Licenciatura en Química 1-3 Curso 2002-2003 QUÍMICA ORGÁNICA CÓDIGO: B053/99/7433 CURSO: 2002-2003 Carga docente: 9,5 créditos (7,5 teóricos + 2 prácticos)/2 Curso: 2º, Troncal 1r y 2º cuatrimestre. Departamento: Química Orgánica Profesor/a-es/as: GA- Albert Guijarro Pastor GB- Cecilia Gómez OBJETIVOS En esta asignatura se pretende que el alumno tenga una visión general de la Química Orgánica siguiendo un orden lógico de estudio por grupos funcionales, sus propiedades, síntesis y reactividad. En relación con los distintos grupos funcionales, y a medida que se progresa en su estudio, se introducen conceptos y se establecen sus diferencias de reactividad y sus posibles interconversiones con el fin de que el alumno relacione entre si las reacciones que posean características comunes, construyendo de esta forma un esquema que englobe y simplifique los procesos agrupándolos según su tipo. PROGRAMA DE TEORÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Alcanos. El grupo funcional: centro de reactividad. Nomenclatura y propiedades físicas. Análisis conformacional de alcanos. Energías de disociación de enlace. Pirólisis de alcanos: craqueo. Halogenación de alcanos: reactividad y selectividad. Combustión de alcanos. Alcanos cíclicos. Nomenclatura y propiedades físicas. Tensión anular y estructura. Análisis conformacional de los ciclohexanos. Cicloalcanos grandes. Alcanos policíclicos. Halogenuros de alquilo. Reacción de sustitución nucleofílica bimolecular. Nomenclatura y estructura. Propiedades físicas y conformaciones de los halogenuros de alquilo. Preparación. Reacción de sustitución: mecanismos. Sustitución nucleófila bimolecular: estructura del sustrato, estereoquímica, nucleofília, grupo saliente y disolvente. Reacciones SN1: iones carbenio. Eliminación unimolecular (E1). Eliminación bimolecular (E2). Alquenos (I). Estructura y nomenclatura. Propiedades físicas: estabilidad relativa de los alcanos. Preparación de alquenos: reacciones de eliminación. Alquenos (II). Reacciones de adición a alquenos. Hidrogenación catalítica. Adiciones electrofílicas. Hidroboración. Oxidaciones electrofílicas. Adiciones radicalarias. Dimerización, oligomerización y polimerización de alquenos. Etileno: su importancia industrial. Alquenos naturales: feromonas. Alquinos. Nomenclatura. Estructura y enlace. Propiedades físicas: acidez de los alquinos. Preparación de alquinos. Haluros de vinilo. Reacciones de los alquinos. Acetileno: un material de partida industrial. Sistemas deslocalizados π Aspectos generales de la conjugación alílica: descripción mediante orbitales moleculares. Dienos conjugados: obtención y reactividad; reacción de Diels-Alder. Polimerización de dienos conjugados. Cumulenos. Hidrocarburos aromáticos. Benceno: estructura y resonancia. Aromaticidad. Nomenclatura de los sistemas bencénicos. SE aromática: efecto de varios sustituyentes. Licenciatura en Química 2-3 Curso 2002-2003 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. QUÍMICA ORGÁNICA Aspectos sintéticos de la química del benceno. Reacciones de las cadenas laterales. Reducción. Sustitución nucleofílica aromática: halogenuros aromáticos. Hidrocarburos aromáticos polinucleares. Nomenclatura. Propiedades físicas del naftaleno. Síntesis y reacciones de naftalenos. Hidrocarburos bencenoides tricíclicos: antraceno y fenantreno. Otros polienos cíclicos: regla de Hückel. Espectroscopía y estructura (I). El espectro electromagnético. Espectroscopía ultravioleta y visible: grupos cromóforos. Espectroscopía infrarroja: bandas de absorción características de los grupos funcionales. Espectroscopía y estructura (II). Resonancia magnética nuclear de protón. Desplazamiento químico. Hidrógenos equivalentes. Acoplamiento spín-spín. Resonancia magnética nuclear de carbono 13. Espectrometría de masas. Alcoholes Estructura, nomenclatura y propiedades físicas de los alcoholes y éteres. Síntesis de alcoholes. Compuestos organometálicos que contienen litio y magnesio: aplicaciones en síntesis de alcoholes. Reacciones de los alcoholes: alcóxidos, carbocationes, ésteres y oxidación. Fenoles, éteres, tioles y tioéteres. Fenoles: nomenclatura, preparación y reacciones. Nomenclatura y propiedades físicas de los éteres. Preparación y reactividad de éteres. Reacciones de los oxaciclopropanos. Tioles