Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Aplicaciones Sintéticas de los Compuestos Organometálicos Código 610509112
Titulación
Mestrado Universitario en Investigación Química e Química Industrial (Plan 2017)
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial Anual
Primero Optativa 3
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Química
Coordinador/a
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
Descripción general 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 del título
Código Competencias del título
A1 CE1 - Definir conceptos, principios, teorías y hechos especializados de las diferentes áreas de la Química
A2 CE2 -Proponer alternativas para la resolución de problemas químicos complejos de las diferentes especialidades químicas
A3 CE4 - Innovar en los métodos de síntesis y análisis químico relacionados con las diferentes áreas de la Química.
A6 CE6 - Diseñar procesos que impliquen el tratamiento o eliminación de productos químicos peligrosos
A8 CE8 - Analizar y utilizar los datos obtenidos de manera autónoma en los experimentos complejos de laboratorio relacionándolos con las técnicas químicas, físicas o biológicas apropiadas, e incluyendo el uso de fuentes bibliográficas primarias
B1 CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
B2 CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
B4 CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
B5 CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
B7 CG2 - Identificar información de la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación
B10 CG5 - Utilizar terminología científica en lengua inglesa para argumentar los resultados experimentales en el contexto de la profesión química
B11 CG6 - Aplicar correctamente las nuevas tecnologías de captación y organización de información para solucionar problemas en la actividad profesional

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Comprender el fundamento de los ciclos catalíticos desde el punto de vista de las coordenadas de reacción y las superficies de energía potencial. AM1
AM6
AM8
BM5
Entender las aplicaciones en síntesis de la diversidad de procesos de formación de enlaces mediadas por compuestos organometálicos. AM2
AM3
AM6
BM1
BM2
BM4
BM7
BM10
BM11
Proponer secuencias sintéticas con desconexiones clave basadas en procesos sintéticos de compuestos organometálicos. AM2
AM3
AM6
BM1
BM2
BM4
BM7
BM11

