Universidad Nacional Autónoma de México

Licenciatura en Química - Química Orgánica I (Tercer Semestre)

CONTENIDO
1. EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA ORGÁNICA.
1.1 Definición de la Química Orgánica.
1.2 Principales etapas en la evolución de la Química Orgánica.
1.3 Importancia de la Química Orgánica en la actualidad. Perspectivas de la Química Orgánica.
1.4 Teoría estructural de Kekulé. Fórmulas moleculares. Grupos funcionales principales. Isomería. Isómeros funcionales. Isómeros de posición. Carbono tetrahedral.
1.5 Revisión de métodos espectroscópicos.

2. ALCANOS Y CICLOALCANOS.
2.1 Fuentes naturales.
2.2 Estructura. Recordatorio hibridación sp3.
2.3 Nomenclatura.
2.4 Propiedades físicas.
2.5 Propiedades químicas. Reacción de halogenación de alcanos. Mecanismo de halogenación por radicales libres. Teorías para explicar las velocidades de las reacciones orgánicas.
2.6 Obtención de alcanos y cicloalcanos. Teoría para explicar la estabilidad de los cicloalcanos. Isomería geométrica en cicloalcanos sustituidos.
2.7 Combustión de alcanos, índice de octano y de cetano.
2.8 Propiedades espectroscópicas: IR, RMN-1H y espectrometría de masas.

3. ESTEREOQUÍMICA.
3.1 Importancia de la estereoquímica.
3.2 Representación tridimensional de las moléculas en un plano. Proyección de cuña. Proyección de Fischer. Proyección de Newman. Proyección de Caballete.
3.3 Clasificación de los estereoisómeros. Isómeros geométricos: Alquenos, Ciclícos, Nomenclatura cis-trans, E-Z, reglas de prioridad de Cahn, Ingold y Prelog. Isómeros ópticos: Moléculas asimétricas o quirales. Carbono asimétrico y quiralidad. Centro estereogénico. Regla de secuencia de Cahn, Ingold y Prelog. Nomenclatura R-S. Enantiómeros y diastereoisómeros. Asimetría molecular. Actividad óptica y rotación específica. Nomenclatura (d), (l), (+), (-). Familias D y L en gliceraldehídos. Nomenclatura eritro y treo.
3.4 Análisis conformacional. De compuestos de cadena abierta: Formas eclipsadas y alternadas (sinclinal y antiperiplanar). Diagrama de energía. De ciclohexano. Formas de silla, bote e intermedias. Sustituyentes axiales, ecuatoriales, α (alfa) y β (beta). Interconversión de confórmeros y cambios de energía. Compuestos bicíclicos (decalinas).

4. ALQUENOS.
4.1 Nomenclatura de alquenos y cicloalquenos.
4.2 Estructura de los alquenos. Recordatorio de hibridación sp2 y uniones σ y π. Estereoisomerismo en los alquenos: nomenclatura cis-trans y E-Z.
4.3 Propiedades físicas de los alquenos, relación con la estructura.
4.4 Calores de hidrogenación. Estabilidad termodinámica
4.5 Síntesis de alquenos: Deshidratación de alcoholes. Carbocationes. Estabilidad de carbocationes. Transposiciones de los carbocationes. Facilidad de deshidratación. Deshidrohalogenación de halogenuros de alquilo. Regla de Saytzeff. Reducción de alquinos, obtención de alquenos cis y de alquenos trans.
4.6 Propiedades químicas de alquenos. Reacciones de adición al doble enlace. Hidrogenación catalítica. Adición de halógenos. Adición de halogenuros de hidrógeno: adición Markownikoff y anti-Markownikoff. Adición de agua: hidratación. Formación de halohidrinas. Oximercuración-desmercuración. Hidroboración-oxidación. Dimerización y polimerización. Hidroxilación: glicoles. Halogenación alílica. Ruptura del doble enlace. Adición de ozono y ozonólisis. Oxidación con permanganato de potasio.
4.7 Análisis de alquenos: identificación y caracterización por métodos químicos y físicos. Propiedades espectroscópicas: IR, RMN-1H y espectrometría de masas.

5. ALQUINOS.
5.1 Nomenclatura de alquinos.
5.2 Estructura, recordatorio de hibridación sp.
5.3 Propiedades físicas.
5.4 Acetileno: preparación y usos.
5.5 Acidez de los hidrógenos de los alquinos terminales.
5.6 Síntesis de alquinos. Eliminación de dihalogenuros de alquilo. Alquilación de acetiluros metálicos.
5.7 Propiedades químicas. Hidrogenación catalítica. Reducción con metales. Adición de halógenos. Adición de halogenuros de hidrógeno. Adición de agua. Reacciones como carbaniones. Ozonólisis.
5.8 Análisis y caracterización de alquinos. Propiedades espectroscópicas: IR, RMN-1H y espectrometría de masas.

