alifatische keten met die oh en cho aan de uiteinden)
   • wat is de dubbele mutantcyclus een geef een voorbeeld dat de voordelen duidelijk maakt

11 juni 2010 (ochtend)

1. Dehaen:
   • Bespreek de synthese van volgend cavitand, vertrekkende van resorcinareen. (afbeelding volgt nog)
   • Wat is [2,2]paracyclofaan? Geef de syntheses en eigenschappen (UV-spectrum).
   • Bespreek het kinetisch en thermodynamisch templaateffect.
   • 5 Macroringen gegeven; rangschik naar toenemende effectieve molariteit. (afbeelding volgt nog)
2. Smet:
   • Gegeven 1-amino-5-R-naftaleen (met R een onbepaalde substituent). In een complex vormt deze aminogroep een waterstofbrug. Onderzoek wijst uit dat de "reactie"-parameter sterk positief is. Welke soort R-substituenten bevoordeligen de reactie? (leg uit met Hammett-vergelijking en de substituent-parameter) Bekleedt de aminogroep een donor- of acceptorfunctie bij het vormen van deze waterstofbrug?
   • Waarom is het entropieverlies van complexvorming in oplossing doorgaans kleiner dan in gasfase?

19 juni 2009

1. Dehaen:
   • Verklaar waarom de effectieve molariteit stijgt bij een macrocysliche 10-ring, wanneer
     • a) rigide groepen worden gebruikt
     • b) heteroatomen worden gebruikt.
   • Wat is het verschil tussen een clathraat en een vaste stof-inclusie complex.
   • Schrijf de synthese op van dit cavitand (structuur is gegeven) vertrekkende van rescoriol. De cavitand is gelijkend op die in de cursus staat, maar op de 2' plaats heeft deze een COOH groep.
   • Vögth synthetiseerde vele cryptanden met substituenten X (structuur is gegeven). Hoe kon hij daarmee de grootte van de caviteit bepalen?
2. Smet:
   • Je krijgt een complexatie van een gast en gastheer die via pi-pi interacties complexeert en net naast deze aromatische ringen een waterstofbrug vormt met een amide op de gast.
     • Men wil d.m.v. substituenteffecten op de aromatische ringen ph1 (= op gast) en ph2 (= op gastheer) de bijdrage voor deze pi-pi interactie meten. Welke complicatie verwacht je echter met deze methode, bij dit specifieke complex?
     • Verklaar in de tabel (tabel met horizontaal de para-ph1 substituenten en vertikaal de para-ph 2 substituenten) de verlopen van de incrementen. (De incrementen zijn aangepast aan de complicatie die je in het eerste puntje moet geven en zijn dus correct)
     • Bepaal ook het teken van de Hammett rho parameters.
   • Trage complexen.
     • Hoe kan je in een NMR spectrum zien of je te maken hebt met een traag complex
     • Wat is het voordeel van een extreem traag complex? Geef een relevant voorbeeld van hoe we er gebruik van kunnen maken.

16 juni 2009

1. Dehaen:
   • match de gasten en de gastheren met de juiste solventen. Gast: 1,4-benzochinon, naftaleen-1,5-dicarbonzuur en 4-butylfenol ("voor mensen die niet goed zijn in naamgeving, zal ik de moleculen even op bord tekenen"). Solvent: water (ph= 2, 6, 10), MeOH, CCl4. Gasten: alpha-cyclodextrine, diazo-18-kroon-6, 18-kroon-6, [2,2]cyclofaan en 2 grote cyclofanen die getekend staan. Geef ook alle niet-covalente reacties en licht uw keuze toe
   • Wat is CAC, waarom belangrijk en hoe gemeten
   • reactie van een [2,2,1]cryptand opgebouwd uit bi en triëthyleenglycolderivaten
   • Membraantransport van kationen met kroonethers en de voorwaarden waaraan dat kroonether moet voldoen
2. Smet:
   • Het teken van rho (Hammet) bepalen uit een tabel met stabiliteitsconstanten met verschillende gevers en zuigers. De link vinden met het reactiemechanisme. Bijkomende vraag: wat gebeurt er met een sterke base en een sterke elektronzuiger. (ja wat onduidelijk als je het molecule niet ziet natuurlijk...)
   • Stelling: voor het gegeven molecule mag ik zomaar de deltaG optellen om de totale deltaG te berekenen.
   • Waarom kan het voordelig zijn om synthese van rotaxanen uit te voeren op een vaste fase

9 juni 2008

1. Dehaen:
   • welke ionen passen in welke macroringen? (K+, Ag+, Eu3+, Li+ en nog een vieze grote molecule) De macrocyclische verbindingen zijn ook gegeven. Welk solvent pak je best? (H2O, H2O pH 10, MeOH of chloroform) Vermeld welke interacties plaatsvinden
   • bespreek de synthese van: -een calix[4]areen met twee nitraten, twee n-propyloxy's en een azakroonetheroverbrugging-
   • Wat is zijn zelfassemblage en zelforganisatie en illustreer met een voorbeeld
2. MS:
   • Tabel horende bij compensatie-effect gegeven. Welke interacties? Bespreek de tendens in de tabel en ook het verschil in \Delta S tussen gasfase en oplossing.
   • tekening van een catenaan met een cyclofaan met nogal wat N in rond een benzokroonether gegeven. Deze verbinding toont met H-NMR slechts twee signalen (3,45 en 6,26 ppm of zo) voor de hydrochinon-waterstoffen. Reden? Bespreek ook de multipliciteit van de signalen.

13 juni 2008

1. Dehaen:
   • Waarom is ethyleendioxy zo'n populaire eenheid in kroonetherchemie
   • Welke 2 groepen zijn belangrijk bij de complexatie van Fe bij de sideroforen
   • 3 gasten (Lithium, azide, tetramethylammonium), 5 solventen (MeOH, H2O( pH 2,6,10), CCl4), gastheren ([2.2.2]-cryptand, all-cis resorcinareen, cram's sferand, 18-kroon-6,...)
2. M.S.:
   • Synthese van tetrakationisch cyclofaan
   • Vraagje over receptor die interageert met gast, welk teken heeft de hammett parameter rho.