Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Reacciones Pericíclicas


Las reacciones pericíclicas son una clase de reacciones orgánicas que proceden a través de un proceso coordinado y generalmente implican la redistribución cíclica de electrones de enlace. Estas reacciones no involucran intermediarios iónicos o radicales y ocurren a través de un mecanismo cerrado. Comprender las reacciones pericíclicas es importante en la química orgánica porque proporcionan información sobre las transformaciones moleculares y el comportamiento de los electrones en procesos cíclicos.

Tipos de reacciones pericíclicas

1. Reacciones de cicloadición

Las reacciones de cicloadición implican la interacción de dos sistemas π, formando un nuevo anillo. Un ejemplo común es la reacción de Diels-Alder, en la cual un dieno conjugado reacciona con un dienófilo para formar un sistema ciclohexeno.

    │ │ │ + │ │ │ → ciclohexeno

La reacción de Diels-Alder es un ejemplo clásico de una reacción de cicloadición [4+2], donde cuatro electrones π del dieno y dos electrones π del dienófilo participan en la formación del producto cíclico.

2. Reacciones electrocíclicas

Las reacciones electrocíclicas implican la conversión de enlaces π a enlaces σ o viceversa, resultando en la formación o ruptura de anillos. Estas reacciones son reversibles y su dirección depende de las condiciones térmicas o fotoquímicas.

Cadena abierta anillo cerrado

Un ejemplo de una reacción electrocíclica es el cierre de anillo de hexatrienos para formar ciclohexadienos. Según las reglas de Woodward-Hoffmann, la reacción puede proceder por una vía conrotatoria permitida térmicamente o por una vía disrotatoria permitida fotoquímicamente.

3. Reordenamiento sigmatrópico

Los reordenamientos sigmatrópicos implican la migración de un enlace σ adyacente a uno o más sistemas π, resultando en un cambio estructural sin cambiar el número total de enlaces π o σ. Estas reacciones están representadas por dos números en paréntesis, como [1,3] o [3,3], que indican la ruta de migración.

R1─R2─R3 → R1─R3─R2
    [1,3]

Un ejemplo típico de un reordenamiento sigmatrópico es el reordenamiento de Cope, que se caracteriza por un cambio [3,3] de los átomos de carbono.

Reglas de Woodward-Hoffmann

Las reglas de Woodward-Hoffmann son importantes para determinar la estereoquímica y la viabilidad de las reacciones pericíclicas. Usando propiedades de simetría y conservación de la simetría de los orbitales, estas reglas permiten a los químicos predecir el resultado y la naturaleza permitida o prohibida de las reacciones pericíclicas.

Conservación de la simetría de los orbitales

La conservación de la simetría de los orbitales es un principio fundamental que establece que la simetría de los orbitales involucrados debe mantenerse durante el curso de una reacción de apantallamiento.

Teoría de orbitales moleculares y reacciones pericíclicas

Los orbitales moleculares juegan un papel importante en la comprensión de las reacciones pericíclicas. La superposición de los orbitales frontera, como el orbital molecular más alto ocupado (HOMO) y el orbital molecular más bajo no ocupado (LUMO), es relevante para el progreso de estas reacciones.

Reacciones de cicloadición y orbitales frontera

En las reacciones de cicloadición, la interacción del HOMO y LUMO de los reactivos determina el orden de la reacción. Por ejemplo, en la reacción de Diels-Alder, el HOMO del dieno interactúa con el LUMO del dienófilo.

Reacciones electrocíclicas y orbitales moleculares

Para las reacciones electrocíclicas que involucran el cierre o apertura de anillos, la simetría del HOMO determina si la reacción procederá a través de un camino conrotatorio o disrotatorio. Para reacciones térmicas, si el HOMO tiene orbitales simétricos, el camino conrotatorio está permitido; para orbitales antisimétricos, el camino disrotatorio está permitido.

Ejemplos y aplicaciones

1. Síntesis de productos naturales

Las reacciones pericíclicas, especialmente la reacción de Diels-Alder, son importantes en la síntesis de productos naturales complejos. Su capacidad para formar múltiples centros estereogénicos las hace muy valiosas en la química orgánica sintética.

2. Síntesis de productos farmacéuticos

En productos farmacéuticos, las reacciones pericíclicas permiten la construcción de moléculas complejas esenciales para el desarrollo de medicamentos, a menudo proporcionando una ruta más ecológica que las reacciones iónicas.

Conclusión

Las reacciones pericíclicas son una parte importante de la química orgánica, que utiliza los hermosos principios de la teoría de orbitales moleculares y la simetría. Comprender estas reacciones permite a los químicos manipular la arquitectura molecular, permitiendo avances en campos que van desde la ciencia de materiales hasta el desarrollo de medicamentos.


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