6. DIENOS.
6.1 Nomenclatura de los dienos.
6.2 Propiedades físicas.
6.3 Dienos conjugados, estructura, estabilidad y recordatorio de conjugación y resonancia.
6.4 Propiedades químicas de los dienos conjugados: Adición electrofílica: 1,2 vs 1,4; producto cinético contra producto termodinámico.
6.5 Reacción de Diels-Alder.
6.6 Polimerización de dienos. Caucho natural y sintético.
6.7 Terpenos, regla del isopreno.
6.8 Análisis y caracterización de dienos. Propiedades espectroscópicas: UV,IR, RMN-1H y espectrometría de masas.

BIBLIOGRAFÍA
1. Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Addison Wesley Longman de México, S.A. de C.V., 1998.
2. Wade, L. G. Jr., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. de C.V., 1993.
3. McMurry, J., Química Orgánica, México, 5ª. Edición, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V., 2001.
4. Fox, M. A. y Whitesell, J. K., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Pearson Educación, 2000.
5. Carey, F. A., Química Orgánica, 3ª. México, Edición, Ed. McGraw-Hill, 1999.

EVALUACIÓN
60 % la parte teórica, evaluada a través de 3 exámenes parciales y resolución de series de problemas.
40 % la parte experimental, evaluada a través de los resultados obtenidos en el laboratorio,
exámenes semanales e informe semanal.

Licenciatura en Química - Química Orgánica II (Cuarto Semestre)

CONTENIDO
1. COMPUESTOS AROMÁTICOS.
1.1. Introducción.
1.2. El enigma del benceno. Estructuras de Dewar y de Kekulé. Estabilidad del benceno comparada con el 1,3,5-ciclohexatrieno. Calores de hidrogenación y de combustión. Teorías modernas de la estructura del benceno. Aplicación de la teoría de la resonancia. Aplicación de la teoría de los orbitales moleculares. Aromaticidad
1.3. Nomenclatura de los derivados del benceno.
1.4. Fuentes naturales de compuestos aromáticos.
1.5. Síntesis del benceno. Trimerización del acetileno.
1.6. Reacciones químicas del benceno. SEA: evidencias del mecanismo. Nitración. Sulfonación. Halogenación. Alquilación y acilación de Friedel y Crafts. Protonación: desulfonación. Teoría de la reactividad en la SEA. Efectos de los sustituyentes: reactividad y orientación en la SEA. Sustitución electrofílica aromática en bencenos monosustituidos. Sustitución electrofílica aromática en bencenos disustituidos.
1.7. Teoría de la orientación: efecto inductivo y de resonancia. Grupos orientadores meta. Grupos orientadores orto y para.
1.8. Arenos, reacciones en la cadena lateral. Halogenación de alquilbencenos. Oxidación. Alquenilbencenos. Adición de halogenuros de hidrógeno sin peróxidos. Adición de halogenuros de hidrógeno con peróxidos. Aplicación en síntesis de la SEA y de las reacciones en la cadena lateral de los arenos.
1.9. Análisis y caracterización de derivados del benceno. Propiedades espectroscópicas: UV, IR, RMN-1H y espectrometría de masas.
ESTUDIO DE LAS REACCIONES ORGÁNICAS.
1.10.Introducción. Definiciones: Reactivos. Sustrato o materia prima. Intermediario. Subproducto. Productos principal y secundarioS.
1.11.Especies reactivas (carbocationes, carbaniones, radicales libres, carbenos, etc.). Convención de flechas.
1.12.Clasificación por: balance de materia. Reactivo involucrado. Mecanismo de reacción: Sustitución nucleofílica en carbono sp3. Sustitución nucleofílica en carbono sp2. Sustitución electrofílica. (Compuestos aromáticos). Sustitución nucleofílica aromática (adición-eliminación). Oxidaciones y reducciones.
1.13.Mecanismos, energía de reacción, cambios de energía en las reacciones endo y exotérmicas. Reacciones intra e intermoleculares y los cambios de entropía. Factores que influyen en la velocidad de reacción. Velocidades de reacción y teoría del estado de transición, diagrama de energía libre. Reacción de un solo paso y de dos pasos. Termodinámica y cinética de las reacciones orgánicas. Producto controlado cinéticamente y producto controlado termodinámicamente. Alteraciones de la velocidad de reacción por variación en la estabilidad de reactivos y estados de transición.

