Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.2. Métodos de química cuántica  5.3. Diseño de fármacos computacional  5.4. Aprendizaje automático en química  5.5. Dinámica molecular ab initio
  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

Doctorado → Química orgánica ↓


Química Organometálica en la Síntesis Orgánica


En química orgánica, la química organometálica juega un papel vital debido a la reactividad única y versatilidad de los compuestos organometálicos. La introducción a los compuestos organometálicos se centra en las moléculas que contienen al menos un enlace metal-carbono, donde los metales pueden variar desde elementos del grupo principal hasta metales de transición. Estos compuestos han revolucionado las metodologías sintéticas, proporcionando rutas más eficientes y selectivas para moléculas complejas.

¿Qué son los compuestos organometálicos?

Los compuestos organometálicos son moléculas que contienen un enlace directo entre un átomo de metal y un átomo de carbono. El átomo de metal puede ser de diferentes grupos en la tabla periódica, mientras que el carbono puede ser parte de diferentes grupos orgánicos, como alquilo, arilo o alquenilo.

Importancia en la síntesis orgánica

El papel de la química organometálica en la síntesis orgánica es significativo, ya que estos compuestos pueden actuar como tanto nucleófilos como electrófilos. Su capacidad para participar en una variedad de reacciones, como acoplamiento cruzado, adición y metátesis, ha abierto nuevas vías en la preparación de fármacos, polímeros y productos naturales complejos.

Reactivo de Grignard

Los reactivos de Grignard, generalmente denotados como RMgX (donde R es un grupo orgánico y X es un halógeno), son uno de los reactivos organometálicos más utilizados. Estos reactivos se preparan al reaccionar haluros de alquilo o arilo con metal de magnesio. Una característica distintiva de los reactivos de Grignard es su capacidad para reaccionar con electrófilos para formar enlaces carbono-carbono.

R-Br + Mg → RMgBr

Los reactivos de Grignard son nucleófilos y reaccionan fácilmente con una variedad de electrófilos como los compuestos carbonílicos. Por ejemplo:

R-MgBr + R'-CHO → R-CH(OH)-R'
R-MgBr R'-CHO R-CH(OH)-R'

Esta ilustración muestra el proceso de conversión de un grupo carbonilo a un alcohol usando el reactivo de Grignard.

Reactivos de Organolitio

Los reactivos de organolitio, denotados como RLi, son otra clase de compuestos organometálicos ampliamente utilizados en la síntesis orgánica. Actúan como bases poderosas y nucleófilos, desempeñando un papel similar a los reactivos de Grignard pero generalmente con mayor reactividad.

Los compuestos de organolitio pueden prepararse mediante la reacción de un haluro de alquilo con litio:

2 R-Br + 2 Li → 2 RLi + Br2

La fuerte naturaleza básica permite que los compuestos de organolitio desprotonen una variedad de sustratos:

R-Li + HR' → RH + R'-Li

Esta reacción es útil para generar carbaniones, que posteriormente pueden usarse para ataques nucleofílicos a electrófilos.

Catalizadores de metales de transición

Los metales de transición forman la base de muchos ciclos catalíticos involucrados en transformaciones orgánicas complejas. Su capacidad para cambiar entre diferentes estados de oxidación, así como la diversidad de ligandos con los que pueden coordinarse, los convierte en catalizadores ideales para una variedad de reacciones.

Reacciones de acoplamiento cruzado

Las reacciones de acoplamiento cruzado son un grupo de métodos donde los reactivos organometálicos se acoplan con electrófilos orgánicos en presencia de catalizadores metálicos. Una de las reacciones de acoplamiento cruzado más prominentes es el acoplamiento de Suzuki, que acopla compuestos de organoboro con haluros.

RB(OH)2 + R'-X → RR' + BX + H2O

En esta reacción, el catalizador de paladio ayuda a formar un nuevo enlace carbono-carbono entre dos grupos orgánicos diferentes.

Rb(OH)2 R'-X R-R'

Esta ilustración muestra la posibilidad de conversión ofrecida por el acoplamiento de Suzuki utilizando un catalizador de metal de transición.

Metátesis de olefinas

La metátesis de olefinas es una reacción poderosa en la que los sustituyentes alrededor del doble enlace de un alqueno se redistribuyen para formar nuevas olefinas. Catalizada por carbenos metálicos, este proceso es útil en la síntesis de polímeros, productos farmacéuticos y petroquímicos.

R-CH=CH-R' + R''-CH=CH-R''' → R-CH=CH-R''' + R''-CH=CH-R'

Los catalizadores a base de rutenio a menudo facilitan este proceso debido a su robustez y tolerancia a grupos funcionales.

R-CH=CH-R' R''-CH=CH-R''' R-CH=CH-R''' R''-CH=CH-R'

Reacciones de carbonilación

Las reacciones de carbonilación introducen monóxido de carbono en sustratos orgánicos, proporcionando una ruta eficiente para compuestos carbonílicos. Los reactivos organometálicos, particularmente aquellos que involucran níquel y paladio, facilitan estas transformaciones.

Un ejemplo común es la conversión de haluros de alquilo a ácidos carboxílicos:

RX + CO + H2O → R-COOH + HX

La incorporación de CO de manera controlada depende en gran medida de un ciclo catalítico facilitado por metales de transición.

Aplicaciones en el desarrollo de fármacos

Muchos compuestos farmacéuticos involucran estructuras moleculares complejas que son difíciles de sintetizar utilizando métodos orgánicos convencionales. La química organometálica proporciona herramientas únicas para crear selectivamente estas moléculas.

Por ejemplo, la reacción de Pyrrola–Paar, impulsada por un catalizador de paladio, permite la construcción de marcos de indol comúnmente encontrados en muchos productos naturales e ingredientes farmacéuticos activos.

El futuro de la química organometálica

Con los avances en el modelado computacional y la química verde, el futuro de la química organometálica parece prometedor. Los investigadores se centran en desarrollar reactivos y catalizadores más ecológicos, reduciendo el impacto ambiental y aumentando la eficiencia de las reacciones.

La integración de metales biocompatibles y el descubrimiento de nuevas estructuras de ligandos continuarán ampliando las fronteras de la síntesis orgánica.

Conclusión

En general, la química organometálica está en el núcleo de la síntesis orgánica moderna, proporcionando rutas sin precedentes para crear moléculas complejas con precisión. Ya sea trabajando con reactivos de Grignard simples en el banco de laboratorio o diseñando nuevos procesos catalizados por metales de transición, el impacto de los compuestos organometálicos abarca una variedad de campos, incluidos los productos farmacéuticos, la agricultura y la ciencia de materiales.


Doctorado → 2.3


U
username
0%
completado en Doctorado

← Anterior (2.2.5)
Estereoquímica dinámica
Siguiente (2.3.1) →
Reactivos de organolitio y organomagnesio

Comentarios 



Química Organometálica en la Síntesis Orgánica

https://www.chemistryelite.com/phd/2.3?ceal=es