COOH
B1 Zimt
Zimt zählt zu den ältesten Gewürzen der Welt, wird er doch bereits in einem Kräuterbuch eines chinesischen Kaisers (ca. 2700 v. Chr.) ausführlich beschrieben.
Das Gewürz enthält 1 – 4 % Aromastoffe in Form von ätherischem Öl, das sich aus vielen
Einzelverbindungen zusammensetzt. Der Hauptbestandteil A des Zimtaromas, der zugleich den typischen Zimtgeruch hervorruft, wird durch Sauerstoff aus der Luft rasch zu (E)-Zimtsäure (vgl. Abb. 1) oxidiert.
Abb. 1: (E)-Zimtsäure
1.1. Mit A wird die FehIing-Probe durchgeführt, die positiv verläuft. Als Oxidationsprodukt kann (E)-Zimtsäure nachgewiesen werden.
Beschreiben Sie die Durchführung der FehIing-Probe und leiten Sie die zugehörige Redoxgleichung unter Verwendung der beiden Teilgleichungen her! Für organische Verbindungen sind Strukturformeln anzugeben.
6 BE 1.2. Zur Synthese der Verbindung A wird Benzaldehyd (Phenylmethanal) im Alkalischen mit Ethanal zur Reaktion gebracht. In einem ersten Reaktionsschritt entsteht ein Zwischenprodukt B, das bei starkem Erhitzen Wasser abspaltet und somit zu A weiterreagiert. Formulieren Sie den Reaktionsmechanismus für die Bildung des Zwischenproduktes B unter Verwendung von Strukturformeln!
7 BE
2. (E)-Zimtsäure wird bei Raumtemperatur in Dunkelheit mit Brom umgesetzt. Hierbei kann kein Wasserstoffbromid nachgewiesen werden.
2.1. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für diese Reaktion von (E)-Zimtsäure mit Brom und erläutern Sie, weshalb keine Addition am Ring erfolgt! 4 BE 2.2. Zimtsäure kann sowohl als E-lsomer als auch als Z-lsomer (= Allozimtsäure) auftreten. Setzt man ein Gemisch dieser beiden Isomere wie oben beschrieben mit Brom um, so entstehen vier verschiedene Stereoisomere. Zeichnen Sie die möglichen Produkte in der Fischer-Projektion und erläutern Sie anhand der vier Verbindungen die Begriffe ,,Enantiomere" und ,,Diastereomere"! 7 BE 3. In der Adventszeit 2006 konnte man in den deutschen Medien Schlagzeilen finden, die vor einem
übermäßigen Verzehr von Zimtprodukten warnten. Eine minderwertigere Zimtsorte, der so genannte,, Cassiazimt“, enthält die Verbindung Cumarin (vgl. Abb. 2), die im Verdacht steht, Krebs auszulösen. Auf der anderen Seite kann Cumarin das Wachstum von ganz bestimmten Tumoren stoppen und ist deshalb für den Synthesechemiker von besonderem Interesse.
O O
Abb. 2: Cumarin
Ausgangsstoff für die Synthese von Cumarin ist Cumarinsäure, die sich von der (Z)-Zimtsäure (=
AIlozimtsäure) durch eine Hydroxygruppe am C-Atom des Benzolrings unterscheidet.
3.1 Stellen Sie die Strukturformelgleichung für die oben beschriebene Darstellung von Cumarin auf und
benennen Sie den Reaktionstyp! 4 BE
3.2 Aus einer bestimmten Menge AIlozimtsäure soll Cumarin hergestellt werden.
Erläutern Sie eine Maßnahme, mit der die Ausbeute an Cumarin bei dieser Synthese erhöht werden kann!
3 BE 3.3 Beurteilen Sie die jeweilige Löslichkeit von Cumarinsäure und Cumarin in Wasser!
4 BE 3.4 Die folgenden Derivate des Cumarins werden in der Analytik eingesetzt Hierzu müssen die Hydroxygruppen in deprotonierter Form vorliegen.
O O O O HO
F F
HO
Abb. 3: Cumarin-Derivate
Vergleichen Sie die pKs-Werte der beiden dargestellten Stoffe A und B und begründen Sie Ihre Aussage!
5 BE
Gesamt: 40 BE
