Номер 91, страница 173 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.91. Определите изопреновые фрагменты в следующих терпенах и терпеноидах:

а) Молекула а) — это камфора, бициклический монотерпеноид. Её углеродный скелет состоит из 10 атомов углерода ($\text{C}_{10}\text{H}_{16}\text{O}$), что соответствует двум изопреновым фрагментам. Изопреновый фрагмент (или изопреновое звено) представляет собой пятикауглеродный скелет изопентана (2-метилбутана). В циклических структурах, особенно подвергшихся перегруппировкам в процессе биосинтеза, как камфора, эти звенья не всегда соединены очевидным образом "голова к хвосту". Однако углеродный скелет молекулы можно разделить на два таких пятикауглеродных фрагмента.

На схеме ниже показано разделение скелета камфоры на два изопреновых фрагмента, выделенных красным и синим цветом.

Ответ: Молекула камфоры состоит из двух изопреновых фрагментов. Один фрагмент (красный) включает в себя метильную группу при одном мостиковом атоме углерода и часть шестичленного цикла. Второй фрагмент (синий) включает геминальные метильные группы на мостиковом атоме и оставшуюся часть молекулы.

б) Молекула б) — это ретиналь, альдегид витамина А, который является дитерпеноидом. Его скелет состоит из 20 атомов углерода ($\text{C}_{20}\text{H}_{28}\text{O}$), что соответствует четырем изопреновым фрагментам. В ретинале эти фрагменты соединены последовательно по принципу "голова к хвосту".

На схеме ниже четыре изопреновых фрагмента выделены разными цветами: красным, синим, зеленым и фиолетовым.

Ответ: Молекула ретиналя состоит из четырех изопреновых фрагментов, соединенных "голова к хвосту". Первый фрагмент (красный) включает часть циклогексенового кольца с метильными группами. Остальные три фрагмента (синий, зеленый, фиолетовый) составляют полиеновую цепь с альдегидной группой на конце.

в) Молекула в) — это гераниол, ациклический монотерпеноидный спирт. Его скелет состоит из 10 атомов углерода ($\text{C}_{10}\text{H}_{18}\text{O}$) и представляет собой два изопреновых фрагмента, соединенных по классическому принципу "голова к хвосту". Это один из простейших примеров для демонстрации изопренового правила.

На схеме показано разделение молекулы на два фрагмента (красный и синий).

Ответ: Молекула гераниола состоит из двух изопреновых фрагментов. Первый (красный) — это "голова" с изопропилиденовой группой. Второй (синий) — "хвост", содержащий спиртовую группу. Они соединены простой связью между C4 первого фрагмента и C1 второго.

г) Молекула г) — это лимонен, циклический монотерпен ($\text{C}_{10}\text{H}_{16}$). Он также состоит из двух изопреновых фрагментов. Его структура образуется в результате циклизации геранилпирофосфата (производного гераниола). Чтобы увидеть изопреновые звенья, можно мысленно "развернуть" циклогексеновое кольцо.

На схеме ниже два изопреновых фрагмента, образующих молекулу лимонена, выделены красным и синим цветом.

Ответ: Молекула лимонена состоит из двух изопреновых фрагментов. Один фрагмент (красный) включает изопропенильную группу и прилегающую часть цикла. Второй фрагмент (синий) включает метильную группу и оставшуюся часть цикла.

д) Молекула д) — это кадинен, представитель сесквитерпенов. Его скелет состоит из 15 атомов углерода ($\text{C}_{15}\text{H}_{24}$), что соответствует трем изопреновым фрагментам. Как и в случае камфоры, это бициклическая структура, полученная в результате сложных циклизаций и перегруппировок, поэтому разделение на звенья нетривиально.

На схеме ниже показано возможное разделение скелета кадинена на три изопреновых фрагмента, выделенных разными цветами.

Ответ: Молекула кадинена состоит из трех изопреновых фрагментов. Каждый из "головных" концов этих фрагментов можно соотнести с одной из трех метилсодержащих групп: изопропильной (красный фрагмент), метильной при двойной связи (зеленый фрагмент) и метильной при мостиковом атоме углерода (синий фрагмент).