ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA II

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1 ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA II Código/s: Régimen: Cuatrimestral Horas reloj semanales: 8 Horas Teóricas:80 Horas Prácticas:18 Horas laboratorio:30 Horas Totales:128 Escuela/s: Química, Bioquímica y Farmacia Año del programa: 2015 FUNDAMENTOS: Esta asignatura es una continuación de Química Orgánica I Una vez adquiridos los conceptos generales y conocida la introducción al estudio de las sustancias orgánicas, esta asignatura permitirá al estudiante avanzar en el estudio de las distintas familias de compuestos orgánicos. Se introducirá al alumno en el conocimiento de estructuras más complejas que las vistas en el primer curso. Se abordarán distintos grupos de productos naturales (terpenos, esteroides, flavonoides, carotenoides y alcaloides).también se estudiarán heterociclos y polímeros. Se enseñarán conceptos básicos de la espectrometría de masa y se introducirá al alumno a saber emplear las distintas técnicas espectroscópicas aprendidas para la determinación de estructuras orgánicas. El estudio de los distintos compuestos oxigenados y nitrogenados servirá como base para lograr en las asignaturas siguientes (por ej. Química Biológica) una mejor comprensión de las biomoléculas y su función en los seres vivos. OBJETIVOS: Estudiar las distintas familias de compuestos oxigenados y nitrogenados, que permitirán al alumno la mejor comprensión del comportamiento de estas sustancias. Introducir al alumno en los distintos grupos de productos naturales de importancia biológica. Posibilitar al alumno la aplicación, sobre estos compuestos, de los métodos espectroscópicos para su posterior análisis y determinación de estructuras. Mejorar sus capacidades prácticas mediante la ejecución, en el laboratorio, de distintas prácticas que aumentarán sus habilidades manuales y el uso de los instrumentos adecuados. CONTENIDOS MÍNIMOS: Espectrometría de masa Aldehidos y cetonas: Propiedades y reacciones Ácidos y derivados de ácidos: Propiedades y reacciones Compuestos azufrados Condensaciones: reacciones carbanion enolato Aminas: Propiedades y reacciones

2 Heterociclos: Propiedades y reacciones. Alcaloides Terpenos: Propiedades y reacciones Esteroides. Esteroles, hormonas y ácidos biliares: propiedades y reacciones. Carotenos. Espectroscopía UV. Reglas de Woodward y Fieser Polímeros PROGRAMA ANALITICO: Unidad I: Aldehídos y cetonas. Naturaleza del grupo carbonilo. Nomenclatura. Propiedades físicas de aldehídos y cetonas. Preparación de aldehídos y cetonas. Reacciones de oxidación. Reacciones de adición nucleofílica: agua, alcoholes, HCN, reactivos de Grignard. Reactividad relativa de aldehídos y cetonas. Reacciones de condensación: formación de iminas y enaminas, oximas, y fenilhidrazonas. Reducción del carbonilo: hidrogenación, reacción de Clemmensen y de Wolff-Kishner. Reacción de Cannizzaro. Espectroscopía IR y RMN de aldehídos y cetonas. Unidad II Ácidos carboxílicos: Nomenclatura. Estructura y propiedades físicas. Disociación de ácidos carboxílicos. Efectos de los sustituyentes sobre la acidez. Preparación de ácidos: hidrólisis de nitrilos, carboxilación del reactivo de Grignard, oxidación de alcoholes y aldehídos. Síntesis malónica. Reacciones de los ácidos: reducción de alcoholes. Obtención de derivados de ácido a partir de los ácidos correspondientes. Espectroscopía IR y RMN de ácidos. Unidad III: Derivados de ácidos. Nomenclatura. Anhídridos: estructura e hidrólisis. Halogenuros de ácido: obtención e hidrólisis. Ésteres: obtención, reacciones. Amidas. Estructura y propiedades. Obtención y reaccciones. Nitrilos. Hidrólisis y reducción. Reacciones de sustitución nucleofílica en el acilo. Reactividad relativa de los derivados de ácido. Interconversiones entre ácidos y derivados de ácido: reacciones correspondientes. Espectroscopía IR y RMN de derivados de ácido. Unidad IV: Condensaciones Via Enolato y Carbaniones. Reacciones de sustitución en carbono alfa. Mecanismo de las reacciones de condensación carbonílica Condensación de aldehídos y cetonas: Condensación aldólica: deshidratación de los productos formados. Utilización de las reacciones de condensación aldólica en síntesis. condensaciones aldólicas mixtas. Condensación aldólica intramolecular. Reacción de condensación de Claisen y de Claisen mixta. Condensación de Dieckman ( Claisen intromolecular) Reacción de Michael.