2. HALOGENUROS DE ARILO.
2.1. Estructura y nomenclatura de los halogenuros de arilo.
2.2. Propiedades físicas de los halogenuros de arilo.
2.3. Síntesis de halogenuros de arilo. Halogenación directa del anillo aromático con cloro, bromo y yodo. Métodos especiales a partir de sales de diazonio.
2.4. Propiedades químicas de los halogenuros de arilo.
2.5. Sustitución nucleofílica aromática: Desplazamiento bimolecular SNA (mecanismo de adición-eliminación, intermediarios de Meisenheimer). Mecanismo de eliminación-adición, intermediario bencino.
2.6. Análisis de los halogenuros de arilo. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA EN CARBONO SATURADO, USOS DE LA SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA EN CARBONO SATURADO Y ELIMINACIÓN.
2.7. Sustitución nucleofílica en carbono saturado, reacción general. Importancia de la reacción de sustitución nucleofílica. Sustratos que experimentan la reacción de sustitución nucleofílica. Nomenclatura (halogenuros de alquilo, alcoholes, ésteres sulfónicos, etc.). Clasificación. Propiedades y usos de los términos más importantes.
2.8. Mecanismos SN1 y SN2: Diagrama de energía. Cambios energéticos. Especies involucradas. Estereoquímica de la reacción. Nucleófilos y grupos salientes. Características e influencia sobre la velocidad de reacción. Influencia de disolventes (próticos y apróticos), temperatura, concentración, etc., sobre la velocidad y mecanismo de reacción. Variaciones estructurales del sustrato en el carbono que sufre la sustitución: sustitución contra eliminación y transposición. Interconversión de grupos funcionales y alargamiento de cadenas carbonadas.
2.9. Formación del enlace C-O. Nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas y usos de los términos más importantes: Alcoholes. Éteres. Ésteres.
2.10.Formación del enlace C-Z. (Z=X, S, N, P). Nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas y usos de los términos más importantes: Halogenuros de alquilo. Tioéteres. Aminas. Sales de fosfonio.
2.11.Formación del enlace C-C. Nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas y usos de los términos más importantes: Alcanos (cupratos). Nitrilos. Alquinos. Productos de alquilación de enolatos.
2.12.Introducción: importancia de la reacción de eliminación. Mecanismo E1 y E2. Dirección de la eliminación: Reglas de Saytzeff y de Hofmann.
2.13.Eliminación contra sustitución. Formación de alquenos y alquinos.

3. HALOGENUROS DE ALQUILO.
3.1. Importancia y utilidad de los halogenuros de alquilo.
3.2. Estructura y nomenclatura de halogenuros de alquilo.
3.3. Propiedades físicas.
3.4. Síntesis de halogenuros de alquilo. Métodos industriales: Derivados clorados y bromados. Derivados fluorados. A partir de alcoholes. Facilidad de sustitución del grupo hidroxilo. Con halogenuros de hidrógeno, halogenuros de fósforo, cloruro de tionilo y trifenilfosfina con halógenos. Halogenación de hidrocarburos. Halogenación de alcanos. Halogenación de alquenos y alquinos. Halogenación alílica de alquenos. Halogenación de la cadena lateral de los arenos. Usando cloruro de sulfurilo y peróxidos. Adición de halogenuros de hidrógeno a alquenos en presencia o ausencia de peróxidos. Obtención de yoduros de alquilo a partir de cloruros o bromuros de alquilo: intercambio de halógeno (reacción de Finkelstein). Métodos especiales para fluoruros de alquilo. Freones.
3.5. Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN). Molecularidad de las reacciones de SN. Cinética de las reacciones de SN en carbono saturado. Estereoquímica y mecanismo de la reacción SN2. Estereoquímica y mecanismo de la reacción SN1. Factores que afectan las velocidades de las reacciones SN1 y SN2: Estructura del carbono que contiene el grupo saliente. Concentración y reactividad del nucleófilo. Naturaleza del grupo saliente. Polaridad y naturaleza del disolvente. SN1 vs SN2. Participación de los grupos vecinos en la SN.
3.6. Reacciones de eliminación. Reacción E1: Mecanismo y estereoquímica. Reacción E2: Mecanismo y estereoquímica. Eliminación contra sustitución.
3.7. Análisis de halogenuros de alquilo. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.REACCIONES DE SUSTITUCIÓN EN COMPUESTOS AROMÁTICOS.
3.8. Introducción: importancia de las reacciones de sustitución de compuestos aromáticos.
3.9. Reacciones de Sustitución Electrofílica Aromática (SEA). Mecanismo general. Grupos activantes y desactivantes. Diagramas de energía. Efecto orientador de los sustituyentes. Primera, segunda y tercera sustitución. Principales reacciones de sustitución electrofílica aromática (SEA).
3.10.Reacciones de sustitución con sales de bencéndiazonio.
3.11.Reacciones de Sustitución Nucleofílica Aromática (SNA).

