
Mètodes Sintètics
Codi: 102527Crèdits: 6
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Química | OB | 3 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Ona Illa Soler
- Correu electrònic :
- ona.illa@uab.cat
Equip docent
- Joan Pau Bayon Rueda
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Donat que el contingut d'aquesta assignatura és una continuació i ampliació de l'assignatura d'Estructura i Reactivitat dels Compostos Orgànics (ERCO), es recomana fermament que s'hagi aprovat aquesta assignatura de segon curs abans de matricular-se a Mètodes Sintètics.
Objectius
Aprofundir en l’estudi de la reactivitat dels compostos orgànics, considerant els següents aspectes:
- Estudi de nous mètodes per a la formació d’enllaços carboni-carboni i carboni-heteroàtom i per a la interconversió de grups funcionals.
- Estudi dels mecanismes de reacció: eines cinètiques i no cinètiques i models teòrics.
- Estudi de la influència de les condicions de reacció en la selectivitat i el rendiment.
- Estudi de les eines metodològiques per al disseny de la síntesi de nous compostos orgànics a partir de precursors senzills i comercials.
Resultats d'aprenentatge
- Comunicar-se oralment i per escrit en la llengua pròpia.
- Gestionar l'organització i la planificació de tasques.
- Resoldre problemes i prendre decisions.
- Obtenir informació, incloent-hi la utilització de mitjans telemàtics.
- Gestionar, analitzar i sintetitzar informació.
- Utilitzar la informàtica per al tractament i presentació d'informació.
- Tenir destresa per al càlcul numèric.
- Treballar en equip i cuidar les relacions interpersonals de treball.
- Raonar de forma crítica.
- Mantenir un compromís ètic.
- Aprendre de manera autònoma.
- Adaptar-se a noves situacions.
- Proposar idees i solucions creatives.
- Demostrar iniciativa i esperit emprenedor.
- Demostrar motivació per la qualitat.
- Mostrar sensibilitat en qüestions mediambientals.
- Descriure els diferents tipus d'isomeria en compostos orgànics.
- Identificar la reactivitat bàsica associada als diversos grups funcionals orgànics.
- Identificar els grups funcionals dels principals productes naturals orgànics i les seves reaccions més importants.
- Descriure les metodologies sintètiques més rellevants per a la interconversió de grups funcionals i la formació d'enllaços carboni-carboni senzills i múltiples.
- Descriure els mecanismes de les principals reaccions orgàniques, així com els diversos factors que els afecten.
- Determinar i representar la configuració dels centres quirals en compostos orgànics.
- Identificar la relació d'isomeria entre diferents estructures de compostos orgànics.
- Predir la reactivitat dels diversos grups funcionals orgànics davant de determinades condicions de reacció, així com l'estructura dels productes que s'hi obtindran.
- Proposar vies sintètiques senzilles per a l'obtenció de determinats compostos orgànics a partir de certs reactius.
- Proposar mecanismes de reacció en processos en què intervenen compostos orgànics.
Continguts
Tema 1. Formació d’enllaços C-C a partir de compostos amb un grup metilè activat
Formació d’enolats. Regioselectivitat. Control cinètic i termodinàmic. Elements que afecten aquest procés (tipus de base, contracatió, dissolvent). Selectivitat entre C- i O-alquilació. Formació d’enolats de liti, èters d’enol de silici, enamines i azaenolats; aplicació en reaccions d’alquilació. Alquilació d’aldehids utilitzant ditians. Addicions aldòliques dirigides. Reacció de Knoevenagel. Reacció de Mannich. Addicions conjugades. Anel·lació de Robinson. Acilacions dirigides.
Tema 2. Formació d’enllaços C-C amb intervenció de reactius organometàl·lics
Conceptes generals sobre organolitiats i organomagnesians. Model de Felkin-Anh. Organocuprats. Reacció de Reformatsky. Reaccions promogudes per pal·ladi.
Tema 3. Formació d’enllaços C-C mitjançant reaccions concertades
Orbitals moleculars frontera. Regles de selecció de Woodward-Hoffman. Reaccions electrocícliques. Cicloaddicions [2+2] tèrmiques i fotoquímiques. Reacció de Diels-Alder: regió- i estereoselectivitat. Transposicions sigmatròpiques [3,3] de Cope i de Claisen.
Tema 4. Formació d’enllaços C=C
β-Eliminacions tèrmiques: eliminació de Hofmann i de Cope, eliminació de selenòxids. Reacció de Wittig: tipus d’ilurs, preparació, reactivitat i estereoselectivitat de la reacció. Reacció de Horner-Wardsworth-Emmons. Ilurs de sofre: tipus, preparació i reactivitat. Reacció de metàtesi d’alquens.