3 Unidad V: Aminas. Nomenclatura. Estructura y enlaces. Propiedades físicas. Basicidad de las aminas alifáticas y aromáticas. Síntesis de aminas: reducción de nitrilos, amidas y nitrocompuestos, sustitución nucleofílica de halogenuros de alquilo, aminación reductiva de aldehídos y cetonas. Reordenamiento de Hofmann. Reacciones de aminas: alquilación, acilación, eliminación de Hofmann. Sustitución en el anillo. Sales de diazonio. Su uso en síntesis. Estructuras de resonancia. Colorantes. Grupos cromóforos y auxocromos. Efectos hipsocrómico y batocrómico. Colorantes Azoicos. Espectroscopía IR y RMN de aminas. Unidad VI: Determinación de estructuras por métodos espectroscópicos. Espectrometría de masa: descripción y usos. Principales esquemas de ruptura. Análisis de clusters isotópicos. Reordenamiento de Mc. Lafferty. Problemas de aplicación empleando para su resolución los métodos espectroscópicos estudiados. Unidad VII: Heterociclos. Definición. Fuentes naturales. Importancia biológica. Su utilización en síntesis. Heterociclos aromáticos pentaatómicos: furano, tiofeno y pirrol. Estructura. Criterios de aromaticidad. Momentos dipolares. Densidad de carga. Reactividad frente a la sustitución electrofílica aromática. Acidez comparativa del pirrol. Principales señales en el IR y HRMN. Principales métodos de síntesis del anillo. Heterociclos aromáticos hexaatómicos: piridina. Estructura. Criterios de aromaticidad. Acidez comparada con el pirrol. Reactividad frente a la sustitución electrofílica aromática. Discusión de la diferencia de los factores que modifican la reactividad. Reactividad frente a la sustitución nucleofílica aromática. Principales reacciones de SNA. Adición electrofílica sobre el nitrógeno, formación de sales de piridonio. Alquilpiridinas, propiedades. N-óxidos de piridina, propiedades y reactividad. Principales métodos de síntesis del anillo piridínico. Breve descripción de las propiedades espectroscópicas. Heterociclos condensados: indol, quinolina e isoquinolina. Estructura. Síntesis. Importancia de estos núcleos en productos con actividad biológica. Heterociclos con dos o más heteroátomos. Breve descripción. Unidad VIII: Alcaloides. Definición. Clasificación. Actividad biológica. Demostración de estructura por métodos químicos y espectroscópicos. Unidad IX Terpenos. Estructura como derivados formales del isopreno. Regla del isopreno de Wallach. Distribución en los productos naturales. Obtención. Monoterpenos, sesquiterpenos y diterpenos. Estructura. Reacciones. Interconversión con introducción de nuevos grupos funcionales. Ejemplos de demostración de estructuras utilizando métodos químicos y espectroscópicos. Unidad X Esteroides. Estructura, propiedades, nomenclatura. Reacciones. Concepto de semisíntesis Principales ejemplos de esteroides con actividad biológica (Hormonas esteroidales, ácidos biliares). Unidad XI: Pigmentos naturales.

