DESCRIPCION DE LA ASIGNATURA
La Qca. Orgánica es la Química de los compuestos del Carbono, cuya característica particular radica en poder unirse entre si hasta un grado que es imposible para átomos de cualquier otro elemento. Por ello pueden formarse cadenas o anillos de todos los tamaños, que pueden tener ramificaciones o uniones cruzadas y asimismo incluir heteroátomos diversos. Cada ordenamiento atómico diferente corresponde a un compuesto distinto y cada compuesto posee su conjunto de características físicas y químicas que le son propias; en consecuencia no puede sorprender que se conozcan actualmente millones de compuestos del carbono y que cada año se obtengan miles de nuevos compuestos. Ante tal complejidad, en este curso se intenta una presentación clara, uniforme y progresiva de los conceptos y temas básicos más importantes teniendo en cuenta que la primera vez que se aborda el estudio de Qca. Orgánica generalmente el estudiante no ha tenido suficiente contacto con los nuevos conceptos y enfoques que deben aplicarse y así facilitar una comprensión lógica de los temas subsiguientes. Se imparten inicialmente los principios generales que ayudan al alumno a comprender las propiedades físicas y químicas de los compuestos orgánicos, que luego se agrupan según su función química. Se insiste particularmente en todo lo necesario para lograr una profunda comprensión de las diversas relaciones e interdependencias existentes entre los numerosos tipos de compuestos ya que se considera que para el alumno, esto es más importante que los propios hechos particulares. Muchos estudiantes tendrán un interés aplicativo posterior en campos específicos (síntesis química, medicamentos, biología, bioquímica, etc.; se intenta introducirlos en su estudio).

PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN

TEMA 1.-
Química Orgánica. Concepto y extensión. Grupos Funcionales. Unión Covalente. Carga formal de un átomo.Conceptos de ácido-base. Hibridación de orbitales. Orbitales atómicos y moleculares. Enlaces sigma y pi. Hibridación y tamaño orbital. Estructura de alcanos, alquenos, alquinos y cicloalcanos.-

TEMA 2.-
Efectos derivados de desplazamientos electrónicos. Electronegatividades relativas de algunos elementos. Efectos de polarización (Inductivo, Mesómero) y de polarizabilidad (Inductómero, Electrómero). Efecto Hiperconjugativo: características operativas y bases estructurales .Teoría de la Resonancia. Postulados y condiciones. Sistemas conjugados, características principales.-

TEMA 3.-
Estereoquímica. Isomería. Distintos tipos. Análisis conformacional. Compuestos acíclicos y cíclicos. Niveles de energía. Confórmeros. Isomería plana: de cadena, posición, función, tautomería. Isomería geométrica: requisitos estructurales; distintas configuraciones y su designación (cis-trans; E-Z). Isomería óptica. Quiralidad. Normas de Cahn, Ingold y Prelog. Configuraciones R y S. Disimetría. Alenos. Diasteroisómeros. Enantiómeros. Racemización. Epimerización.

TEMA 4.-
Mecanismos de Reacción. I. Reacciones Homolíticas y Heterolíticas. Reactivos nucleofílicos y electrofílicos. Intermedios inestables. carbaniones, carbocationes y radicales libres: estructuras y estabilidades relativas. Reordenamientos, transposiciones 1,2. Revisión de cinética de reacciones. Orden y molecularidad. Energía de activación. Teoría del estado de transición.-

TEMA 5.-
Mecanismos de Reacción. II. Teoría de las sustituciones alifáticas (sustitución en C-saturado). Sustituciones nucleófilas (SN) . Reacciones unimoleculares (SN1) y bimoleculares (SN 2). Cinética. Factores que determinan mecanismo y velocidad. Dualidad de mecanismos. Cambios estereoquímicos en SN 1 y SN 2. Sustitución nucleófila interna (SN i).-

TEMA 6.-
Mecanismos de Reacción. III. Reacciones de Eliminación. Eliminación unimolecular (E1) vs. Eliminación bimolecular (E2). Cinética. Factores que determinan curso y mecanismos. Estereoquímica de reacciones de eliminación: sustratos alifáticos y alicíclicos. Simultaneidad y competencia entre SN y E. Eliminación de Hofmann.


TEMA 7.-
Mecanismos de Reacción. IV. Adición a enlaces múltiples. Reacciones de Adición electrófila (AdE) a doble ligadura (C = C ) aislada: mecanismo, cinética y estereoquímica. Adición a dobles enlaces conjugados. Reacción de Diels-Alder. Reacciones de adición nucleófila (AdN). Adición a grupo carbonilo, estereoquímica.. Reacciones de adición de nitrilos. Adición Kharash.

TEMA 8.-
Hidrocarburos saturados. Alcanos. Fuentes naturales. Métodos generales de formación y síntesis: a partir de derivados halogenados: reacción de Wurtz, mecanismo; de alcoholes, de ácidos. Propiedades físicas. Propiedades químicas: halogenación, nitración:mecanismos Isomerización.-

TEMA 9.-
Hidrocarburos no saturados. Alquenos. Métodos generales de formación y síntesis: a partir de derivados halogenados, de alcoholes. Propiedades físicas. Propiedades químicas: adición de X2 y XH, mecanismos. Influencia de grupos sustituyentes en la velocidad de reacción. Oxidación, hidrogenación: mecanismos. Dialquenos y polialquenos, reacs. de AdE,-

TEMA 10.-
Hidrocarburos no saturados. Alquinos. Métodos generales de formación y síntesis: partiendo de derivados halogenados, de derivados de Grignard, de carburo de calcio. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Reacciones de adición, mecanismos. Carácter acídico, derivados metálicos. Iones alquinuro: características y usos.-

TEMA 11.-
Compuestos aromáticos. Benceno. Discusión de su estructura. Aromaticidad. Regla de Hückel. Compuestos aromáticos, no aromáticos y antiaromáticos.Compuestos aromáticos carbocíclicos no bencenoides. Sistemas de dos, seis y diez electrones.-

TEMA 12.-
Mecanismos de Reacción. V. Teoría de las Sustituciones Aromáticas Electrófilas. Complejos sigma y pi como intermedios: sus estabilidades relativas. Características de los reactivos. Mecanismo general. Sustratos con grupos orto-, meta- y para-directrices. Sustratos halogenados. Factores que influyen en orientación y velocidad: efectos derivados de desplazamientos electrónicos en el sustrato, efectos estéricos, estabilidad relativa de intermedios, naturaleza del reactivo atacante.-


TEMA 13.-
Mecanismos de Reacción. VI. Teoría de las Sustituciones Aromáticas Nucleófilas. Diversos tipos de reacciones y mecanismos. Sustitución Nucleófila bimolecular aromática (SN 2 Ar): cinética y mecanismo. Sustitución Nucleófila unimolecular aromática (SN1 Ar): cinética y mecanismo. Mecanismos de eliminación-adición de bencino. Bencino como intermedio: formación y estructura.-

TEMA 14.-
Hidrocarburos aromáticos: Diversos tipos. Hidrocarburos aromáticos mononucleares. Arenos. Métodos de obtención. Propiedades físicas. Propiedades químicas: reacciones de oxidación, hidrogenación y sustitución. Halogenación directa e indirecta. Derivados nitrados: nitro- y nitrosoderivados. Derivados sulfonados: sulfonación.-

TEMA 15.-
Derivados halogenados: Métodos de obtención: adición a olefinas, sustitución en hidrocarburos, partiendo de alcoholes. Propiedades físicas. Propiedades químicas: Hidrólisis alcalina en distintos solventes, mecanismos. Halogenuros no saturados: reactividades de los halogenuros de alilo y vinilo. Derivados polihalogenados: reacción halofórmica, mecanismo. Compuestos fluorados. Usos y medio ambiente. Halogenuros de arilo. Propiedades y reacciones.-

TEMA 16.-
Alcoholes. Métodos de obtención: partiendo de derivados halogenados, a partir de alquenos. Polialcoholes: obtención y principales términos. Propiedades físicas. Propiedades químicas. reacciones con ruptura del enlace carbono-oxígeno o del enlace oxígeno-hidrógeno. Conversión de alcoholes primarios en secundarios y terciarios. Oxidación, mecanismos. Alcoholes no saturados. Mercaptanos, propiedades.-

TEMA 17.-
Eteres y Epóxidos. Eteres. Métodos de obtención: a partir de alcoholes, síntesis de Williamson. Propiedades físicas. Propiedades químicas: sales de oxonio, reacciones de degradación. Formación e identificación de peróxidos. Derivados y usos de interés farmacéutico. Epóxidos. Obtención: epoxidación de alquenos. Propiedades. Reacciones de apertura, estereoquímica.-

TEMA 18.-
Aldehidos y Cetonas. Métodos de obtención: partiendo de alcoholes, de derivados halogenados. Propiedades físicas. Propiedades químicas: Importancia del grupo carbonilo. Reactividad de términos alifáticos y aromáticos. Reacciones de adición nucleófila. Reducción. Formación de acetales, oximas, fenilhidrazonas: mecanismos. Reacciones de condensación catalizadas por bases. Reacción de Cannizzaro. Formación de acetales. Reducción bimolecular. Transposición pinacol-pinacolona. Polimerización de aldehídos: derivados de interés. Aldehidos y cetonas no saturados. Dialdehidos y dicetonas.-

TEMA 19.-
Aminas. Métodos de obtención: a partir de derivados halogenados, oximas, nitrilos, amidas, imidas; por reducción de nitroderivados. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Basicidad de alquilaminas, arilaminas y derivados. Reacción con ácido nitroso. Formación de isocianuros. Separación de mezclas de aminas. Acido sulfanilico. Diaminas.-

