1. Química Orgánica
1. Introducción a la reactividad de los compuestos
orgánicos
2. Estudio de los principales tipos de reacciones
orgánicas: Sustitución, adición, eliminación y
oxidación-reducción.
3. Ejemplos característicos de reacciones orgánicas de
interés, con especial referencia a la obtención de
alcoholes, ácidos y ésteres; propiedades e
importancia de los mismos.
4. Polímeros y reacciones de polimerización.
5. Utilización de sustancias orgánicas en el desarrollo
de la sociedad actual. Problemas medioambientales.
6. La síntesis de medicamentos.
7. Importancia y repercusiones de la industria química
orgánica.
Patricio Gómez Lesarri
2. Objetivos
1. Describir las características de una serie homóloga
2. Nombrar los posibles isómeros estructurales
3. Describir las reacciones de combustión y halogenación de alcanos
4. Describir las reacciones de polimeración de alquenos
5. Describir las oxidaciones de alcoholes primarios y secundarios
6. Explicar los mecanismos de sustitución SN
1 y SN
2
7. Describir los mecanismo de AE. Regla de Markonikov
8. Describa el mecanismo de AN: cianhidrinas
9. Describa el mecanismo de la Eliminación de alcoholes
10. Describa las reacciones de A-E: condensaciones
11. Explique la hidrólisis de los derivados halogenados del benceno
12. Describa las reacciones de los reactivos de Grignard con agua, aldehidos y cetonas
13. Describa las propiedades ácido–base de fenoles, ácidos y aminas
3. 1. Introducción a la reactividad
de los compuestos orgánicos
Esqueleto hidrocarbonado
apolar: inercia química
Reactividad concentrada en
insaturaciones (enlaces π) o
en enlaces polares
Efecto inductivo
Efecto mesómero
5. 1. Efecto mesómero
Efecto causado por los sustituyentes a un átomo de carbono que
pueden aportar (+ M) o captar electrones (- M) al resto de la
molécula mediante formas resonantes relevantes
Fue establecido por R. Ingold en 1938
6. 1. Tipos de ruptura de enlace
Heterolítica: el enlace se rompe mediante
un reparto asimétrico de los electrones,
que son retenidos por el átomo más
electronegativo. Se forman iones:
carbocationes o carbaniones
Homolítica: se produce un reparto
equitativo de electrones, con formación de
radicales, especies con electrones
desapareados
Intermedios de reacción: especies que se
forman transitoriamente a lo largo del curso
de la reacción.
Estabilidad 3º > 2º > 1º (efecto
inductivo)
7. 1. Halogenación de alcanos
Fase de iniciación (UV)
Fase de propagación
Fase de terminación
8. 1. Tipos de reactivos orgánicos
Nucleófilo: reactivo que
tiene afinidad por los centros
de cargas positivos o
carbocationes. Son aniones o
bases de Lewis. Ejemplos
NH3, OH-, etc
Electrófilo: reactivo que tiene
afinidad por los centros de
carga negativa o carbaniones.
Son cationes o ácidos de
Lewis. Ejemplos: H+
9. 2. Tipos principales de reacciones orgánicas
Sustitución: se sustituyen un
átomo o grupo de átomos por
otro
Adición: se agrega un átomo a
un doble enlace
Eliminación: se produce la
salida de un grupo de átomos
Adición-eliminación
(condensación)
Oxidación-reducción
10. 2. Sustitución nucleófila (SN
2)
Reacción de los derivados
halogenados (inertes) con
hidróxidos
R-X + NaOH (dil) ROH + Cl-
SN
2 (Bimolecular): entrada
del hidroxilo concertada con
la salida del grupo
Orden de reacción: 2
Selectividad estereoquímica
v = K. RX[ ]. OH-éë ùû
11. 2. Sustitución nucleófila (SN
1)
R-X + NaOH (dil) ROH + Cl-
SN
1 (Unimolecular): eliminación del
grupo saliente, formación de un
carbocatión y entrada del hidroxilo
Estabilidad del carbocatión
intermedio: carbocatión terciario
Impedimento estérico
Orden de reacción: 1
Mezclas racémicas
v = K. RX[ ]
12. 2. Sustitución nucleófila en arenos
Sustitución nucleófila en en
cadena lateral similar a las
cadenas alifáticas
Sustitución nucleófila en el anillo
impedida por la densidad
electrónica del benceno
13. 2. Adición electrófila
AE : adición sobre dobles o
triples enlaces de hidrácidos
C=C + HX CH-CX
Regla de Markownikov:
Adición de H sobre el
átomo con más
hidrógenos
(Formación del
carbocatión más
estable)
14. 2. Adición electrófila
Adición sobre dobles o triples de
bromo (agua de bromo) es un
ensayo para saber si el hidrocarburo
es saturado
C=C + Br2 (aq) CBr-CBr
(naranja/amarillo) (incoloro)
Adición de H2 ( catalizada con
platino) (fabricación de margarinas)
Adición de agua (a. Fosfórico )
15. 2. Adición nucleófila
AN : adición sobre grupo carbonilo de nucleófilo o formación
de cianhidrinas
R-C=O + CN- RCOH-CN
16. 2. Adición nucleófila
Hidrólisis ácida de las cianhidrinas
Síntesis de α hidroxiácidos
Adición de un átomo de carbono a
la cadena principal
17. 2. Eliminación
E : deshidratación de alcoholes
con ácido sulfúrico
ROH + H2SO4 H2O + alqueno
Regla de Saytzev:
Formación del alqueno
más ramificado, más
estable
termodinámicamente
18. 3. Reacciones de condensación
adición / eliminación
AE : esterificación o formación de
amidas
RCOOH + R´OH + H+ R-COO-R´ + H2O
Esterificación: medio ácido
Saponificación: medio básico
19. 3. Reactivos de Grignard
Compuestos organometálicos:
enlace carbono –metal
Reacción con grupo carbonilo
para formar alcoholes medio éter
Reacción con CO2 forma ácidos
carboxílicos
Medio acuoso: alcanos
20. 3. Reacciones redox
Oxidación: ganancia de
oxígeno o pérdida de hidrógeno
Oxidantes: K2Cr2O7 o KMnO4
Alcohol 1º aldehído
ácido
Alcohol 2º cetona
Alcohol 3º requiere enlace C-H
Reducción: ganancia de
hidrógeno o pérdida de oxígeno
Reductores: H2 Pt catalizador
Alquino, alqueno alcano
21. 3. Reacciones ácido-base
Ácido carboxílicos
Aumento de la acidez con grupos que
ejerzan efecto inductivo electrón
atrayente: estabilizan la carga del ión
carboxilato)
22. 3. Reacciones ácido-base
Aminas
Efecto inductivo electrón
donador (alquilos) aumentan la
basicidad de las aminas
24. 4. Polímeros
Polímero: estructura formada
por repetición de unidades
básicas (monómeros)
Lineales y ramificados
Homopolímeros y copolímeros
Termoestables y termolábiles
Vulcanización
25. 4. Polímeros de adición
Polímeros de adición : estructura
formada por reacción de adición
de los monómeros: PET, teflón...
26. 4. Polímeros de condensación
Polímeros de condensación
Reacción de condensación
de poliésteres o poliamidas