Química Orgánica III (1628)

Transcripción

1 Química rgánica III (1628) Alfredo Vázquez Mar0nez Lab. 207, Edificio B, Posgrado Q. RGANICA III VAZQUEZ

2 Calificación final 60% teoria 40% laboratorio 3 exámenes parciales (el exámen departamental cuenta como exámen parcial). Parcial 1: 7 de marzo de 2012 Parcial 2: 20 de abril de 2012 Parcial 3: 21 de mayo ParXcipaciones en clase tareas Q. RGANICA III VAZQUEZ

3 Exentos: 3 exámenes parciales aprobados con promedio de 8.0 (ocho) Q. RGANICA III VAZQUEZ

4 BJETIV(S): Integrar los conocimientos adquiridos en los cursos anteriores de Química rgánica aplicándolos a los sistemas heterocíclicos. Adquirir nuevos conocimientos que les ayuden a entender la formación y reactividad de los compuestos heterocíclicos en los alimentos. Comprender y aplicar algunas de las técnicas de preparación y de aislamiento y análisis de compuestos heterocíclicos en alimentos. Aplicar los conocimientos adquiridos para el entendimiento de algunos de los procesos químicos involucrados en la química de alimentos. Desarrollar la habilidad para analizar literatura especializada en temas relacionados con los compuestos heterocíclicos estudiados durante el curso. Q. RGANICA III VAZQUEZ

5 IMPRTANCIA DE LS CMPUESTS HETERCÍCLICS Q. RGANICA III VAZQUEZ

6 Los compuestos heterocíclicos n carbocíclico X heterocíclico X =, N, S N H heterocíclico saturado N heterocíclico insaturado

7 Heterociclos en medicina H 3 C N PhH 2 C Cl N diazepam relajante muscular anticonvulsivo N CH penicilina G CH 3 N H CH 3 H 3 C N H H H CH 3 H 3 C CH 3 reserpina antihipertensivo

8 Heterociclos en medicina N H H N H H H N quinina antimalarial morfina analgesico Ac N N H H Ac H codeina analgesico heroina blanco de china

9 Heterociclos en alimentos H Na 3 S H N H 3 C furaneol CH 3 N H indigo carmin colorante S 3 Na N N olor de la carne asada N CH 3 N CH 3 aroma del cafe tostado

10 ConcentraXons of 38 Important Aroma Compounds in Pan- Roasted Peanut Meal

11

12

13 Heterociclos en agricultura NH 2 N N N SEt etiozina herbicida antifotosintetico Cl N CF 3 N N H norfluorazona inhibe la sintesis de clorofila CH 2 CH N H acido indolil-3-acetico

14 Algunos conceptos básicos en química orgánica.

15 Estructuras de Lewis Electrones de enlace Electrones no enlazados o pares libres H H H C H Cumple la regla del octeto!

16 Representación de la estructura de las moléculas Q. RGANICA III VAZQUEZ

17 Q. RGANICA III VAZQUEZ

18 moleculas neutras radicales libres H H C H H CH 3 cationes (carbocationes) aniones (carbaniones) CH 2 Et

19 movimiento de 1 electrón movimiento de 2 electrones fuente de los electrones destino

20 ruptura homolítica A B A + B ruptura heterolítica radical libre A B A + B electrófilo nucleófilo

21 Formación de enlaces nucleófilo cargado A + B A B nucleófilo neutro A + B A B

22 Estructuras de Resonancia símbolo para resonancia no confundir con

23 carbaniones H 3 C CH 2 H 3 C CH 2

24 Los dos mandamientos para escribir estructuras de resonancia 1. no romperás un enlace sencillo + 2. no violarás la regla del octeto H H H

25 Patrones mas comunes 1. Par de electrones no enlazado vecino a un enlace pi (π). 2. Par de electrones no enlazado vecino a una carga positiva. 3. Enlace π vecino a una carga positiva 4. Enlace π entre dos átomos, donde uno de los átomos es electronegativo. 5. Enlaces π dentro de un anillo

26 Par de electrones no enlazado vecino a un enlace π. H H H H

27 N

28 Par de electrones no enlazado vecino a una carga positiva N N

29 Enlace pi vecino a una carga positiva

30 Enlace π entre dos átomos en donde uno de los átomos es mas electronegativo N N

31 Predicción de la reactividad en una molécula centros nucleofílicos reaccionan con +E H centros electrofílicos reaccionan con Nu N

32 Q. RGANICA III VAZQUEZ EL GRUP CARBNIL

33 GRUP CARBNIL C Tipo 1 H 3 C H ALDEHIDS H 3 C CH 2 CH 3 CETNAS

34 Tipo 2

35 Tipo 2

36 C C δ+ C δ C δ+ es responsable de la reactividad del grupo carbonilo. La magnitud de δ+ depende de los átomos o grupos unidos al C.