TEMA 20.-
Acidos carboxílicos. Grupo carboxilo y anión carboxilato. Análisis de sus estructuras. Acidos monocarboxílicos. Métodos de obtención: partiendo de alcoholes, nitrilos; utilizando reactivos de Grignard. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Reacciones del hidrógeno acídico y del grupo carbonilo. Acidos dicarboxílicos; Acidos halogenados; Hidroxiácidos: Principales términos y reacciones. Acidos aldehídicos y cetónicos. Usos e importancia biológica. Acidos no saturados. Acidos sulfónicos.-

TEMA 21.-
Halogenuros y Anhidridos de Acidos. Métodos de obtención: a partir de cetena, partiendo de ácidos o sus sales, mecanismos. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Reactividad. Sustitución acil-nucleófila: mecanismo. Hidrólisis, amonólisis, alcohólisis. Fosgeno, derivados.-

TEMA 22.-
Esteres y Amidas.Esteres. Métodos de obtención: a partir de diazometano. Mecanismos de esterificación e hidrólisis. Condensación de Claisen. Reacción de Reformatzky .Propiedades físicas. Propiedades químicas principales. Ortoésteres. Amidas. Métodos de obtención: a partir de ácidos carboxílicos o sus derivados. Propiedades químicas. Hidrólisis, deshidratación, acción del ácido nitroso. Degradación de Hofmann. Diamidas. Urea. Imidas. Lactamas.-

TEMA ESPECIAL:
INTRODUCCION AL USO DE METODOS ESPECTROSCOPICOS EN QUIMICA ORGANICA. 1ra Parte.-
Generalidades. Radiación electromagnética y espectroscopía de absorción. Absorción atómica. Absorción molecular. Espectroscopía ultravioleta y visible. Diferentes tipos de transiciones electrónicas. Interpretación de espectros. Espectroscopía de Infrarrojo. Vibraciones moleculares. Clasificación. Frecuencia de grupos. Interpretación de espectros.-

NOTA: Al tratar cada una de las series de compuestos incluídas en este Programa deberán considerarse en todos los casos, además de los tópicos incluídos específicamente, los siguientes: caracteres generales, diversos tipos, clasificación, nomenclatura (IUPAC y trivial), principales términos y su descripción por métodos de la resonancia y de los orbitales moleculares, relaciones entre estructura y propiedades y derivados de interés farmaceútico.- El Tema Introducción al uso de métodos espectroscópicos en Química Orgánica será de evaluación obligatoria en todo examen final y por lo tanto no se incorpora en el Programa de Examen.-



Dr Matías Nieto
Profesor Titular

PROGRAMA DE EXAMEN

Bolilla 1.
Tema 1.- Qca. Orgánica. Concepto y extensión.
Tema 12.- Teoría de las Sustituciones Aromáticas Electrófilas.

Bolilla 2.
Tema 2.- Efectos derivados de desplazamientos electrónicos.
Tema 13.- Teoría de las Sustituciones Aromáticas Nucleófilas.

Bolilla 3.
Tema 3.- Estereoquímica.
Tema 14.- Hidrocarburos aromáticos.-

Bolilla 4.
Tema 4.- Mecanismos de Reacción. I. Introducción.
Tema 15.- Derivados halogenados.-

Bolilla 5.
Tema 5.- Teoría de las sustituciones alifáticas.
Tema 16.- Alcoholes.-

Bolilla 6.
Tema 6.- Reacciones de eliminación.
Tema 17.- Eteres y Epóxidos.-

Bolilla 7.
Tema 7.- Reacciones de adición.
Tema 18.- Aldehídos y cetonas.-

Bolilla 8.
Tema 8.- Alcanos.-
Tema 19.- Aminas.-

Bolilla 9.
Tema 9.- Alquenos.-
Tema 20.- Acidos carboxílicos.-

Bolilla 10.
Tema 10.- Alquinos.-
Tema 21.- Halogenuros y Anhídridos de Acidos.-

Bolilla 11.
Tema 11.- Compuestos Aromáticos. Benceno.
Tema 22.- Esteres y Amidas.-


Dr. Matías NIETO
Profesor Titular

PROGRAMA DE TRABAJOS PRACTICOS

A-) Trabajos de Aula

Grupo I: Grupos funcionales. Estereoquímica. Efectos derivados de desplazamientos electrónicos.-

Grupo II: Relación estructura-propiedades. Compuestos polares y no polares. Resonancia. Mecanismos de reacción.-

Grupo III: Problemas estructurales aplicativos de reacciones y mecanismos básicos en Química Orgánica. Aplicaciones de IR-UV.-

B-) Trabajos de Laboratorio

- Destilación fraccionada
- Alcoholes: reacciones de identificación
- Cromatografía en capa fina
- Alquinos. Obtención de acetileno. Propiedades y reacciones
- Derivados halogenados. Obtención de yodoformo. Propiedades y
reacciones
- Aldehidos y cetonas. Obtención de etanal. Propiedades y
reacciones. Condensación de aldehidos aromáticos
- Aminas. Propiedades y reacciones
- Amidas. Obtención de acetamida. Acetanilida. Propiedades y
reacciones.-

Cursado, regularización y examen final