y tioéteres: nomenclatura, preparación y reactividad Aldehídos y cetonas (I). Estructura, nomenclatura y propiedades físicas. Métodos de preparación. Reactividad del grupo carbonilo: reacciones de adición nucleofílica. Adición de agua y alcoholes. Adición de aminas y derivados. Adición de nucleófilos carbonados: reacción de Wittig. Aldehídos y cetonas (II). Acidez de los hidrógenos en α de aldehidos y cetonas alifáticos: iones enolato. Equilibrio ceto-enólico. Reacciones de condensación. Reacciones de oxidación y reducción. Aldehídos y cetonas no saturados. Estructura y reactividad de aldehidos y cetonas α,β-no saturados. Reactividad de los aldehidos α,β-no saturados: reacciones de adición 1,4. Cetenos: preparación y reactividad. Acidos carboxílicos. Estructura y nomenclatura. Propiedades físicas. Acidez y basicidad de los ácidos carboxílicos. Preparación. Reactividad: mecanismo de adición-eliminación. Transformación de ácidos en sus derivados: síntesis de anhídridos, halogenuros de ácido, ésteres y amidas. Reacciones con compuestos organometálicos y con hidruro de litio y aluminio. Reacciones por la posición α y descarboxilación. Derivados de los ácidos carboxílicos (I). Estructura y nomenclatura. Propiedades físicas: características espectroscópicas y propiedades ácido-base. Reactividad relativa de los derivados de ácido. Hidrólisis: adición nucleofílica-eliminación. Otras reacciones de sustitución nucleofílica. Derivados de ácidos carboxílicos (II). Reactividad de los hidrógenos en α. Reacciones con compuestos organometálicos. Reducción de los derivados de ácido. Reacciones sobre el nitrógeno de amidas. Alcanonitrilos: síntesis y reactividad. Derivados de ácido de importancia natural. Compuestos difuncionalizados. Nomenclatura. Dioles: preparación y reactividad. Hidroxialdehidos, hidroxicetonas e hidroxiácidos. Compuestos dicarbonílicos: síntesis malónica y acetilacética. Licenciatura en Química 3-3 Curso 2002-2003 21. 22. 23. 24. 25. QUÍMICA ORGÁNICA Aminas alifáticas. Estructura y nomenclatura. Propiedades físicas y ácido-base de aminas. Síntesis de aminas. Reacciones de las aminas. Algunos usos de las aminas. Otras funciones nitrogenadas. Nitrocompuestos. Isocianatos, carbamatos y ureas. Azidas. Diazocompuestos. Sales de diazonio: aplicaciones sintéticas. Compuestos orgánicos que contienen fósforo, azufre y silicio. Orbitales d y su influencia en el enlace. Fosfinas y sulfuros de alquilo. Iluros de fósforo y azufre. Derivados de los oxácidos de fósforo y azufre. Intermedios reactivos de silicio. Preparación de compuestos organosilícicos. Reactividad de los derivados silícicos; aplicación en síntesis orgánica y aspectos comerciales de la química del silicio. Compuestos heterocíclicos. Generalidades. anillos de cinco eslabones: pirrol, furano y tiofeno; fuentes, preparación y propiedades. Otros heterociclos pentagonales. Anillos de seis eslabones; piridina: fuentes, preparación y propiedades. Otros anillos hexagonales. Compuestos de interés biológico. Aminoácidos y proteínas: síntesis. Hidratos de carbono: tetrosas y pentosas; glucosa y fructosa; aspectos generales de los disacáridos y polisacáridos. Terpenos y estereoides: generalidades. Alcaloides. PROGRAMA DE PRÁCTICA La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria. Consistirán en 2 créditos de seminarios de problemas relacionados con estereoquímica y espectroscopía. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Se realizarán dos exámenes escritos. El primero tendrá lugar al finalizar las clases correspondientes al primer cuatrimestre y constará de 6 a 10 cuestiones y problemas. El segundo examen se realizará al terminar las clases correspondientes al segundo cuatrimestre y corresponderá a la materia de este 2º cuatrimestre para aquellos alumnos que hayan superado el primer examen, o bien constará de toda la materia correspondiente a la asignatura para el resto de alumnos OBSERVACIONES Conocimientos previos: Conocimientos adquiridos en la asignatura 24/93-107. BIBLIOGRAFIA - “Quimica Orgánica” K. Peter Vollhardt y Neil E. Schore.Ed. Omega,1996 - “Quimica Orgánica”. L. G. Wade Jr. Prentice-Hall,1993. - “Cuestiones y ejercicios de Química Orgánica”. E. Quiñoá y R. Riguera. Ed Mc Graw Hill, 1994. - “Química Orgánica”. T.W. Graham Solomons, Limusa Wiley, 1999