PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: QUIMICA ORGANICA (PARA BIOLOGIA) CARRERAS: Obligatoria para Licenciatura Cs. Biológica

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1 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: QUIMICA ORGANICA (PARA BIOLOGIA) CARRERAS: Obligatoria para Licenciatura Cs. Biológica AREA: Química Orgánica DEPARTAMENTO/ INSTITUTO: DEPARTAMENTO DE QUIMICA FCEyN. CARGA HORARIA TOTAL: 120hs. CARGA HORARIA DE LA FORMACIÓN PRÁCTICA: 45hs. CONTENIDOS MINIMOS: Estudio de los principios de la reactividad orgánica, de la estructura, propiedades físicas, estereoquímicas y reacciones fundamentales de casi todos los grupos funcionales de los compuestos orgánicos, enfatizando especialmente en los compuestos de mayor interés biológico. Los procesos de síntesis se presentaran sin sistematización rigurosa, limitándose la cantidad de material descriptivo. PROGRAMA TEORICO INTRODUCCION: TEMA I: La química orgánica: definición y desarrollo histórico. Fuentes de compuestos orgánicos. Tendencias actuales: teorías y técnicas modernas. Aspectos fundamentales: determinación de la estructura molecular. Síntesis orgánicas. Química orgánica teórica. A) PRINCIPIOS FUNDAMENTALES: TEMA 2: Uniones químicas y fuerzas intermoleculares: Estructura electrónica de los átomos. Energías de ionización. Afinidad electrónica. Polarizabilidad. Enlace iónico Enlace covalente. Teoría de la hibridación de orbitales atómicos. Hibridación sp3, sp2, y sp. Teoría del orbital molecular. Longitud, energía y ángulo de enlace. Polaridad de las uniones. Momento dipolar. Electronegatividad. Estructuras del metano, etano, etino, amoníaco y agua. Conjugación de orbitales. Estructura del benceno y butadieno. Teoría de la resonancia. Energía de resonancia. Longitud del enlace. Generalización a otros sistemas conjugados. Uso de fórmulas electrónicas y reglas de estabilidad. Fuerzas intermoleculares. Momentos dipolares. Interacción dipolo-dipolo. El puente hidrógeno. Fuerzas de Van del Waals. Fuerzas de London. Fuerzas intermoleculares y propiedades físicas de las moléculas. TEMA 3: Ácidos y bases: teorías de Bronsted-Lowry y Lewis. Reacciones entre moléculas covalentes. Ruptura homolítica y heterolítica. Reacciones radicalarias: sustitución, adición, polimerización. Mecanismos polares. Reactivos nucleófilos y electrófilos. Reacciones de sustitución, adición, eliminación y transposición.

2 TEMA 4: Isomería: Isomería, concepto y definición. Isómeros configuracionales y conformacionales. Tipos de isomería configuracional: isomería estructural y esteroisomería. Isomería estructural: definición. Tipos: de cadena, de posición y funcional. Tautómero. Estereoisomería. Definición. Isomería geométrica. Propiedades de los isómeros geométricos. Isomería óptica. Definición. Isomería geométrica. Propiedades de los isómeros geométricos. Isomería óptica. Definición. Molécula quiral y carbono quiral. Fórmulas de proyección de Fischer. Enantiómeros. Actividad óptica y poder rotatorio. Mezclas racémicas. Diasteroisómeros. Compuestos meso. Isómeros Conformacionales. Análisis conformacional de alcanos. Fórmulas de proyección de Newman. B) ESTUDIO DE LAS FUNCIONES Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGANICOS. I-HIDROCARBUROS. TEMA 5: Alcanos: Fórmulas estructurales. Isómeros y confórmeros. Nomenclatura. Propiedades físicas. Fuentes naturales. Reactividad: pirólisis, halogenación, combustión, isomerización. Mecanismos de reacción. TEMA 6: Alquenos: Fórmulas estructurales. Isómeros geométricos. Propiedades físicas. Reactividad del enlace. Reacciones de adición: hidrogenación, agua, halogenuros de hidrógeno. Regla de Markovnikov, excepciones. Mecanismos. Polimerización. Oxidación. Ozonólisis. Dienos y polienos. Estructura y reactividad. Adición 1,2 y 1,4. TEMA 7: Alquinos: Fórmulas estructurales. Propiedades físicas. Reactividad del triple enlace. Reacciones de adición: hidrogenación, halógenos, agua. Polimerización. Oxidación. Propiedades particulares de los alquinos terminales. TEMA 8: Hidrocarburos alicíclicos: Fórmulas estructurales. Anillos con y sin tensión. Teoría de Baeyer y orbitales moleculares. Conformación del ciclohexano. Sustituyentes ecuatoriales y azimutales. Tamaño del ciclo y reactividad. Conformación y reactividad. TEMA 9: Hidrocarburos aromáticos: Definición. Tipos. Estructura electrónica del benceno. Energía de resonancia. Modelo del orbital molecular. Propiedades físicas. Reactividad. Reacciones de sustitución electrofílicas. Mecanismos. Influencia del anillo sobre la reactividad de los sustituyentes. Propiedades activadoras y desactivadoras de los sustituyentes. II-COMPUESTOS ORGANICOS CON ENLACE CARBONO-HALOGENO. TEMA 10: Halogenuros de alquilo y arilo. Clasificación. Propiedades físicas. Reactividad del enlace carbono-halógeno. Influencia de la naturaleza del halógeno. Influencia de la naturaleza del grupo hidrocarburo al que está unido. Mecanismos de las reacciones de sustitución SN1 y SN2. Mecanismo de las reacciones de eliminación E1 y E2. Competencia