Contenidos
Tema Subtema
Tema 1. Principios y fundamentos energéticos de los ciclos catalíticos organometálicos. • Conceptos generales
• Termodinámica y cinética del cíclo catalítico de reacciones catalizadas por metales de transición.
• Aplicación: Acoplamiento cruzado catalizado por Pd; Sinergia entre resultados computacionales y experimentales.
Tema 2. Reacciones de acoplamiento cruzado y reacción de Heck. • Reacciones de acoplamiento cruzado. Generalidades. Grupos salientes. Metales. Selectividad.
• Reacciones de formación de enlaces carbono–carbono: organometálicos de Li, Zn, Al, Zr, Sn, Cu; compuestos de B y Si; otros metales; enolatos.
• Reacciones de formación de enlaces carbono–heteroátomo.
• Reacción de Heck. Componentes de la reacción. Reacciones inter- e intramoleculares. Reacciónes de Heck asimétricas. Reacciones de Heck con especies organometálicas.
Tema 3. Reacciones de inserción. • Reacciones de carbonilación. Generalidades. Mecanismo.
• Reacciones de acoplamiento carbonilante.
• Reacciones de hidroformilación.
• Reacciones de carbonilación con complejos de carbonilo.
• Carboxilación.
• Reacciones de descarbonilación y acoplamiento descarbonilante.
• Otras reacciones de inserción con circonio y titanio.
Tema 4. Reacciones de complejos n3-alilo. • Complejos n3-alilo de Paladio (1. Síntesis y propiedades. 2. Regioselectividad y estereoselectividad)
• Reacciones de sustitución alílica catalizadas por complejos de Paladio (1. Alquilación alílica. 2. Aminación, eterificación y reducción alílica. 3. Reacciones de ciclación a través de procesos de inserción en alquenos. 4. Reacciones de cicloadición a través de intermedios trimetilenometano).
• Reacciones de sustitución alílica catalizadas por complejos de otros metales de transición (Iridio, Níquel, Hierro, Molibdeno).
• Reacciones de alilación con alquinos y alenos catalizadas por complejos de Rodio.
Tema 5. Reacciones de complejos electrófilos de alquenos, alquinos, dienos y arenos. • Reacciones de inserción en alquinos y reacciones tándem tipo Heck, Suzuki, etc..
• Reacciones de inserción mediadas por otros metales (Zr y Ti).
• Adiciones electrófilas sobre alquenos y alquinos.
• Reacción de Nicholas y Pauson-Khand.
• Reacciones de alquenos con paladio en alto estado de oxidación.
• Aplicaciones sintéticas de complejos n4-dienilo y n6-areno.
Tema 6. Reactividad de carbenos metálicos. • Características de los carbenos.
• Carbenos y metales de transición. Estructura y tipos.
• Transformaciones que involucran carbenos de metales de transición.
• Metátesis de olefinas.
Tema 7. Reacciones de activación de enlaces C–H. • Introducción a la activación de enlaces C-H: relevancia, dificultades y principales mecanismos de activación.
• Reacciones de inserción de carbenos y nitrenos
• Reacciones de borilación catalizada por Ir
• Funcionalización de alcanos y arenos catalizada por Pd(II): oxigenación, arilación, halogenación, reacción de Heck oxidante.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Seminario A1 A2 A3 A6 A8 B1 B2 B4 B5 B7 B10 B11 7 18 25
Prueba mixta A1 A2 A3 B2 B5 3 0 3
Sesión magistral A1 A8 B1 B2 B7 B10 B11 12 33 45
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Seminario Seminarios realizados con profesorado propio del Máster, o con profesionales invitados de la empresa, la administración o de otras universidades. Sesiones interactivas relacionadas con las distintas materias con debates e intercambio de opiniones con los alumnos.
Resolución de ejercicios prácticos (problemas, cuestiones tipo test, interpretación y procesamiento de la información, evaluación de publicaciones científicas, etc.)
Asimismo, durante los seminarios se contempla la posibilidad de llevar a cabo otras metodologías:
– Realización de trabajos, tanto individualmente, como en grupo, sobre temas científicos relacionados con las distintas materias del Máster.
– Exposición oral de trabajos, informes, etc., incluyendo debate con profesores y alumnos.
– Utilización de programas informáticos especializados e internet. Soporte docente on-line (Campus Virtual).
Prueba mixta Se programa 1 examen escrito final, que permitirá evaluar objetivamente el grado de asimilación y la capacidad de aplicación de los contenidos de la materia por parte del alumno. La prueba objetiva incluirá un único tipo de preguntas, que estarán relacionadas con la estructura, la reactividad y la síntesis de compuestos orgánicos, y que permitirán determinar si las respuestas son correctas.
Sesión magistral Clases presenciales teóricas. Clases expositivas (utilización de pizarra, ordenador, cañón), complementadas con las herramientas propias de la docencia virtual.

Atención personalizada
Metodologías
Seminario
Sesión magistral
Descripción
Se programan 2 tutorías individuales o en grupo reducido para comprobar la comprensión de la materia y complementar la formación del alumno mediante resolución de dudas y otras cuestiones.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Seminario A1 A2 A3 A6 A8 B1 B2 B4 B5 B7 B10 B11 La evaluación continua tendrá un peso del 40% en la calificación de la asignatura y constará los siguientes componentes: resolución de problemas y casos prácticos (15%), exposición oral [(casos prácticos, problemas), 10%] y cuestiones orales durante el curso (10%) y asistencia y participación (10%). 40
Prueba mixta A1 A2 A3 B2 B5 El examen final versará sobre la totalidad de los contenidos de la asignatura. 60
 
Observaciones evaluación

La evaluación de esta materia se hará mediante evaluación continua y la realización de un examen final.

Los alumnos repetidores tendrán el mismo régimen de asistencia a las clases que los que
cursan la asignatura por primera vez.

La evaluación continua (N1) tendrá un peso del 40% en la calificación de la asignatura y
constará los siguientes componentes: resolución de problemas y casos prácticos
(15%), exposición oral [(casos prácticos, problemas), 10%] y cuestiones orales
durante el curso (10%) y asistencia y participación (10%).

El examen final (N2) versará sobre la totalidad de los contenidos de la asignatura.

La calificación del alumno se obtendrá cómo resultado de aplicar la fórmula siguiente:

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

Siendo N1 la nota numérica correspondiente a la evaluación continua (escala 0–10) y N2 la
nota numérica del examen final (escala 0–10).


Fuentes de información
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

Complementária 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


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Procesos Industriales y Sostenibilidad/610509104
Química Organometálica/610509111
Determinación Estructural Avanzada/610509103
Estructura y Reactividad de los Compuestos Orgánicos/610509114

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Síntesis estereoselectiva/610509113

Asignaturas que continúan el temario

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