Datos Identificativos 2018/19
Asignatura (*) Aplicacións Sintéticas dos Compostos Organometálicos Código 610509112
Titulación
Mestrado Universitario en Investigación Química e Química Industrial (Plan 2017)
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial Anual
Primeiro Optativa 3
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Química
Coordinación
Sarandeses Da Costa, Luis Alberto
Correo electrónico
luis.sarandeses@udc.es
Profesorado
Perez Sestelo, Jose
Sarandeses Da Costa, Luis Alberto
Correo electrónico
jose.perez.sestelo@udc.es
luis.sarandeses@udc.es
Web http://www.usc.es/gl/centros/quimica/curso/master.html
Descrición xeral Esta materia é básica na especialidade Química Sintética porque estuda a reactividade dos compostos organometálicos e as súas aplicacións en síntese e catálise. Así mesmo, os conceptos abordados nesta materia son de utilidade noutras de módulos veciños como Estrutura e Reactividade Química, Nanoquímica e Novos Materiais e Química Biolóxica.
Esta materia está integrada na especialidade Química Sintética. Relaciónase coas materias Compostos Organometálicos e Química de Coordinación Avanzada, que recollen aspectos xerais da estrutura e reactividade dos compostos organometálicos e dos complexos metálicos de coordinación.
A utilización dos compostos organometálicos e a catálise por metais de transición son ferramentas fundamentais da química sintética actual, tanto no seu aspecto académico como no industrial. A síntese orgánica actual exponse o desenvolvemento de procesos máis selectivos e sustentables, obxectivos para os que se requiren con frecuencia os compostos organometálicos e a catálise.

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 CE1 - Definir conceptos, principios, teorías e feitos das diferentes áreas especializadas da Química
A2 CE2 - Propoñer alternativas para resolver os problemas químicos complexos das diversas especialidades químicas
A3 CE4 - Innovar en métodos de síntese e análise química relacionados coas diferentes áreas da Química.
A6 CE6 - Deseñar procesos que impliquen o tratamento ou eliminación de produtos químicos perigosos
A8 CE8 - Analizar e utilizar os datos obtidos de forma independente en experimentos de laboratorio complexos relacionándoos coas técnicas químicas, físicas ou biolóxicas axeitadas, incluíndo o uso de fontes bibliográficas primarias
B1 CB6 – Posuír e comprender coñecementos que acheguen unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
B2 CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo.
B4 CB9 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüedades.
B5 CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en gran medida autodirixido ou autónomo.
B7 CG2 - Identificar información da literatura utilizando as canles axeitadas e integrar esta información para crear e contextualizar un tema de investigación.
B10 CG5 - Usar a terminoloxía científica en inglés para discutir os resultados experimentais no contexto da profesión química
B11 CG6 - Aplicar correctamente as novas tecnoloxías de capturar e organizar a información para resolver problemas na actividade profesional

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Comprender o fundamento dos ciclos catalíticos desde o punto de vista das coordenadas de reacción e as superficies de enerxía potencial.. AM1
AM6
AM8
BM5
Entender as aplicacións en sínteses da diversidade de procesos de formación de ligazóns mediadas por compostos organometálicos. AM2
AM3
AM6
BM1
BM2
BM4
BM7
BM10
BM11
Propor secuencias sintéticas con desconexións crave baseadas en procesos sintéticos de compostos organometálicos AM2
AM3
AM6
BM1
BM2
BM4
BM7
BM11

