INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

Mecanismos de reacciones orgánicas
Departamento académico:Química
Unidades:3-0-8
Requisito:
Semestre y carrera:
Equivalencia:No tiene
Objetivo general de la materia:Poder elaborar el mecanismo de una reacción orgánica y utilizar este conocimiento para el diseño de nuevas reacciones químicas útiles en síntesis orgánicas.

Temas y subtemas del curso:1. Métodos para el estudio de mecanismos de reacción.
1.1. Aislamiento y caracterización de intermediarios.
1.2. Efectos isotópicos.
1.3. Efectos del solvente y aditivos.
1.4. Estereoquímica.
1.5. Control cinético y termodinámico.
1.6. Cinética de reacción.
2. Reacciones de sustitución.
2.1. Sustitución a través del mecanismo de ionización (SNI Y SNI').
2.2. Sustitución a través del mecanismo de desplazamiento directo (SN2 Y SN2').
2.3. sUSTITUCIÓN A TRAVÉS DEL MECANISMO DE SUSTITUCIÓN INTERNA (SNi).
2.4. Factores que determinan el tipo de mecanismo operante.
2.5. Asistencia anquimérica de orbitales pi.
2.6. Carbocationes no-clásicos y el fenómeno de asistencia anquimérica por parte de orbitales sigma. Transposición del Favorskii.
2.7. Transposiciones y fragmentaciones de carbocationes. Rearreglo de Demjanov.
2.8. Sustitución nucleofílica aromática. Transposición de Smiles.
2.9. Sustitución electrofílica aromática.
3. Reacciones de adición.
3.1. Adición de ácidos halogenhídricos a alquenos, alquinos, iminas, nitrilos, epóxidos aziridinas.
3.2. Adición de halógenos a alquenos y alquinos.
3.3. Hidratación de alquenos y alquinos catalizada por ácidos. Reacción de hidroboración. Cishidroxilación de alquenos. Reacción de Lemieux-Johnson. Reacción de Prevost.
3.4. Adiciones nucleofílicas a grupos funcionales insaturados diferentes de alguenos y alquinos: formación de cianhidrinas. Piramidalización y trayectoria del nucleófilo.
3.5. Hidrólisis y formación de ésteres.
3.6. Reacciones de ylidos de azufre, nitrógeno y fósforo. Reacción de Wittig.
3.7. Adición de reactivos organometálicos a derivados del grupo carbonilo, iminas, nitrilos y epóxidos.
3.8. Formación de cetales y acetales en medio ácido y alcalino. Transportación del ácido benzílico.
3.9. Reacción adólica y variantes (Claisen, Knoevenagel, Dieckmann).
3.10. Formación de iminas. Reacción de Shappiro.
3.11. Regla de Cram de inducción asimétrica.
3.12. Adiciones nucleofílicas a sistemas α, β-insaturados.
4. Reacciones de eliminación.
4.1. Eliminaciones beta.
4.2. Mecanismo de eliminación E1.
4.3. Mecanismo de eliminación E2.
4.4. Mecanismos de eliminación E1cb.
4.5. Orientación de la eliminación (Hoffmann-Saytzett).
4.6. Factores que afectan el tipo de mecanismo operante: grupo saliente, naturaleza de la base, factores estéricos, solvente.
4.7. Estereoquímica de las reacciones de eliminación.
4.8. Eliminaciones que envuelven enlaces diferentes a C-H.
4.9. Eliminaciones en ausencia de bases fuertes. Eliminación de sullfóxidos y selenóxidos.
4.10. Eliminación alfa. Formación de carbenos y nitrenos. Reacción de Hoffmann. Reacción de Lossen, descomposición de diazocetonas.
4.11. Reacciones de de fragmentación.
4.12. Reacciones de extrusión. Transposición de Ramberg-Bäcklund.
5. Mecanismos de reacciones de radicales libres.
5.1. Generación y caracterización de radicales libres.
5.2. Uso de Spin-Traps.
5.3. Reacciones de sustitución.
5.4. Reacciones de adición.
5.5. Reacciones intramoleculares de radicales libres: Reacción de Barton y su aplicación en la síntesis de esteroides funcionalizados en C-18 y C-19.
5.6. Transposición y fragmentación de radicales libres.
5.7. Reacciones de transferencia de electrones. SET en la reducción de compuestos aromáticos con LiAlH4.
6. Mecanismos de reacciones pericíclicas.
6.1. Interacciones HOMO-LUMO.
6.2. Reglas de Woodward-Hoffmann para reacciones electrocíclicas.
6.3. Reglas de Woodward-Hoffmann para reacciones de cicloadición.
6.4. Reacciones sigmatrópicas.

Objetivos específicos de aprendizaje:
1.- Establecer las técnicas más importantes para determinar correctamente el mecanismo de una reacción orgánica.
2.- Explicar los más importantes procesos de sustitución en química
orgánica y aplicarlos al desarrollo de nuevas reacciones orgánicas.
3.- Explicar y aprender los principales mecanismos de reacciones de adición, así como algunas de las reacciones orgánicas de uso más común en donde se apliquen estos mecanismos.
4.- Aprender los mecanismos de eliminación más importantes y aplicarlos al desarrollo de nuevas reacciones orgánicas.
5.- Conocer los procesos bajo los cuales se producen radicales libres y aplicar los mecanismos de estos procesos en síntesis. Además se presenta una explicación de los principales métodos de detección de radicales libres.
6.- Aprender y utilizar las reglas de Woodward-Hoffmann para explicar los procesos pericíclicos bajo condiciones termales y fotoquímicas, y emplearlos en el diseño de síntesis orgánicas.

Metodología de enseñanza:ñanza
Tiempo estimado de cada tema:1 3 semanas
2 4 semanas
3 4 semanas
4 3 semanas
5 1 semana
6 2 semanas
Políticas de evaluacion sugeridas:Ponderación mensual: Exámen parcial=
70%, Exámenes rápidos= 20% y Tareas= 10%.

1er. parcial= 20%
2do. parcial= 20%
3er. parcial= 20%
Exámen final= 40%
Libro de texto1:P. Sykes
A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry
6a. Ed. John Wiley, 1986.


Libro de texto2:Libro de Texto 2




Libro de texto3:Libro de Texto 3




Libro de consulta:NO OBLIGATORIO

\0Material de apoyo:NO OBLIGATORIO




Perfil del Profesor:El instructor de este curso debe poseer una maestría o doctorado en química orgánica.