Chemistry Labs

Olympic Hoá học Quốc tế · Năm 2018

Các bài

  1. Bài 1DNA. DNA sợi đôi có tính palindrom gồm hai sợi giống hệt nhau và bổ sung cho nhau, ví dụ dodecanucleotide Drew–Dickerson 5'-CGCGAATTCGCG-3'. (a) Có bao nhiêu dsDNA palindrom dodecanucleotide (12 cặp base) khác nhau? (b) Có bao nhiêu dsDNA palindrom undecanucleotide (11 cặp base)? (c) Giả sử cặp G–C bền hóa duplex hơn cặp A–T; xác suất để việc thay một cặp base chọn ngẫu nhiên của dodecanucleotide bằng cặp G–C làm tăng nhiệt độ nóng chảy TmT_m là bao nhiêu? (d) Dung dịch dsDNA với cinit=1.00×10−6c_{init} = 1.00\times10^{-6} mol dm−3^{-3} được nung đến TmT_m (50% phân li). Tính hằng số cân bằng kết hợp tại TmT_m cho dsDNA không palindrom (KnpK_{np}) và palindrom (KpK_p), lấy nồng độ chuẩn c0=1c^0 = 1 mol dm−3^{-3}. (e) Năng lượng Gibbs kết hợp trung bình trên mỗi cặp base là −6.07-6.07 kJ mol−1^{-1} (G–C) và −1.30-1.30 kJ mol−1^{-1} (A–T). Tại Tm=330T_m = 330 K, dùng Knp=1.00×106K_{np} = 1.00\times10^{6} và Kp=1.00×105K_p = 1.00\times10^{5}: dsDNA ngắn nhất có TmT_m trên 330 K gồm bao nhiêu cặp base, và nó là palindrom hay không? (f) Nghịch đảo nhiệt độ nóng chảy của dodecanucleotide biến thiên tuyến tính theo ln⁡(2cinit/c0)\ln(2c_{init}/c^0): với cinit/10−6c_{init}/10^{-6} = 0.25, 0.50, 1.00, 2.0, 4.0, 8.0 mol dm−3^{-3}, TmT_m = 319.0, 320.4, 321.8, 323.3, 324.7, 326.2 K. Tính entanpi chuẩn ΔH∘\Delta H^{\circ} và entropy chuẩn ΔS∘\Delta S^{\circ} của sự kết hợp hai sợi.Lời giải: 1
  2. Bài 2Hồi hương hài cốt thời Trung cổ. Quá trình racemic hóa ở nhiệt độ thường rất chậm nên có thể dùng để định tuổi và nghiên cứu lịch sử nhiệt của mẫu sinh học. L-isoleucine, (2 S, 3 S)-2-amino-3-methylpentanoic acid\ce{(2S,3S)-2-amino-3-methylpentanoic acid}, chuyển hóa lập thể tại cacbon α\alpha thành D-allo-isoleucine, (2 R, 3 S)-2-amino-3-methylpentanoic acid\ce{(2R,3S)-2-amino-3-methylpentanoic acid}. (a) Bốn đồng phân lập thể là L-isoleucine (2S,3S), D-isoleucine (2R,3R), L-allo-isoleucine (2S,3R), D-allo-isoleucine (2R,3S). Nhận định nào đúng về D-allo-isoleucine so với L-isoleucine: quay quang riêng giống/đối dấu/khác nhau; điểm nóng chảy giống hay khác? (b) Hằng số cân bằng epimer hóa Kep=1.38K_{ep} = 1.38 ở 374 K. Lấy năng lượng Gibbs chuẩn của L-isoleucine bằng 0 kJ mol−1^{-1}, cho biết năng lượng Gibbs của cả bốn đồng phân ở 374 K. (c) Số đồng phân lập thể tối đa của tripeptide Ile–Ile–Ile là bao nhiêu? (d) Bỏ qua phản ứng nghịch, quá trình epimer hóa là bậc một với k1(374 K)=9.02×10−5k_1(374\ \text{K}) = 9.02\times10^{-5} h−1^{-1} và k1(421 K)=1.18×10−2k_1(421\ \text{K}) = 1.18\times10^{-2} h−1^{-1}. Định nghĩa phần trăm vượt lưỡng diastereo de=[L]−[D][L]+[D]×100%de = \frac{[L]-[D]}{[L]+[D]}\times100\%. Đun sôi L-isoleucine 1943 giờ ở 374 K: tính dede (i) trước và (ii) sau khi đun. (e) Cần bao lâu để chuyển 10% L-isoleucine thành D-allo-isoleucine ở 298 K? (f) Kể cả phản ứng nghịch, độ lệch x=[L]−[L]eqx = [\ce{L}] - [\ce{L}]_{eq} giảm theo x=x(0)e−(k1+k2)tx = x(0)e^{-(k_1+k_2)t}. Với L-isoleucine 1.00 mol dm−3^{-3} đun 1943 giờ ở 374 K, tính [L]eq[\ce{L}]_{eq} và dede.Lời giải: 1