IDENTIFICACION
CURSO : Quimica Supramolecular
TRADUCCION : Supramolecular Chemistry
SIGLA : QPG3389
CRÉDITOS : 10 UC
MÓDULOS : 2
REQUISITOS : Sin Requisitos
RESTRICCIONES : Nivel de doctorado
CARACTER : Optativo
TIPO : Teorico-practico
CALIFICACION : Estandar (calificacion de 1.0 a 7.0)
PALABRAS CLAVE : Complejo Huesped-Anfitrion; Reactividad Supramolecular; Fuerzas Intermoleculares
NIVEL FORMATIVO : Doctorado
I. DESCRIPCIÓN DEL CURSO
Este curso comprende temas relacionados con conceptos fundamentales de Quimica Supramolecular enfocados principalmente a los complejos huesped-anfitrion, y sus potenciales aplicaciones a problemas de interes quimico actuales. Parte importante del contenido del curso se dedicara a la termodinamica y cinetica de complejos de inclusion del tipo huesped-anfitrion con enfasis en los sistemas macrociclicos. El curso considera una revision de los principales modelos teoricos de asociacion e interacciones supramoleculares, e incluye metodologias experimentales y computacionales de calorimetria de titulacion isotermica, RMN, espectroscopia de absorcion, fluorescencia y masas, docking y dinamica molecular, entre otras para un mejor entendimiento de los procesos de asociacion y disociacion de diversos sistemas supramoleculares.
II. RESULTADOS DE APRENDIZAJE
- Comprender los conceptos fundamentales acerca del reconocimiento molecular y las fuerzas intra e intermoleculares que estan involucradas en las interacciones supramoleculares.
- Comprender las diferencias fundamentales entre los distintos sistemas macrociclicos y sus complejos de inclusion, y las diversas aplicaciones de estos sistemas.
- Analizar los distintos modelos de asociacion con diversas estequiometrias desde el punto de vista termodinamico y del equilibrio quimico.
- Analizar los distintos modelos cineticos de asociacion y disociacion de los sistemas supramoleculares.
- Analizar la influencia de los complejos de inclusion en reacciones comunes en quimica organica.
- Analizar las tecnicas computacionales para describir las interacciones supramoleculares en sistemas macrociclicos.
- Evaluar y discutir resultados teorico-practicos de diversas tecnicas en sistemas supramoleculares.
III. CONTENIDOS
Unidad 1: SISTEMAS SUPRAMOLECULARES (1/15 semanas)
Origen de la Quimica Supramolecular y conceptos bio-inspirados. Reconocimiento molecular, complejos huesped-anfitrion (ligando-receptor), interacciones debiles y concepto de reversibilidad intrinseca de los sistemas supramoleculares.
Unidad 2: SISTEMAS MACROCICLICOS Y COMPLEJOS HUESPED-ANFITRION (1/15 semanas)
Clasificacion y propiedades de las familias de macrociclos mas relevantes: ciclodextrinas, calixarenos, pilararenos, cucurbiturilos y compuestos relacionados.
Unidad 3: EQUILIBRIO QUIMICO EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION (2/15 semanas)
Determinacion de constantes de asociacion en sistemas supramoleculares. Ecuacion de Benesi-Hildebrand, grafico de Job, analisis numerico y resolucion de ecuaciones de segundo y tercer grado. Tecnicas de ITC, RMN y fluorescencia.
Unidad 4: EQUILIBRIO ACIDO-BASE EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION (1/15 semanas)
Analisis de la determinacion del pKa de diversos compuestos organicos en sistemas supramoleculares mediante titulacion acido-base utilizando diversas tecnicas espectroscopicas.
Unidad 5: CINETICA QUIMICA EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION (1/15 semanas)
Desarrollo de modelos cineticos para el estudio de reacciones organicas (solvolisis, isomerizacion, sustitucion nucleofilica, etc) en sistemas huesped-anfitrion con diversas estequiometrias.
Unidad 6: MECANISMOS DE REACCION EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION. (2/15 semanas)
Tipos de mecanismos de reacciones organicas. Control de reactividad y selectividad en sistemas supramoleculares.
Unidad 7: INTERACCIONES MOLECULARES EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION. (1/15 semanas)
Fuerzas entre moleculas. Clasificacion de interacciones moleculares en sistemas huesped-anfitrion.
Unidad 8: MODELAMIENTO MOLECULAR EN SISTEMAS HUESPED-ANFITRION. (1/15 semanas)
Conceptos generales de modelamiento molecular. Tecnicas que utilizan mecanica clasica para determinar energias de union y parametros termodinamicos.
Unidad 9: APLICACION DE METODOS COMPUTACIONALES A SISTEMAS HUESPED-ANFITRION (2/15 semanas)
Tecnicas de simulacion molecular como herramienta predictiva o explicativa de datos experimentales.
Unidad 10: TRABAJOS TEORICO-PRACTICOS Y SEMINARIOS. (3/15 semanas)
Variadas tecnicas (ITC, absorcion molecular, fluorescencia, RMN, computacionales, etc).
IV. ESTRATEGIAS METODOLOGICAS
Las estrategias de ensen?anza-aprendizaje desarrolladas en la asignatura son las siguientes:
- Clases expositivas y lecturas complementarias
- Tareas de resolucion de problemas
- Seminario de un paper de los temas abordados en el curso
- Practicos de laboratorio y computacional, e Informes
V. ESTRATEGIAS EVALUATIVAS
? Seminario : 40%
? Tareas (3) : 30% (10% c/u)
? Informe-Practico (3) : 30% (10% c/u)
VI. BIBLIOGRAFIA
? Steed, Jonathan W.; Atwood, J. L., Supramolecular chemistry, 2009.
? Yu Liu, Handbook of Macrocyclic Supramolecular Chemistry, Springer, 2020.
? Gareth Lloyd, Reactivity in Confined Spaces, 1? ed., 2021.
? Adrien Albert; E P Serjeant, The Determination of Ionization Constants: A Laboratory Manual, 1984.
? Alain Hinchliffe, Molecular modelling for beginners, Wiley, 2? ed., 2008.