4. ALCOHOLES.
4.1. Estructura de los alcoholes. Clasificación.
4.2. Nomenclatura de los alcoholes.
4.3. Propiedades físicas.
4.4. Puente de hidrógeno, puntos de ebullición y solubilidad en agua.
4.5. Preparación de alcoholes. Métodos industriales para obtener: Metanol, Etanol, Isopropanol, Ciclohexanol. Alcoholes a partir de ácidos grasos. Métodos generales para sintetizar alcoholes. A partir de alquenos: Hidratación, mecanismo de reacción. Oximercuración – desmercuración, mecanismo de reacción. Hidroboración - oxidación, mecanismo de reacción. Empleando la reacción de Grignard. Métodos de reducción: de aldehídos y cetonas, de ácidos carboxílicos, de ésteres.
4.6. Reacciones de alcoholes. Formación de sales.
4.7. Formación de éteres. Síntesis de Williamson, mecanismo de reacción.
4.8. Formación de ésteres con ácidos carboxílicos, con ácidos sulfónicos y ácidos inorgánicos, mecanismo de reacción. Reacción de los alcoholes con ácidos halogenados. Diferencias en la reactividad de alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Reacciones de sustitución vs. eliminación. Reacción de deshidratación de los alcoholes, mecanismo de reacción. Reacción de los alcoholes con halogenuros de fósforo y con cloruro de tionilo. Reacciones de oxidación de alcoholes. Jones. Collins. Otros agentes oxidantes. Síntesis de compuestos orgánicos usando alcoholes como materias primas. Caracterización de alcoholes (reacción de Lucas y reacciones de oxidación).
4.9. Análisis de los alcoholes. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN.
4.10.Determinación del número de oxidación.
4.11.Agentes reductores y agentes oxidantes.
4.12.Balanceo de ecuaciones redox en química orgánica.
4.13.Reacciones de oxidación. Oxidación de alcoholes: Oxidación a aldehídos y cetonas. Oxidación a ácidos carboxílicos. Ruptura oxidativa de glicoles. Oxidación biológica del etanol.
4.14.Reacciones de reducción. Reducción de aldehídos y cetonas. Reducción con hidruros metálicos a los alcoholes correspondientes. Reducción de ésteres. Reducción con hidruros metálicos a los alcoholes correspondientes. Reducción de nitrilos. Reducción con hidruros metálicos a aminas primarias. Reducción con hidruros metálicos a aldehídos.

5. FENOLES.
5.1. Estructura de los fenoles. Diferencia con los alcoholes.
5.2. Nomenclatura de fenoles.
5.3. Propiedades físicas de los fenoles.
5.4. Métodos generales para preparar fenoles. Sustitución nucleofílica aromática. Fusión de sulfonatos. A través del hidroperóxido de cumeno, procesos Dow y Raschig. Hidrólisis de sales de diazonio.
5.5. Reacciones de los fenoles: Formación de sales. Diferencia en la acidez de alcoholes y fenoles. Estructura y acidez en fenoles. Formación de éteres. Síntesis de Williamson. Formación de ésteres. Diferencia con alcoholes. Reacción de SEA. Reacciones de SEA con electrófilos débiles: Transposición de Fries, Reacción de Kolbe-Schmitt, Reacción de Reimer-Tiemann. Resinas fenol-formaldehído. Síntesis de compuestos orgánicos usando fenoles como materias primas.
5.6. Análisis de los fenoles. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
REACCIONES DE RADICALES LIBRES.
5.7. Estructura de los radicales libres. Estabilidad y reactividad de los radicales.
5.8. Mecanismo de reacción básico por el que reaccionan los radicales libres. Halogenación de alcanos.
5.9. Adición de ácido bromhídrico a alquenos, en presencia de iniciadores de radicales libres. Adición anti- Markownikoff.
5.10. Reacción de sustitución de H por X en la posición alílica.
5.11. Reacciones por radicales libres intramoleculares.