3 eliminación-sustitución. Formación de compuestos organometálicos. Sustitución nucleofílica. III- COMPUESTOS ORGÁNICOS CON ENLACE SIMPLE CARBONO-OXIGENO Y CARBONO- AZUFRE. TEMA 11: Alcoholes y tioles. Clasificación. Propiedades físicas. Reactividad. a) Clivaje de la unión O-H: reacción con metales activos, esterificación, eterificación. Clivaje de la unión C-OH: Deshidratación, reacción con halogenuros de hidrógeno. Oxidación. Diferenciación de alcoholes. Tioles. Reactividad relativa de alcoholes y tioles. TEMA 12: Fenoles. Clasificación. Propiedades físicas. Reactividad. Clivaje de la unión O-H: labilidad del hidrógeno funcional, esterificación, eterificación. Dificultad del clivaje de la unión C- OH. Reactividad del anillo bencénico. Sustitución electrofílica. TEMA 13: Éteres y tioéteres. Clasificación. Propiedades físicas. Reactividad: formación de sales de oxonio. Oxidación. Formación de peróxidos. Propiedades comparadas de los tioéteres. Éteres cíclicos. Función epoxi. Propiedades generales. IV-COMPUESTOS ORGANICOS CON ENLACE DOBLE CARBONO-OXIGENO TEMA 14: El grupo funcional carbonilo. Estructura de aldehídos y cetonas. Propiedades físicas. Reactividad. a) Propiedades comunes de aldehídos y cetonas: Reacciones de adición nucleofílica (agua, hidrógeno, organometálicos, cianuro de sodio, bisulfito de sodio, alquinos terminales). Reacciones de condensación con pérdida de hidrógeno (acetalización, formación de derivados nitrogenados). Movilidad de los átomos de hidrógeno en posición alfa (equilibrio ceto-enol, halogenación, condensación aldólica). b) Propiedades diferenciales de aldehídos y cetonas (oxidación, reacción del haloformo, reacción de Cannizzaro). Aldehídos aromáticos. Cetonas aromáticas. TEMA 15: El grupo funcional carboxilo. Estructura del grupo carboxilo. Ácidos carboxílicos y funciones derivadas: cloruros de ácido, anhídridos, ésteres, amidas. Propiedades físicas comparadas. Reactividad del grupo carboxilo: acidez, reemplazo del grupo hidroxilo. Mecanismo de reacción. Reacciones del grupo carbonilo: sustitución en el carbono alfa, eliminación del grupo carboxilo. Reactividad comparada de los derivados de ácido. Empleo como agentes acilantes. Ácidos aromáticos. Efecto del núcleo sobre el grupo carboxilo. V-COMPUESTOS ORGANICOS CON ENLACE CARBONO-NITROGENO. TEMA 16: Aminas. Estructura del grupo amino. Clasificación. Propiedades físicas. Reactividad. a) Propiedades comunes a todas las aminas: basicidad, comportamiento frente a un carbono electrofílico. b) Reacciones propias de las aminas primarias y secundarias: reacciones del enlace N-H (metales alcalinos, cloruros de ácido). c) Reacciones exclusivas de aminas primarias: diazotación, mecanismo, estabilidad de las sales de diazonio, copulación, factores de reactividad. Diferenciación de aminas primarias,

4 secundarias y terciarias. Reacciones del anillo bencénico. Nitrilos. generales. Propiedades VI-ESPECTROSCOPIA. TEMA 17: Métodos espectroscópicos en Química Orgánica. Espectroscopia ultravioleta y visible. Espectroscopia infrarroja. Espectroscopia de Resonancia Magnético Nuclear de Protón. C) QUIMICA ORGANICA DE LOS COMPUESTOS BIOLOGICOS: I-CARBOHIDRATOS: TEMA 18: Carbohidratos. Nomenclatura y clasificación. Aldosas: constitución. Convención para representar los carbohidratos. Proyecciones de Fischer y Haworth. Asignación de configuraciones: estereoisómeros, anómeros, mutarrotación. Configuración del carbono anomérico. Cetosas. Reactividad de monosacáridos: reducción, oxidación, reordenamiento, deshidratación, reacciones de adición al grupo carbonilo. Formación de glicósidos. Condensación aldólica. Reacciones del grupo alcohólico. Oxidación con peryodato. Oligosacáridos: reductores y no reductores. Polisacáridos. Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa. Heteropolisacáridos: inulina, agar, aminoazúcares. II-AMINOACIDOS Y PROTEINAS. TEMA 19: Aminoácidos. Clasificación. Propiedades iónicas. Influencia de los grupos cercanos. Reacciones generales. Síntesis peptídica. Composición. Secuencia. Conformación. N terminal y C terminal. Determinación de secuencia. Criterios de clasificación de proteínas. Aislamiento y caracterización de proteínas. III-LIPIDOS. TEMA 20: Lípidos. Clasificación. Ácidos grasos. Estructura y propiedades físicas. Reactividad: el grupo carboxilo. La cadena alquílica saturada y no saturada. Métodos de caracterización: n de saponificación, índice de iodo. Oxidación con KMnO4. Ozonólisis y reducción. Acilglicéridos: triglicéridos. Ceras. Fosfolípidos. Esfingolípidos. Glicolípidos. Terpenos. Esteroides. Carotenos y carotenoides. IV-PURINAS, PIRIMIDINAS, NUCLEOSIDOS, NUCLEOTIDOS Y ACIDOS NUCLEICOS. TEMA 21: Ácidos nucleicos. Generalidades. Purinas y pirimidinas. Estructura de los anillos. Nucleósidos de adenina. Otros nucleósidos. Polinucleótidos y ácidos nucleicos. Estructura de los ácidos nucleicos. BIBLIOGRAFIA: Química Orgánica. John Mac Murry. 8va Edición, Grupo Editorial Iberoamérica Química Orgánica. Carey F and Giuliano R. 9 na Edición, McGraw-Hill Química Orgánica. L.G. Wade, Jr. 5t a Edición, Prentice-Hall 2013 *Fernández Cirelli y M.E. Deluca.. Aprendiendo Química Orgánica. Eudeba. Edición 2010.

5 LIBROS DE CONSULTA: *Morrison, R.T y Boyd, R.N. Química Orgánica. (5ta edición).pearson. Addison Wesley Iberoamericana *Solomons, T.W. Graham. Fundamental of Organic Chemistry (5ta edition). México. Limusa TRABAJOS PRACTICOS DE AULA (SEMINARIOS) 1.- Nomenclatura. 2.- Uniones químicas. 3.- Isomería. 4.- Hidrocarburos alifáticos. 5.- Hidrocarburos aromáticos. 6.- Halogenuros de alquilo y arilo. 7.- Alcoholes y fenoles. 8.- Aldehídos y cetonas. 9.- Ácidos carboxílicos, aminas aromáticas y alifáticas. 10.-Hidratos de Carbono. 11.-Lípidos. 12.-Aminoácidos y proteínas. TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO 1.- Obtención de etino. Propiedades químicas. 2.- Cromatografía en placa delgada y papel. Separaciones de pigmentos de hojas(tlc). Separación de colorantes (Partición) 3.- Reacciones de caracterización de alcoholes y fenoles. 4.- Reacciones de caracterización de aldehídos y cetonas. 5.-Aminoácidos y proteínas. Reacciones generales. Separación de proteínas por electroforesis 6.-Hidratos de Carbono. Reacciones de caracterización. Monosacáridos. Disacáridos. Almidón: hidrólisis Ácida. 7.- Lípidos. BIBLIOGRAFIA PARA TRABAJOS PRACTICOS: *Vogel Arthur. Textbook of practical organic chemistry. (5ta Edition). John Wiley and Sons. New York. Longman *Galagovsky L.G. Química Orgánica: Fundamentos teórico-prácticos del laboratorio. (5ta edición) Eudeba.2013 *Todd David. Experimental organic chemistry. Englewood Cliffs: Prentice Hall *Adams Roger. Laboratory experiments in organic chemistry. 7ª Ed. New York. Mac Millan *Brieger Gottfried. Química Orgánica Moderna: curso práctico de laboratorio. New York: Harpe y Row *Williams Arthur. Introduction to laboratory chemistry organic and biochemistry. 2ª Ed. Philippines: Adison-Wesley

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