Contidos
Temas Subtemas
Tema 1. Principios e fundamentos enerxéticos dos ciclos catalíticos organometálicos. • Conceptos xerais.
• Termodinámica e cinética dos cíclos catalíticos de reaccións catalizadas por metais de transición.
• Aplicación: Acoplamiento cruzado catalizado por Pd; Sinerxía entre resultados computacionais e experimentais.
Tema 2. Reaccións de acoplamiento cruzado e reacción de Heck. • Reaccións de acoplamiento cruzado. Xeneralidades. Grupos saíntes. Metais. Selectividade.
• Reaccións de formación de enlaces carbono—carbono: organometálicos de Li, Zn, Al, Zr, Sn, Cu; compostos de B e Se; outros metais; enolatos.
• Reaccións de formación de enlaces carbono–heteroátomo.
• Reacción de *Heck. Compoñentes da reacción. Reaccións inter- e intramoleculares. Reaccións de Heck asimétricas. Reaccións de Heck con especies organometálicas.
Tema 3. Reaccións de inserción. • Reaccións de carbonilación. Xeneralidades. Mecanismo.
• Reaccións de acoplamiento carbonilante.
• Reaccións de hidroformilación.
• Reaccións de carbonilación con complexos de carbonilo.
• Carboxilación.
• Reaccións de descarbonilación e acoplamiento descarbonilante.
• Outras reaccións de inserción con circonio e titanio.
Tema 4. Reaccións de complexos n3-alilo. • Complexos n3-alilo de Paladio (1. Síntese e propiedades. 2. Rexioselectividade e estereoselectividade)
• Reaccións de substitución alílica catalizadas por complexos de Paladio (1. Alquilación alílica. 2. Aminación, eterificación e redución alílica. 3. Reaccións de ciclación a través de procesos de inserción en alquenos. 4. Reaccións de cicloadición a través de intermedios trimetilenometano).
• Reaccións de substitución alílica catalizadas por complexos doutros metais de transición (Iridio, Níquel, Ferro, Molibdeno).
• Reaccións de alilación con alquinos e alenos catalizadas por complexos de Rodio.
Tema 5. Reaccións de complexos electrófilos de alquenos, alquinos, dienos e arenos. • Reaccións de inserción en alquinos e reaccións tándem tipo Heck, Suzuki, etc..
• Reaccións de inserción mediadas por outros metais (Zr e Ti).
• Adicións electrófilas sobre alquenos e alquinos.
• Reacción de Nicholas e Pauson-Khand.
• Reaccións de alquenos con paladio en alto estado de oxidación.
• Aplicacións sintéticas de complexos n4-dienilo e n6-areno.
Tema 6. Reactividade de carbenos metálicos. • Características dos carbenos.
• Carbenos de metais de transición. Estrutura e tipos.
• Transformacións que involucran carbenos de metais de transición.
• Metátesis de olefinas.
Tema 7. Reaccións de activación de enlaces C–H. • Introdución á activación de enlaces C-H: relevancia, dificultades e principais mecanismos de activación.
• Reaccións de inserción de carbenos e nitrenos.
• Reacción de borilación catalizada por Ir.
• Funcionalización de alcanos e arenos catalizada por Pd(*II): osixenación, arilación, halogenación, reacción de Heck oxidante.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Seminario A1 A2 A3 A6 A8 B1 B2 B4 B5 B7 B10 B11 7 18 25
Proba mixta A1 A2 A3 B2 B5 3 0 3
Sesión maxistral A1 A8 B1 B2 B7 B10 B11 12 33 45
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Seminario Seminarios realizados con profesorado propio do Máster, ou con profesionais convidados da empresa, a administración ou doutras universidades. Sesións interactivas relacionadas coas distintas materias con debates e intercambio de opinións cos alumnos.
Resolución de exercicios prácticos (problemas, cuestiones tipo test, interpretación e procesamento da información, avaliación de publicacións científicas, etc.)
Así mesmo, durante os seminarios contémplase a posibilidade de levar a cabo outras metodoloxías:
– Realización de traballos, tanto individualmente, como en grupo, sobre temas científicos relacionados coas distintas materias do Máster.
– Exposición oral de traballos, informes, etc., incluíndo debate con profesores e alumnos.
– Utilización de programas informáticos especializados e internet. Soporte docente *on-*line (Campus Virtual).
Proba mixta Prográmase 1 exame escrito final, que permitirá avaliar obxectivamente o grao de asimilación e a capacidade de aplicación dos contidos da materia por parte do alumno. A proba obxectiva incluirá un único tipo de preguntas, que estarán relacionadas coa estrutura, a reactividade e a síntese de compostos orgánicos, e que permitirán determinar se as respostas son correctas.
Sesión maxistral Clases presenciais teóricas. Clases expositivas (utilización da pizarra, computador, canón), complementadas coas ferramentas propias da docencia virtual.