Tema 5. Reaccions amb intermedis deficitaris en electrons d’elevada reactivitat
Intermedis radicalaris: addició de tiols a alquens. Intermedis catiònics: transposicions de Wagner-Meerwein i ciclacions. Carbens: preparació i reactivitat, ciclopropanació, reacció de Simmons-Smith, transposició de Wolff, homologació d’Arndt-Eistert. Nitrens: preparació i reactivitat, transposicions de Curtius, Schmidt, Hofmann i Beckmann.
Tema 6. Reaccions de reducció
Hidrogenació: catàlisi heterogènia i homogènia. Hidrogenòlisi. Utilització d’hidrurs de bor i alumini: selectivitat. Aminació reductiva. Reducció amb metalls alcalins en dissolució: reaccions de Birch i Bouveault-Blanc, deshalogenació. Desoxigenació: reaccions de Clemmensen i Wolff-Kishner. Desulfuració de ditians.
Tema 7. Reaccions d’oxidació
Oxidació d’alcohols: reactius de Cr(VI), MnO2, oxidació de Swern, oxidació de Dess-Martin. Oxidació d’alquens: KMnO4, OsO4, peròxids i peràcids, epoxidació asimètrica de Sharpless, trencament oxidatiu. Oxidació d’aldehids i cetones: a àcids carboxílics i reacció de Baeyer-Villiger.
Tema 8. Mètodes de determinació de mecanismes de reacció. Efecte de l’estructura molecular en la reactivitat
Dades cinètiques i termodinàmiques. Principi de Curtin-Hammett. Efecte cinètic d’isòtop. Introducció de correlacions de Hammett. Mètodes no cinètics: marcatge isotòpic; experiments d’encreuament; dades estereoquímiques; detecció/atrapat d’intermedis.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Estudi, resolució de problemes | 82 | 3,28 | |
| Preparació d'exercicis per lliurar | 5 | 0,2 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |
| Classes de Teoria | 37 | 1,48 | 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |
| Classes de problemes | 12 | 0,48 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |
S’utilitzarà el Campus Virtual per lliurar a l’alumnat tot el material que el professorat consideri necessari pel procés d’aprenentatge: programa de l’assignatura, presentacions del temari, problemes per resoldre, etc.
Al llarg del curs l’alumnat haurà de participar de diferents activitats formatives per tal d’assolir els coneixements i competències establerts. Es realitzaran quatre tipus d’activitats:
1.- Classes presencials de teoria
Durant una part de les classes presencials el professorat ressaltarà els aspectes teòrics bàsics de la matèria dels diferents temes, que s’hauran de treballar individualment consultant el material accessible a través del campus virtual i la bibliografia corresponent. També es dedicarà temps a resoldre dubtes de l'alumnat i a la discussió dels aspectes més rellevants de cada tema.
2.- Classes presencials de problemes
Durant el curs, es lliurarà a l’alumnat fulls d’exercicis per resoldre. A les classes presencials de problemes es discutiran les solucions proposades per l'alumnat a partir del seu treball autònom. Es farà especial èmfasi en la participació activa de l’alumnat.
3.- Resolució d’exercicis a lliurar (treball individual)
Al llarg del curs, el professorat plantejarà diferents exercicis que l’alumnat haurà de resoldre individualment en sessions presencials o be lliurar telemàticament en la data indicada.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Lliurament d'exercicis | 15% | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |
| Examens parcials i recuperació | 85% | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |
L’avaluació d’aquesta assignatura es farà de forma continuada, per tal de potenciar el treball sostingut de l'alumnat, afavorint així el seu aprenentatge. Aquesta metodologia dona també informació al professorat sobre l’assimilació dels continguts i la capacitat d’aplicar-los en la resolució de problemes per part de l'alumnat. L’avaluació es farà de forma individual.
Lliurament d’exercicis:
Al llarg del curs, quan el professorat ho consideri oportú, l'alumnat hauran de resoldre alguns exercicis en l’horari de classe presencial o lliurar-los en els terminis prèviament establerts. El contingut dels exercicis pot incloure matèria de les assignatures de Química Orgànica de cursos precedents. Aquest treball tindrà un pes en la nota global de l’avaluació continuada del 15%.
Exàmens:
Al llarg del curs es faran dos exàmens parcials per tal d’avaluar els coneixements relacionats amb els continguts de les classes de teoria adquirits per l'alumnat, així com la seva capacitat de resoldre problemes.
