Question 1 - start each question on a new page.

(a)         Aldehyde 1 can be methylated to give 2, which is then further elaborated to form 4

using diester 3.

(i)          Give suitable reagents for the conversion of 1 into 2 and draw a curly arrow              (4)

mechanism for the reactions involved.

Note: more than one step is required.

(ii)         Giving your reasons, identify a suitable base for the deprotonation of 3.  Draw          (4)

a curly arrow mechanism for the conversion of 2 into 4 using deprotonated 3.

(iii)        Give a structure for compound A.                                                                                 (1)

(b)         Treatment of dione 5 with NaOH gives two possible ring-containing products, 6 and B.

(i)          Draw a curly arrow mechanism for the formation of 6 from 5 and give the                 (3) structure of the theoretically possible alternative 8-membered ring product, B.

(ii)         Outline briefly why 6 is the sole product formed in this reaction.                                (2)

(c)         Give a full retrosynthetic analysis to show how 7 can be synthesised from 8, 9 and 10.           (6)

Using your retrosynthesis, show a forward synthesis giving suitable reagents for each step.

Section B

Answer TWO questions from this section

Question 2 - start each question on a new page.

The DNA sequence encoding the C-terminus of the human hemoglobin  -chain (HbA) is shown below, together with the corresponding sequence ofa variant -chain (HbV) identified in a         patient with breathing difficulties.

HbA  5’ … CTG  GCC CAC AAG TAT CAC TAA GCT CGC TTT … 3’

HbV  5’ … CTG  GCC CAC AAG TAT GAC TAA GCT CGC TTT … 3’

Note: the genetic code is given in the databook.

(a)         Identify the mutation in the variant gene and explain how it changes the encoded                    (2)

protein.

(b)         Giving details of the experiment, explain how purified protein samples of HbA and              (3)

HbV can be distinguished by gel electrophoresis.

(c)         Plots of the fractional oxygen saturation, Y, against oxygen partial pressure, pO2, for              (4)

native human hemoglobin tetramers (HbA2HbA2) are shown in Figure 1.  Comment  on the physiological significance of the sigmoidal shape of these curves and the shift of the curve to the right upon transition from pH 7.6 to 7.2.

Figure 1

Question 2 continued

(d)         HbV chains were mixed with human haemoglobin -chains and oxygen binding to the         (3)

resultant HbA2HbV2 tetramers was similarly measured at pH 7.6 and pH 7.2.  The results are shown in Figure 2.

Comment on the difference between the HbA2HbA2 and HbA2HbV2 tetramers in their response to pH and suggest a mechanistic basis to account for the difference .

Figure 2

(e)         The free energy change in going from a folded to an unfolded conformation ofa                     (4)

globular protein in aqueous solution at temperature of 20°C has been measured as        33.67 kJ mol 1 and at 30°C as  17.40 kJ mol 1 .  Calculate the fraction of the protein which is unfolded at each temperature.  Comment on these values.

(f)          Briefly explain how the presence of proline affects geometrical isomerism in a peptide.          (4)

Include sketches of two peptides, X-Pro and Pro-X, where X is any one of the other amino acids.

 Question 3 - start each question on a new page.

(a)         Give synthetic equivalents for each of the synthons 1, 2 and 3.                                                 (3)

(b)         Devise a synthetic route to racemic trans-epoxide 4, the major odour component of                (9)

mammalian blood, from the starting materials shown below.  (The relative                 stereochemistry of 4 is shown below.)  Your answer should show the retrosynthetic   analysis and the forward synthesis, indicating suitable reagents, and identifying any steps that are stereoselective.

Note: more than one synthetic step is required.

(c)         The synthesis of polysubstituted lactone 8 is shown below.

(i)          Cuprate 5 can be prepared from bromide 6.                                                                  (3)

Give a synthetic route showing how toluene (PhCH3) can be converted into 6, via an intermediate Grignard reagent, and account for any regioselectivity.

(ii)         Give a curly arrow mechanism to show how 7 is converted into 8 and account          (5)

for the regioselectivity and stereoselectivity.

Question 4 - start each question on a new page.