4 Carotenoides: estructura. Propiedades espectroscópicas. Su relación con la vitamina A. Flavonoides: estructura. Importancia biológica. Propiedades químicas. Unidad XII: Polímeros. Definición. Clasificación. Polimerización en cadena: mecanismo por radicales libres, aniónico y catiónico. Polímeros lineales y ramificados. Polimerización por etapas; polímeros de condensación. Diferentes tipos. Relación entre estructura y propiedades químicas y mecánicas. Copolímeros. Usos de algunos polímeros de interés industrial. Polímeros con tacticidada, breve descripción. Usos. Resinas epoxi. METODOLOGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE: Las clases serán teóricas, con resolución de ejercicios y problemas tipos. El trabajo se realizará en grupos y luego se hará una puesta en común en el pizarrón. Cuando sea necesario se trabajará con transparencias o powerpoint, especialmente en los temas relacionados con la espectroscopia y los productos naturales. Se realizarán además trabajos de laboratorio. EVALUACION: Esta asignatura tiene carácter teórico, práctico y experimental. Hay tres evaluaciones parciales, la posibilidad de un recuperatorio de dos de ellos. Se podrá promocionar en el caso de sumar 21 entre los tres parciales sin haber desaprobado ninguno de ellos. Realizar la totalidad de las tareas previas a cada uno de los prácticos de laboratorio. Tener aprobadas las asignaturas correlativas. La regularidad en los Trabajos Prácticos se obtiene por el cumplimiento de las siguientes condiciones: 75% de asistencia a las clases teóricas y de resolución de problemas, 75% de asistencia a las clases experimentales de laboratorio, aprobación de las mismas, presentación de los informes correspondientes y aprobación de tres evaluaciones parciales con un puntaje de cuatro (4) puntos como mínimo en cada uno, pudiendo desaprobar dos de ellos. En este caso el alumno deberá rendir un examen final una vez regularizados los Trabajos Prácticos. CRONOGRAMA: T. P Nº 1: Experimentos con Aspirina : Síntesis, purificación y caracterización de Aspirina por PF., IR y TLC. Composición porcentual de las tabletas de aspirina por peso.análisis de Excipientes. T.P. Nº 2: Separación de fenoles, ácidos y bases. Extracción y separación de una mezcla de ácido benzoico, beta-naftol y anilina. T.P. Nº 3: Reacciones de reconocimiento de grupos funcionales. Reacciones de reconocimiento e identificación de alcoholes, fenoles, aldehídos, cetonas, ácidos y amidas. La Reacción de Biginelli: Síntesis de una 3, 4 Dihidropirimidinona

5 T.P. Nº 4: Síntesis de colorantes azoicos: Naranja II. Colorantes derivados del Trifenilmetano: Fenolftaleína- Fluoresceína. T.P. Nº 5: BROMACION DEL COLESTEROL a- Preparacion del 5,6 -dibromocolesterol b- Reaccion de debromacion del 5,6 -dibromocolesterol T.P. Nº 6: POLIMERIZACIÓN a- Por Adición: obtención de Poliestireno b- Por Condensación: síntesis de Nylon 66 por interfacial poli-amidación. c- Encapsulamiento en matrices poliméricas T.P. Nº 7: Recuperatorio de los prácticos anteriores, en caso necesario, para alcanzar la regularidad CRONOGRAMA de Actividades teóricas y resolución de problemas: Unidad I : Unidad II: Unidad III: Unidad IV: Unidad V: Unidad VI: Unidad VII: Unidad VIII: Unidad IX: Unidad X: Unidad X I: Unidad XII: 1 clase 1 clase 2 clase 3 clases. 1 clases 1 clases 3 clases 1 clases Evaluación 1era Unidades I-V Evaluación 2da Evaluación 3ra Unidades VI-VIII Unidades IX-XII BIBLIOGRAFÍA: McMURRY, John: Química Orgánica, Thomson Internacional Editores, 8º Edición, EGE, Seyhan: Química Orgánica, Editorial Reverté, 3ª Edición, MORRISON, Robert T. y BOYD, Robert N.: Química Orgánica, Pearson Education,5ª edición,1998. WINDHOTZ, M.: The Merck Index. Ed. Merck & Co., NY. VOGEL S: Texbook of Practical Organic Chemistry, Longman Inc., 5ª Edición, WADE, L.G: Química Orgánica, Editorial Pearson-Alhambra, 5ª edición 2004.

6 SOLOMONS, T.W. Química Orgánica, Editorial Limusa, VOLLHARDT, Peter C. y SCORE Neil E., Química Orgánica, Editorial Omega, 5ª edición, YURKANIS BRUICE, Paula, Química Orgánica, Editorial Pearson-Addison Wesley. 5ª edición, CAREY Francis A., Química Orgánica, Editorial Mc Graw-Hill, 6ª edición, FOX, Mary Ann y WHITESELL James K., Química Orgánica. Editorial Pearson Education, 2 edición, BEYER Hans y WALTER Wolfgang, Manual de Química Orgánica, Editorial Reverté, GARCÍA CALVO-FLORES, Francisco, Problemas resueltos de Química Orgánica. Editorial Paraninfo, Gabinete de Planeamiento y Desarrollo Educativo GdePlaneamiento@kennedy.edu.ar