Primer examen parcial
Aquest examen avaluarà els continguts d’aproximadament un 50% del temari global de l’assignatura. Aquest examen pot contenir tant preguntes teòriques com pràctiques (resolució de problemes) i tindrà un pes del 40% de la nota global de l’avaluació continuada. En aquest examen no hi ha nota mínima per poder amitjanar amb el segon examen parcial.
Segon examen parcial
Aquest examen avaluarà els continguts del temari global de l’assignatura, fent especial èmfasi en el contingut explicat després del primer examen parcial. Aquest examen pot contenir tant preguntes teòriques com pràctiques (resolució de problemes) i tindrà un pes del 45% de la nota global de l’avaluació continuada. En aquest examen s’ha d’obtenir un mínim de 4 punts sobre 10 per tal de fer mitjana amb les altres notes de l’avaluació.
Per aprovar l’assignatura en primera instància, s’ha d’obtenir un mínim de 5 punts sobre 10 després de fer la mitjana ponderada de totes les notes resultants de l’avaluació continuada (2 exàmens i lliurament d’exercicis).
Examen de recuperació
L'alumnat que no superi l’assignatura mitjançant l’avaluació continuada, tindrà l’opció de presentar-se a un examen de recuperació. Per aprovar, la nota de l’examen de recuperació haurà de ser superior a 5 punts sobre 10 i la nota final de l’assignatura, en aquest cas, serà la mitjana ponderada entre la nota d’aquest examen (85%) i la nota dels exercicis lliurats (15%).
Per participar a l’examen de recuperació, l'alumnat ha d'haver participat en un dels dos exàmens parcials.
Si l'alumnat només ha estat avaluat com a màxim d'un 33% de les proves i abandona, la qualificació final serà de NO AVALUABLE.
Avaluació única: L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en un examen de tot el temari de l’assignatura que es realitzarà el dia en què l'alumnat de l’avaluació continuada faci el segon examen parcial. La qualificació de l’alumnat serà la nota d’aquesta prova que ha de ser, com a mínim, de 5 sobre 10 per aprovar la assignatura. Si la nota final és inferior a 5, l’alumnat té una altra oportunitat de superar l’assignatura mitjançant l’examen de recuperació que se celebrarà el dia de l’examen de recuperació de l’alumnat amb avaluació continuada. La qualificació de l’alumnat serà la nota d’aquesta prova, que ha de ser igual o superior a 5 sobre 10 per aprovar l'assignatura.
Ús IA:
Ús permès: “En aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) com a part integrant del desenvolupament del treball, sempre que el resultat final reflecteixi una contribució significativa de l'estudiant en l'anàlisi i la reflexió personal. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.”
Frau acadèmic:
La realització de qualsevol irregularitat en un acte d’avaluació (frau acadèmic, plagi o ús indegut de la IA, tret que aquest ús estigui autoritzat expressament a la guia docent), que pugui conduir a una variació significativa de la qualificació, suposa que aquest acte es qualificarà amb un 0. En cas que la guia docent prevegi que per superar l’assignatura sigui requisit imprescindible haver obtingut una nota mínima en aquest acte d’avaluació o que es produeixin diverses irregularitats en els actes d’avaluació d’una mateixa assignatura, la qualificació final d’aquesta assignatura és 0. Al marge d’això, es podrà instruir un procés disciplinari a l’estudiant que incorri en alguna d’aquestes irregularitats.
Bibliografia
Llibres de text:
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. G. (2012). Organic chemistry (2nd ed.). Oxford University Press. (ISBN: 978-0-19-9270293).
https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1fbc57r/alma991004061659706709
Carey, F. A., & Sundberg, R. J. (2007). Advanced Organic Chemistry : Part A: Structure and Mechanisms (5th ed. 2007.). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-0-387-44899-2
(e-ISBN-13: 978-0-387-44899-2)
https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1fbc57r/alma991010407378506709
Smith, M. B., & March, J. (2020). March’s Advanced Organic Chemistry - Reactions, Mechanisms, and Structure (8th Edition) (Eighth edition). John Wiley & Sons. (ISBN:978-1-119-37178-6)
https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/rokuu2/cdi_knovel_primary_book_kpMAOCRM13
Enllaços web:
Diccionari IUPAC de Terminologia Química: http://goldbook.iupac.org/
Nomenclatura i Dibuix d’Estructures:
Free Chemical Drawing Software for Students | ChemSketch | ACD/Labs
Marvin - Chemical Drawing Software
Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
Programari
No hi ha programari
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Tipus de docència | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoria | 1 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 1 | Català/Castellà | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 2 | Català | primer quadrimestre | tarda |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 2 | Català/Castellà | primer quadrimestre | tarda |