6. ÉTERES Y EPÓXIDOS.
6.1. Éteres: Estructura. Nomenclatura. Propiedades físicas. Éter etílico. Propiedades y usos. Métodos para su preparación. Métodos generales para preparar éteres: Deshidratación de alcoholes, mecanismo de reacción. Síntesis de Williamson, mecanismo de reacción. Limitaciones. Solvomercuración-desmercuración. Reacciones de los éteres: Reacción con hidrácidos.
6.2. Epóxidos: Estructura. Nomenclatura. Propiedades físicas. Preparación de óxido de etileno y propileno. Métodos generales para preparar epóxidos.
6.3. Reacciones de los epóxidos. Aplicaciones.
6.4. Análisis de los éteres y epóxidos. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
QUÍMICA DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS Y GRUPOS RELACIONADOS. REACCIONES DE ADICIÓN NUCLEOFÍLICA Y DE ADICIÓN-ELIMINACIÓN.
6.5. Introducción.
6.6. Importancia de la reacción de adición nucleofílica a grupos carbonilo.
6.7. El grupo carbonilo: Orbitales atómicos y moleculares. Estructuras deresonancia, polaridad, reactividad hacia los nucleófilos, efecto estérico y electrónico de los sustituyentes que modifican la reactividad y la estereoquímica involucrada. Estudio y mecanismos generales de las reacciones de los grupos carbonilo y grupos análogos: adición y adición -eliminación.
6.8. Aldehídos y cetonas más comunes: propiedades físicas y espectroscópicas, usos.
6.9. Reacciones de adición nucleofílica: reacción con agua, alcoholes y tioles.Reacción con carbaniones: nitrilos, acetiluros, reactivo de Grignard.Adición de hidruros. Reacción de Cannizzaro.
6.10. Reacciones de adición-eliminación: reacción con amoniaco y aminas.Reacción con hidrazina y compuestos relacionados. Condensación aldólica y reacciones relacionadas. Reacción de Wittig.
6.11. Importancia de las reacciones de los enolatos y carbaniones: acidez de los hidrógenos en los carbonos α. Alquilación del éster malónico. Alquilación del éster acetoacético. Alquilación y acilación de enaminas. Condensaciones aldólicas y reacciones relacionadas. Condensación de ésteres. Adición-1,4 (Michael) a compuestos carbonílicos α,β-insaturados. Usos de los enolatos y carbaniones en la formación de algunos grupos funcionales.
6.12. Reacciones de Adición-eliminación. Introducción. Importancia de la reacción. Reacción general. Ácidos carboxílicos y derivados más comunes: nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas, usos.
6.13. Derivados de ácidos carboxílicos. Formación. Reacción con: Alcoholes. Agua. Tioles. Hidruros. Carbaniones. Reacción de Claisen. Fragmentación de compuestos dicarbonílicos, descarboxilación.
6.14. Sustitución nucleofílica en derivados del ácido sulfúrico y fosfórico.

BIBLIOGRAFÍA
1. Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Addison Wesley Longman de México, S.A. de C.V., 1998.
2. Wade, L. G. Jr., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. de C.V., 1993.
3. McMurry, J., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V., 2001.
4. Fox, M. A. y Whitesell, J.K., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Pearson Educación, 2000.
5. Carey, F. A., Química Orgánica, 3ª. Edición, México, Ed. McGraw-Hill, 1999.

EVALUACIÓN
65% la parte teórica, evaluada a través de 3 exámenes parciales y resolución de series de problemas.
35% la parte experimental, evaluada a través de los resultados obtenidos en el laboratorio,
exámenes semanales e informe semanal.

Licenciatura en Química - Química Orgánica IV (Sexto Semestre)

CONTENIDO
1. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.
1.1. Ácidos carboxílicos. Características del grupo carboxilo.
1.2. Nomenclatura de los ácidos carboxílicos
1.3. Propiedades físicas de los ácidos carboxílicos. Acidez, pKa
1.4. Métodos de obtención de ácidos carboxílicos: oxidación de alcoholes primarios y aldehídos. Hidrólisis de nitrilos. Síntesis de Grignard. Síntesis malónica.
1.5. Reacciones de los ácidos carboxílicos: formación de derivados de ácido: sustitución nucleofílica sobre el grupo acilo. Síntesis de cloruros de ácido, de anhídridos, de ésteres, de amidas. Reacción de halogenación de Hell-Volhard-Zelinskii. Reacción de Hunsdiecker. Reducción a alcoholes
1.6. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