Atención personalizada
Metodoloxías
Seminario
Sesión maxistral
Descrición
Prográmanse 2 tutorías individuais ou en grupo reducido para comprobar a comprensión da materia e complementar a formación do alumno mediante resolución de dúbidas e outras cuestións.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Seminario A1 A2 A3 A6 A8 B1 B2 B4 B5 B7 B10 B11 A avaliación continua terá un peso do 40% na cualificación da materia e constará os seguintes compoñentes: resolución de problemas e casos prácticos (15%), exposición oral [(casos prácticos, problemas), 10%] e cuestións orais durante o curso (10%) e asistencia e participación (10%). 40
Proba mixta A1 A2 A3 B2 B5 O exame final versará sobre a totalidade dos contidos da materia. 60
 
Observacións avaliación

A avaliación desta materia farase mediante avaliación continua e a realización dun exame final.

Os alumnos repetidores terán o mesmo réxime de asistencia ás clases que os que cursan a materia por primeira vez.

A avaliación continua (N1) terá un peso do 40% na cualificación da materia e constará os seguintes compoñentes: resolución de problemas e casos prácticos (15%), exposición oral [(casos prácticos, problemas), 10%] e cuestións orais durante o curso (10%) e asistencia e participación (10%).

O exame final (N2) versará sobre a totalidade dos contidos da materia.

A cualificación do alumno obterase como resultado de aplicar a fórmula seguinte:

Nota final = máximo (0.4 x N1 + 0.6 x N2)

Sendo N1 a nota numérica correspondente á avaliación continua (escala 0–10) e N2 a nota numérica do exame final (escala 0–10).


Fontes de información
Bibliografía básica Bates, R. (2012). Organic Synthesis Using Transition Metals, 2nd Ed.. Wiley
Hegedus, L. S. (1999). Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules, 2nd Ed.. University Science Books

Bibliografía complementaria Negishi, E., Ed. (2002). Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis. Wiley
De Meijere, A., Bräse, S., Oestreich, M. (2014). Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions and More. Wiley-VCH
Cybulski, A.; Moulijn, J. A.; Stankiewicz, A. (2010). Novel Concepts in Catalysis and Chemical Reactors: Improving the Efficiency for the Future. Wiley-VCH
Luther, G. W. (2016). Reactivity of Transition Metal Complexes: Thermodynamics, Kinetics and Catalysis, in Inorganic Chemistry for Geochemistry and Environmental Sciences: Fundamentals and Applications. Wiley
Yu, J.-Q. (2016). Science of Synthesis: Catalytic Transformations via C-H Activation Vol. 1 & 2. Thieme
Crabtree, R. H. (2005). The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 4th Ed.. Wiley
Kazmaier, U. (2012). Transition Metal Catalyzed Enantioselective Allylic Substitution in Organic Synthesis. Springer-Verlag
Beller, M., Bolm, C. (2004). Transition Metals for Organic Synthesis, 2nd Ed.. Wiley-VCH
Ananikov, V. P. (2015). Understanding Organometallic Reaction Mechanisms and Catalysis: Computational and Experimental Tools. Wiley-VCH


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Procesos Industriais e Sustentabilidade/610509104
Química Organometálica/610509111
Determinación Estrutural Avanzada/610509103
Estrutura e Reactividade dos Compostos Orgánicos/610509114

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Síntese estereoselectiva/610509113

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías