Cuales son los Principios de quimica organica

“Principios de la Química Orgánica” 

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Introducción

Hablando generalmente la Química es sin duda una ciencia molecular, nuestra  investigación hace referencia al estudio de la química orgánica que es una parte de esta ciencia que se especializa en estudiar la estructura de los átomos, abordaremos algunas ramas de la química orgánica como las que nombraremos a continuación, explicando convenientemente lo términos.

El estudio de la estructura molecular que se ocupa del arreglo especial de los átomos o grupos en las moléculas, se conoce como Estereoquímica.

Uno de los aportes fundamentales desde el punto de vista histórico al estudio de la Estereoquímica fue la sugerencia hecha independientemente por Le Bel (francés) y van't Hoff (holandés) en 1874 de que las moléculas existen en forma tridimensional y que el carbono en compuestos orgánicos adopta un arreolo tetrahedral. Esta suposición fue entonces, el punto de partida para explicar ciertos fenómenos.

El estudio de la estereoquímica permite comprender mejor ciertas sutilezas de la estructura molecular donde ligeras diferencias en la configuración espacial como seria la diferencia que puede existir entre nuestra mano derecha e izquierda entre moléculas de un mismo compuesto hace que se comporten químicamente, de forma tan diferente.

Las sustancias químicas de origen biológico que constituyen los alimentos ofrecen infinidad de ejemplos donde la estructura molecular determina propiedades físicas tan evidentes como el olor o el sabor y propiedades químicas que pueden resultar letales.

A través de este  trabajo pretendemos introducir los conceptos estereoquímicos básicos fundamentales.

• Objetivos

• Investigaremos sobre los compuestos orgánicos y sus rupturas de enlace
• Hablaremos sobre los diferentes reacciones que existen
• Estudiaremos y comprenderemos la estereoquímica
• Clasificaremos todos los tipos de isómeros existentes
• Explicaremos lo de la estructura tridimensional.

• Para lograr estos objetivos vamos a investigar a fondo estos temas , escribir lo más claramente posible y poner los ejemplos que más podamos.

• REACTIVIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS

Son transformaciones que ocurren por ruptura y formación de nuevos enlaces en compuestos del carbono, suelen implicar cambios de hibridación y en los ángulos de enlace y la mayoría se llevan a cabo en sitios específicos de reactividad.

En todas las reacciones existen rupturas de enlaces y la formación de otros nuevos. Los enlaces son generalmente covalentes y su ruptura se clasifica en:

• Heterolítica: El enlace se rompe de forma asimétrica originándose dos iones, positivo  y negativo. Se produce en enlaces polares.

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• Homolítica: el enlace se rompe de manera simétrica dando lugar a dos radicales libres, cada uno con un e- desapareado, muy reactivos por tanto. Se produce en enlaces entre átomos con electronegatividades similares. Requiere aportación de energía.

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En las formaciones tiene que haber un sustrato:

• Carbocatíon: Resulta de una ruptura heterolítica y queda con carga positiva.
• Carboaníon: resulta de una ruptura heterolítica y queda con carga negativa.

El mecanismo de reacción resulta muy importante identificar dos componentes:

• Electrófilo: Tienen carga positiva u orbitales vacíos, por lo que preferirán sustratos con zonas de alta densidad electrónica (dobles y triples enlaces).

Cationes (E+ ): H+ , Br+ , Cl+ , I+ , NO+ , NO2 + , R3C+ , cationes metálicos … Moléculas (E): AlCl3 , BF3 , SO3

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• Neucleófilo:  Tienen carga negativa o pares de electrones libres disponibles para formar enlace, por lo que atacan sustratos con zonas de baja densidad electrónica y a los carbocationes.

Aniones (Nu- ): H- , Br- , OH- , F- , Cl- , RO- , CN- , HSO3 - , RCOO- Moléculas (Nu:): ROH, H2O, R3N

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• REACCIONES

De adición: Ocurren cuando las moléculas poseen dobles o triples enlaces y se le incorporan dos átomos o grupos de átomos disminuyendo la instauración de la molécula original.

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• De sustitución: Son aquellas en las que un átomo o grupo de átomos del sustrato son sustituidos por un átomo o grupo de átomo del reactivo.

Son reacciones características de los derivados halogenados, lo que permite obtener una gran variedad de productos cambiando el reactivo atacante.

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• De eliminación: Dos átomos o grupos de átomos que se encuentran en carbonos adyacentes se eliminan generándose un doble o triple enlace. Es la reacción opuesta a la adición.

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• De reordenamiento: Esta reacción consiste en un reordenamiento de los átomos de una molécula que origina otra con estructura distinta.

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• ESTEREOQUIMICA

Es la parte de la química que toma como base el estudio de la distribución espacial de los átomos que componen las moléculas y el cómo afecta esto a las propiedades y reactividad de dichas moléculas. También se puede definir como el estudio de los isómeros: compuestos químicos con la misma fórmula molecular pero de diferentes fórmulas estructurales. Resulta de interés el estudio del benceno. Una parte importante de la estereoquímica se dedica al estudio de moléculas quirales.
La estereoquímica proporciona conocimientos importantes para la química en general ya sea inorgánica, orgánica, biológica, fisicoquímica o química de polímeros.

Estos se pueden clasificar como los isómeros.

• ISOMEROS

La isomería consiste en que dos o más sustancias que responden a la misma fórmula molecular presentan propiedades químicas y/o físicas distintas.

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• Isómeros estructurales: Se diferencian en su cadena de enlace ya que sus átomos están conectados de forma diferente, se distinguen los siguientes tipos: isómeros de cadena, de posición y de función.

*Isómeros de cadena: Se distinguen por la diferente estructura de las cadenas carbonadas (ubicación), un ejemplo puede ser la formula global del pentano (C5H12)

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*Isómero de posición: Es el grupo funcional que ocupa una posición diferente en cada isómero, por ejemplo:

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*Isómero de función: Son compuestos de igual formula molecular que presentan funciones químicas diferentes, pero pertenecen a familias diferentes (alcohol y éter) por ello se clasifican como isómeros de función. por ejemplo

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• Estereoisomeros: Presenta sustancias que con la misma estructura tienen una diferente distribución espacial de sus átomos, existen dos tipos: Estereoisomeros enantiomeros y diastereoisomeros.

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*Estereoisomero enantiomeros: Son imágenes especulares que no se pueden superponer mutuamente (Se dice que la imagen del isómero se “superpone” cuando una estructura se empalma sobre la otra y coinciden las posiciones de todos los átomos). Se caracteriza por los átomos que se unen al carbono son todos diferentes, se dice que es un carbono quiral.

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*Sistema de notación R/S de Cahn, Ingold y Prelog

Los descriptores permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogenico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes.

¿Cómo nombrar a estas moléculas orgánicas?

Una molécula con un centro estereogenico tendrá por ejemplo configuración R, su imagen especular o enantiomero tendrá necesariamente configuración S

1.-Ordene los cuatro átomos o grupos de átomos unidos al carbono quiral en orden de prioridad, esto proporciona el siguiente orden de prioridad decreciente: I, Br, Cl, S, P, F, O, N, C, H.

2.-Proyecte la molécula de tal forma que el átomo de menor prioridad sea el que se aleje, es decir, que puede hacia atrás

3.-Seleccione el grupo que tenga mayor prioridad y dibuje una flecha hacia el grupo que le sigue en orden de prioridad. Si esta flecha tiene el sentido de las manecillas del reloj, la configuración es R. Si la flecha sigue un sentido contrario a las manecillas del reloj, la configuración es S.

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