2. DERIVADOS DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.
2.1. HALOGENUROS DE ÁCIDO. Estructura. Nomenclatura. Propiedades físicas. Métodos de síntesis: A partir de ácidos carboxílicos con haluros de fósforo y cloruro de tionilo. Reacciones principales: Sustitución sobre el carbono del grupo acilo con diferentes nucleófilos (agua, alcoholes, aminas, organocupratos de litio, reducción con hidruros a aldehídos).
Reacción de acilación de Friedel y Crafts. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
2.2. ÉSTERES. Estructura. Nomenclatura. Propiedades físicas. Métodos de preparación. Esterificación de ácidos carboxílicos. Reacciones: Saponificación. Hidrólisis en medio ácido. Trans-esterificación. Con reactivos de Grignard, obtención de alcoholes terciarios. Reducción de alcoholes. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
2.3. ANHÍDRIDOS. Estructura. Nomenclatura. Propiedades físicas. Métodos de preparación. Preparación industrial de los siguientes anhídridos: acético, ftálico y succínico. Métodos de síntesis a partir de: ácidos, cloruros de ácido y sales de ácidos carboxílicos. Reacciones: Hidrólisis. Obtención de amidas. Obtención de ésteres. Acilación de Friedel-Crafts. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
2.4. NITRILOS. Nomenclatura. Propiedades físicas. Métodos de síntesis. A partir de halogenuros de alquilo y cianuros inorgánicos (sustitución nucleofílica alifática). Deshidratación de amidas con pentóxido de fósforo. A partir de sales de diazonio y cianuro cuproso (sustitución nucleofílica aromática, reacción de Sandmeyer). Reacciones principales: Hidrólisis (ácida y básica). Reacción con reactivos de Grignard. Obtención de cetonas. Acilación. Reacción de Hoesch. Reducción a aminas primarias. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.
2.5. AMIDAS. Nomenclatura. Propiedades físicas. Métodos de síntesis: Síntesis industrial de N,N-dimetilformamida. Acilación de aminas. Pirólisis de carboxilatos de amonio. Amonólisis de ésteres. Hidrólisis parcial de nitrilos. A partir de oximas. Transposición de Beckmann (obtención de ε-caprolactama). Reacciones principales. Reacción de Vilsmeier-Haack (formilación y acilación). Deshidratación para obtener nitrilos. Reducción a aminas con hidruro de litio y aluminio. Transposición de Hofmann para obtener aminas. Hidrólisis (ácida y básica). Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

3. HIDRATOS DE CARBONO.
3.1. Introducción: Formación de los carbohidratos a través de la fotosíntesis. Fuentes naturales de los carbohidratos.
3.2. Estructura y clasificación: Monosacáridos, disacáridos, trisacáridos, polisacáridos. Triosas, tetrosas, pentosas, etc. Aldosas y cetosas. Triosas: Gliceraldehído. Centros estereogénicos y moléculas quirales. Series D y L. Tetrosas: Treosa y eritrosa. Pentosas: Estructura de las 4 aldopentosas D y las 4 aldopentosas L. Hexosas: Estructura de las 8 aldohexosas D y las 8 aldohexosas L.
3.3. Reacciones características de los monosacáridos tomando como ejemplo a la D-glucosa: Oxidación con bromo en agua. Oxidación con ácido nítrico. Fehling y Tollens. Oxidación con peryodato. Reducción con hidrógeno/Ni. Formación de osazonas. Epímeros. Formación de cianhidrinas e hidrólisis de las mismas. Alargamiento de la cadena de los carbohidratos. Método de Killiani-Fischer. Acortamiento de la cadena. Degradación de Ruff. Determinación de la configuración relativa de la glucosa.
3.4. Estructura cíclica de la glucosa y otras aldohexosas ycetohexosas. Estructura cíclica de las pentosas. Acetilación de la glucosa y formación de glucósidos con alcoholes. Formas anoméricas. Mutarrotación. Metilación con sulfato de metilo e hidróxido de sodio. Comparación con la metilación efectuada con metanol/HCl. Determinación del tamaño del anillo tomando como ejemplo la estructura cíclica de la D-glucosa.
3.5. Proyecciones de Haworth: Estructura furanosa y piranosa. Conformación.
3.6. Disacáridos y polisacáridos: Maltosa. Almidón, amilosa y amilopectina. Celobiosa y celulosa. Lactosa. Sacarosa.
3.7. Derivados sintéticos de la celulosa: Nitrato de celulosa. Acetato de celulosa. Xantato de celulosa. Carboximetil celulosa.

4. AMINOÁCIDOS Y PÉPTIDOS.
4.1. Aminoácidos. Introducción.
4.2. Nomenclatura.
4.3. Aminoácidos naturales. Aminoácidos esenciales.
4.4. Propiedades físicas y químicas. Ka y pKa. Kb y pKb. Punto isoeléctrico de los aminoácidos.
4.5. Configuración de los aminoácidos naturales.
4.6. Métodos de síntesis: A partir de α-haloácidos. Síntesis de Strecker. A partir del éster acetilaminomalónico. Síntesis de Gabriel. A partir del éster ftalimidomalónico. Por aminación reductiva de α-cetoácidos.
4.7. Péptidos: Nomenclatura. Propiedades físicas y químicas. Naturaleza del enlace peptídico. Métodos de síntesis: Protección del grupo amino. Con clorocarbonato de bencilo. Con cloroformiato de t-butilo. Activación del grupo carboxilo. Formación de cloruros de ácido con cloruro de tionilo. Formación de anhídridos mixtos con cloroformiato de t-butilo. Desprotección de los grupos amino. Ejemplos de síntesis de dipéptidos y tripéptidos. Reacciones principales: Análisis de aminoácidos terminales. Aminoácidos con grupo amino terminal. Reacción con 2,4-dinitrofluorobenceno (reacción de Sanger). Reacción con fenilisotiocianato (reacción de Edman). Aminoácidos con grupo carboxilo terminal: Reacción con la enzima carboxipeptidasa. Reacciones de hidrólisis parcial. Con ácidos. Con enzimas.

5. LÍPIDOS.
5.1. Ocurrencia y composición de las grasas.
5.2. Triglicéridos. Hidrólisis de las grasas. Formación del jabón. Micelas.
5.3. Detergentes. A partir de sales de ácidos carboxílicos. Obtención de ésteres de ácidos sulfónicos a partir de alcoholes lineales obtenidos por medio de la reducción de ácidos grasos. Obtención de alquilbencensulfonatos.
5.4. Grasas no saturadas. Endurecimiento de aceites. Aceites secantes.
5.5. Fosfoglicéridos. Ésteres fosfóricos.
5.6. Fosfolípidos. Acción sobre la membrana celular
5.7. Esteroides.
5.8. Prostaglandinas.
5.9. Terpenos.

BIBLIOGRAFÍA
1. Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Addison Wesley Longman de México, S. A. de C.V., 1998.
2. Wade, L. G. Jr., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. de C.V., 1993.
1. McMurry, J., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V., 2001.
2. Fox, M. A. y Whitesell, J. K., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Pearson Educación, 2000.
3. Carey, F.A., Química Orgánica, 3ª. Edición, México, Ed. McGraw-Hill, 1999.

EVALUACIÓN
60% la parte teórica, evaluada a través de tres exámenes parciales y resolución de series de problemas.
40% la parte experimental, evaluada a través de los resultados obtenidos en el laboratorio, exámenes semanales e informe semanal.

Licenciatura en Química - Química Orgánica III (Quinto Semestre)

CONTENIDO
1. NITROCOMPUESTOS.
1.1. Nomenclatura de los nitrocompuestos.
1.2. Propiedades físicas.
1.3. Acidez de los hidrógenos en el carbono α a un grupo nitro.
1.4. Métodos de síntesis: Nitración de alcanos. Sustitución nucleofílica sobre halogenuros de alquilo. Nitración de compuestos aromáticos. Compuestos polinitrados aromáticos.
1.5. Reacciones de SEA. Explosivos. Almizcles. Reducción de nitro compuestos: Catalítica. Química. Electroquímica.
1.6. Formación de carbaniones en el carbono α en nitrocompuestos alifáticos y su uso en síntesis.
1.7. Transformación de nitrocompuestos alifáticos en aldehídos y cetonas.
1.8. Análisis de los nitrocompuestos. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

2. AMINAS.
2.1. Nomenclatura.
2.2. Propiedades físicas.
2.3. Aminas alifáticas.
2.4. Métodos de síntesis: Alquilación de amoniaco y aminas. Síntesis de Gabriel. Reducción de nitrilos, de oximas, de amidas.
Aminación reductiva. Por transposiciones moleculares: Hofmann. Curtius. Schmidt. Lossen.
2.5. Aminas aromáticas. Métodos de síntesis. Reducción de nitro compuestos aromáticos. Reacciones principales de las aminas alifáticas y aromáticas. Basicidad. Propiedades nucleofílicas. Alquilación. Acilación.
2.6. Aminas alifáticas: Eliminaciones de Hofmann y de Cope.
2.7. Aminas aromáticas: Sustitución electrofílica aromática.
2.8. Desplazamiento de halógenos: SNA a través del bencino y a través del intermediario de Meisenheimer (adición-eliminación)
2.9. Oxidación.
2.10. Reacción con ácido nitroso y formación de sales de diazonio
2.11. Reacción de Hinsberg
2.12. Análisis de las aminas. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

3. SALES DE DIAZONIO.
3.1. Nomenclatura.
3.2. Propiedades físicas.
3.3. Método de síntesis: a partir de aminas aromáticas por medio de la reacción de nitrosación.
3.4. Reacciones principales: Reacciones de sustitución. Reacción de Sandmeyer y reacción de Schiemann. Reacción con agua, obtención de fenoles. Reacciones de reducción: Con hidruros y con el ácido hipofosforoso. Reacciones de copulación: con fenoles y anilinas. Formación de colorantes azoicos.

