CURSO: QUIMICA ORGANICA II TRADUCCION: ORGANIC CHEMISTRY II SIGLA: QIM103A CREDITOS: 10 MODULOS: 04 CARACTER: MINIMO DISCIPLINA: QUIMICA I. DESCRIPCION Curso teorico, dirigido a introducir a los alumnos en el conocimiento de conceptos que permitan estudiar y comprender las propiedades y reactividad de los compuestos organicos. II. OBJETIVOS Generales 1. Adquirir las competencias para analizar y explicar el comportamiento de acidos carboxilicos, compuestos carbonilicos, compuestos heterociclicos, incluyendo moleculas biologicamente importantes tales como carbohidratos, aminas, proteinas, alcaloides, acidos nucleicos, etc. 2. Adquirir y desarrollar habilidades de razonamiento por analogia, en el uso de datos cuantitativos para hacer predicciones cualitativas acerca de estructura y reactividad. 3. Conocer las proyecciones de la quimica organica sobre fenomenos que abarcan desde las ciencias de la vida hasta las ciencias de los materiales. 4. Adquirir y desarrollar habilidades instrumentales y sistemicas, tales como capacidad de analisis y sintesis, resolucion de problemas, capacidad de aplicar los conocimientos a la practica, capacidad de aprender y motivacion de logros, a traves de la aplicacion de tematica propia de la disciplina. Especificos 1. Estudiar y aplicar conceptos basicos como electronegatividad, polaridad de enlace, efectos estericos, resonancia y propiedades acido-base para deducir la reactividad de los grupos funcionales. 2. Estudiar la estructura, enlace quimico y mecanismos de reaccion de compuestos organicos. 3. Estudiar y aplicar transformaciones quimicas de diferentes funciones comunes al dise?o de sintesis de compuestos organicos a traves de estrategias en multipasos. 4. Estudiar y aplicar la espectroscopia (IR yRMN) en la determinacion de estructuras en una secuencia de reacciones. III. CONTENIDOS 1. Introduccion: breve rese?a sobre la reactividad de moleculas organicas. 2. Compuestos aromaticos. 2.1. Estructura, nomenclatura y propiedades fisicas de compuestos aromaticos. 2.2. Fuentes de hidrocarburos aromaticos. 2.3. Aromaticidad. Regla de Huckel. 2.4. Sustitucion electrofilica aromatica (S.E.A.), nitracion, halogenacion, alquilacion y acilacion, sulfonacion del baneceno. 2.5. Efectos de los sustituyentes en la reactividad y orientacion de la S.E.A. 2.6. S.E.A. en hidrocarburos polinucleares condensados: naftaleno, antraceno, fenantreno. 2.7. Reacciones de adicion de los arenos: hidrogenacion, reduccion de Birch, adicion de halogenos. 2.8. Oxidacion de compuestos alquil aromaticos. 2.9. Sustitucion nucleofilica aromatica: mecanismos de sustitucion y eliminacion-adicion. 2.10. Uso de compuestos bencenicos en sintesis. 3. Aldehidos y cetonas. 3.1. Clases de compuestos carbonilicos. 3.2. Naturaleza del grupo carbonilo. 3.3. Reacciones generales de los compuestos carbonilicos. 3.4. Nomenclatura y propiedades fisicas de aldehidos y cetonas. 3.5. Preparacion de aldehidos y cetonas. 3.6. Reacciones de adicion nucleofilica a aldehidos y cetonas. 3.7. Adicion de agua, alcoholes, tioles y HCN. 3.8. Adicion de reactivos de Grignard. 3.9. Reaccion con amoniaco y aminas. Iminas y enaminas. 3.10. Reaccion con hidracina y compuestos relacionados. Bases de Schiff. Reduccion de Wolff-Kishner. 3.11. Reaccion de Wittig. 3.12. Oxidacion y reduccion. 3.13. Reaccion de Cannizzaro. 3.14. Compuestos carbonilicos , -insaturados. Adicion conjugada. 3.15. Quinonas e hidroquinonas. 3.16. Analisis de aldehidos y cetonas. 3.17. Uso de aldehidos y cetonas en sintesis. 4. Acidos carboxilicos y derivados. 4.1. Estructura, nomenclatura y propiedades fisicas de acidos carboxilicos. 4.2. Relaciones estructura-acidez. 4.3. Preparacion de acidos carboxilicos. 4.4. Reduccion de acidos carboxilicos. 4.5. Descarboxilacion. Reaccion de Hunsdieker. 4.6. Nomenclatura de derivados de acidos carboxilicos. 4.7. Reactividad de derivados de acidos carboxilicos. 4.8. Quimica de haluros de acidos, anhidridos, esteres, tioesteres, lactonas, amidas, lactamas y nitrilos. 4.9. Analisis de acidos carboxilicos y derivado. 4.10. Utilidad en sintesis de acidos carboxilicos y derivados. 5. Reacciones de sustitucion alfa en grupos carbonilo. 5.1. Tautomeria ceto-enol. 5.2. Reactividad de los enoles: mecanismo de las reacciones de sustitucion alfa. 5.3. Halogenacion en alfa de cetonas y aldehidos. 5.4. Halogenacion en alfa de acidos carboxilicos: Reaccion de Hell-Volhard-Zelinskii. 5.5. Acidez de atomos de hidrogeno alfa: Formacion de iones enolato. Reactividad de iones enolato: reaccion del haloformo, selenilacion y sintesis de enonas. Alquilacion. 6. Reacciones de condensacion de compuestos carbonilicos. 6.1. Mecanismo general de reacciones de condensacion. 6.2. Condensacion de aldehidos y cetonas. Competencia sustitucion versus condensacion. Condensacion aldolica mixta. Reacciones intramoleculares. Reacciones analogas. 6.3. Reacciones de condensacion de Claisen. Reacciones de condensacion mixtas e intramoleculares. 6.4. Reaccion de adicion a compuestos carbonolicos , -insaturados. Reaccion de Michael. 6.5. Reaccion de enaminas. 6.6. Reacciones de condensacion en sintesis: anelacion de Robinson. 6.7. Uso de reacciones de la condensacion en sintesis. 7. Carbohidratos. 7.1. Estructura y clasificacion. 7.2. Proyecciones de Fischer, Azucares D- y L-. 7.3. Estructura ciclica de la glucosa. Anomeros. Mutarrotacion. Conformacion: proyecciones de Haworth. 7.4. Reacciones de monosacaridos. Acetales, esteres, glicosidos. Reduccion. Oxidacion, Osazonas. 7.5. Sintesis y degradacion de monosacaridos. Sintesis de Kiliani-Fischer. Degradacion de Wohl. 7.6. Prueba de Fischer de la configuracion de la D-(+)-glucosa. 7.7. Disacaridos. Polisacaridos: almidon, celulosa. 7.8. Otros azucares de interes biologico. 8. Aminas. 8.1. Estructura, nomenclatura y propiedades fisicas. 8.2. Relacion estructura-basicidad. 8.3. Preparacion de aminas primarias, secundarias y terciarias y sales de amonio cuaternarias. 8.4. Reacciones de aminas alifaticas y aromaticas. Eliminacion de Hofmann. Reaccion con acido nitroso. 8.5. Sales de tetralquilamonio. Preparacion y usos. 8.6. Analisis de aminas. 8.7. Sintesis de arilaminas. Drogas "sulfas". 8.8. Uso de aminas en sintesis. 9. Aminoacidos. Peptidos y proteinas. 9.1. Estructura de aminoacidos. Punto isoelectrico. 9.2. Sintesis de aminoacidos. Resolucion. 9.3. Peptidos. Estructura. Sintesis. 9.4. Proteinas. Clasificacion. Desnaturalizacion. Enzimas. 9.5. Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteinas. 10. Compuestos heterociclos aromaticos. 10.1. Reacciones de sustitucion electrofilica del furano, tiofeno y pirrol. 10.2. Estructura de la piridina y pirimidina. 10.3. Sustitucion electrofilica y nucleofilica en la piridina. 10.4. Sintesis de heterociclos. 10.5. Heterociclos con anillos fusionados. 10.6. Pirimidina y purina. 10.7. Acidos nucleicos y nucleotidos: DNA. 10.8. Heterociclos de interes biologico. 11. Estrategias de sintesis y caracterizaciones espectrales. 11.1. Desconexiones sinteticas. 11.2. Sintones y equivalentes sinteticos. 11.3. Aplicaciones en sintesis de productos naturales. 11.4. Dise?o y sintesis de algunos farmacos. 11.5. Caracterizaciones espectrales. 11.5.1. Fundamentos de espectrometria infrarroja, interpretacion de espectros y ejercicios. 11.5.2. Fundamentos de espectrometria de RMN. Desplazamientos quimicos. Integracion y acoplamiento de espines en moleculas simples. 11.5.3. Espectros de H y C RMN. 1 13 IV. METODOLOGIA - Clases expositivas. - Resolucion de problemas. - Material de apoyo. V. EVALUACION - Interrogaciones. VI. BIBLIOGRAFIA Ege, S. Organic Chemistry, 4th Ed. Houghton-Mifflin Company, 1999. McMurry, J. Organic Chemistry, 5th Ed. Brooks/Cole, 2000. Wade, L.G. Quimica organica. Mexico, Ed. Prentice-Hall, 1993. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / Enero de 2011