37 La reacción fundamental del grupo carbonilo Nu R C Y H Y = mal grupo saliente R Y NuH R NuH C Y R Nu C Y H (Tipo 1 :H, alquilo, fenilo) R Nu + HY Y = buen grupo saliente (Tipo 2: Cl, R, H)

38 Formación de hemiacetales y cetales R 1 R 2 + RH R RH R R 1 R 2 H R 1 R 2 R + H 2 aldehido hemiacetal acetal cetona hemicetal cetal H H H H H H H H H H H β-d-glucopiranosa H + H H H H H H α-d-glucopiranosa

39 Catálisis ácida tautomería

40 Catálisis básica tautomería

41 tautomería

42 Formación de enaminas NCH 3 + H 2 NCH 3 + H 2 NHCH 3

43 Reacción y condensación aldólica R H + R 1 R 2 H R R H 2 R 1 aldol REACCIN ALDLICA CNDENSACIÓN ALDLICA - H 2 R R 2 R 1 α,β-insaturado

44 Adición conjugada (1,4 o de Michael) CN NC H + NC 4 enol 1 H NC ceto

45 TIPS DE REACCINES MAS USADAS EN QUIMICA HETERCICLICA Q. RGANICA III VAZQUEZ

46 Análisis retrosintéxco The Nobel Prize in Chemistry 1990 was awarded to Elias James Corey "for his development of the theory and methodology of organic synthesis". Q. RGANICA III VAZQUEZ

47 La reacción fundamental del grupo carbonilo Nu R C Y H Y = mal grupo saliente R Y NuH R NuH C Y R Nu C Y H (Tipo 1 :H, alquilo, fenilo) R Nu + HY Y = buen grupo saliente (Tipo 2: Cl, R, H)

48 Formación de enlaces C- C

49 Formación de enlaces C- heteroátomo

50 Reacciones de deshidratación

51

52 Como se sintetizan los compuestos heterocíclicos?

53 Síntesis de heterocíclos aromáxcos 1. Construcción del anillo por reacciones iónicas. 2. Construcción del anillo por reacciones pericíclicas. 3. Modificación de anillos existentes por substituciones electrofílicas o nucleofílicas o por litiación y reacción con electrófilos.

54 Síntesis de heterocíclos aromáxcos 1. Construcción del anillo por reacciones iónicas. 2. Construcción del anillo por reacciones pericíclicas. 3. Modificación de anillos existentes por substituciones electrofílicas o nucleofílicas o por litiación y reacción con electrófilos. Q. RGANICA III VAZQUEZ

55 Construcción del anillo por ciclación iónica Anillos de cinco miembros Idealmente preparados a partir de compuestos 1,4-dicarbonilicos.

56 Anillos de seis miembros a partir de compuestos 1,5 dicaroinílicos y amoniaco.

57 a partir de compuestos 1,3-dicarboinílicos y enaminas. Q. RGANICA III VAZQUEZ

58 Heterociclos con dos heteroátomos adyacentes Anillos de cinco miembros Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,3 dicarbonílicos.

59 Heterociclos con dos heteroátomos adyacentes Anillos de seis miembros Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,4 dicarbonílicos.

60 Heterociclos con dos heteroátomos no-adyacentes Anillos de cinco miembros Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos α-halocarbonílicos.

61 Heterociclos con dos heteroátomos no-adyacentes Anillos de seis miembros Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,3-dicarbonílicos.

62 Síntesis de heterocíclos aromáxcos 1. Construcción del anillo por reacciones iónicas. 2. Construcción del anillo por reacciones pericíclicas. 3. Modificación de anillos existentes por substituciones electrofílicas o nucleofílicas o por litiación y reacción con electrófilos.

63 Modificación del anillo Substitución electrofílica aromática

64 Modificación del anillo Substitución electrofilica aromática

65 Substitución nucleofílica aromática

66 Litiación y reacción con electrófilos