4. QUÍMICA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS CONTENIENDO AZUFRE.
4.1. Tioles y tioéteres. Métodos de síntesis: a partir de halogenuros de alquilo: por reacción con bisulfuro de sodio; con tiourea; con tiosulfito de sodio; con ditiocarbonato de O – alquilo. A partir de sales de diazonio y xantatos. Propiedades químicas: Propiedades ácido-base de los tioles. Reacciones de alquilación. Tioéteres. Formación de sales de sulfonio. Iluros de sulfonio, preparación de oxiranos.
4.2. Tioacetales. Síntesis a partir de compuestos carbonílicos. Reacciones: Hidrogenólisis con niquel-Raney. Inversión de la polaridad (umpolung). Reacciones de alquilación. Hidrólisis. Obtención de compuestos carbonílicos.
4.3. Ácidos sulfénicos y derivados. Halogenuros de sulfenilo. Síntesis: A partir de tioles por reacción con cloruro de tionilo y a partir de disulfuros por reacción con cloro gas. Reacciones: Hidrólisis. Reacciones de adición sobre alquenos. Obtención de β-clorosulfuros de alquilo. Ésteres sulfenato. Transposición alílica a sulfóxidos.
4.4. Sulfóxidos. Síntesis: Oxidación de tioéteres y a partir de sulfinatos de alquilo. Reacciones: Eliminación. Sales de sulfoxonio, iluros de sulfoxonio y preparación de epóxidos. Reacción de Pummerer. Sulfóxido de dimetilo, oxidación de Swern.
4.5. Sulfonas. Síntesis: oxidación de tioéteres y sulfóxidos. Reacciones: Alquilación de sulfonas. Eliminación reductiva
4.6. Ácidos sulfónicos. Síntesis: sulfonación de compuestos aromáticos. Detergentes. Dodecilbencensulfonato de sodio
4.7. Derivados de ácidos sulfónicos: ésteres sulfónicos. Utilidad como grupos salientes en reacciones de sustitución nucleofílica. Cloruros de sulfonilo. Clorosulfonación. Sulfonamidas.
Obtención de fármacos
4.8. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

5. ALDEHÍDOS Y CETONAS.
5.1. Estructura de los aldehídos y las cetonas
5.2. Nomenclatura de los aldehídos y las cetonas
5.3. Propiedades físicas de los aldehídos y las cetonas
5.4. Métodos generales para preparar los aldehídos y las cetonas. Oxidación de alcoholes. Reducción de cloruros de ácido. Acilación de Friedel-Crafts. Síntesis acetoacética. A partir de ácidos carboxílicos. A partir de nitrilos.
5.5. Reacciones de los aldehídos y las cetonas. Estructura del grupo carbonilo. Equilibrio tautomérico. Tautomería ceto-enólica. Acidez de los hidrógenos α. Reactividad de los enoles. Formación de enolatos y reacción de alquilación. Halogenación α de aldehídos y cetonas. Prueba del haloformo. Adiciones nucleofílicas. Derivados bisulfíticos. Formación de cianhidrinas. Adición de amoníaco y derivados. Formación de iminas, obtención de aminas por aminación reductiva. Hidrazonas. Oximas. Adición de agua. Adición de alcoholes, formación de acetales y cetales, hidrólisis de los mismos. Adición de carbaniones. Reactivos de Grignard, organolitiados y acetiluros. Reacciones de oxidación. Tollens y Fehling. Jones. Reacciones de reducción. Reducción con hidruros metálicos. Clemmensen. Wolff-Kishner. Reacción de Cannizzaro. Condensación aldólica y reacciones relacionadas. Condensación de aldehídos sencilla y mixta. Condensación de aldehído y cetona, condensación aldólica cruzada. Condensación de cetonas sencilla y mixta. Deshidratación de aldoles y cetoles. Condensaciones aldólicas intramoleculares. Condensación de Claisen y de Dieckmann. Reacción de Knoevenagel. Reacción de Perkin. Reacción de Wittig. Reacción de Mannich. Aldehídos y cetonas α,β-insaturados. Adición 1,2 vs. 1,4. Adición de organocupratos de litio. Reacción de Michael. Anillación de Robinson.
5.6. Propiedades Espectroscópicas: I.R., R.M.N.-1H y Espectrometría de Masas.

BIBLIOGRAFÍA
1. Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Addison Wesley Longman de México, S.A. de C.V., 1998.
2. Wade, L. G. Jr., Química Orgánica, México, 2ª. Edición, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. de C.V., 1993.
3. McMurry, J., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V., 2001.
4. Fox, M. A. y Whitesell, J. K., Química Orgánica, 2ª. Edición, México, Ed. Pearson Educación, 2000.
5. Carey, F. A., Química Orgánica, 3ª. Edición, México, Ed. McGraw-Hill, 1999.

EVALUACIÓN
60% la parte teórica, evaluada a través de tres exámenes parciales y resolución de series de problemas.
40% la parte experimental, evaluada a través de los resultados obtenidos en el laboratorio,
exámenes semanales e informe semanal.

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