Guía Docente CURSO 2021/2022 MODALIDAD: PRESENCIAL - ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA 2º CURSO

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Guía Docente CURSO 2021/2022 MODALIDAD: PRESENCIAL - ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA 2º CURSO
Guía Docente
ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA
2º CURSO; 1ER SEMESTRE
GRADO: BIOTECNOLOGÍA
MODALIDAD: PRESENCIAL
CURSO 2021/2022
FACULTAD DE FARMACIA
Guía Docente CURSO 2021/2022 MODALIDAD: PRESENCIAL - ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA 2º CURSO
Guía Docente / Curso 2021-2022

                    1. IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA
1.- ASIGNATURA:

Nombre: Química Orgánica

Código: 16862

Curso(s) en el que se imparte: 2º                  Semestre(s) en el que se imparte: Primero

Carácter: Obligatorio                              ECTS: 9                   Horas ECTS: 30

Idioma: español                                    Modalidad: Presencial

Grado en que se imparte la asignatura: Biotecnología

Facultad en la que se imparte la titulación: Farmacia

2.- ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA:

Departamento: Química y Bioquímica

Área de conocimiento: Química Orgánica

                     2. PROFESORADO DE LA ASIGNATURA
1.- IDENTIFICACIÓN DEL PROFESORADO:

Responsable de Asignatura              DATOS DE CONTACTO
Nombre:                                Zapico Rodríguez, José María
Tlfno (ext):                           913724788. (ext:14788)
Email:                                 josemaria.zapicorodriguez@ceu.es
Despacho:                              Laboratorio investigación A106 y despacho 212 (Edificio C)
Perfil Docente e Investigador          Adjunto; Doctor por la Universidad San Pablo CEU
Líneas de Investigación:               Diseño y síntesis de fármacos

Profesores                             DATOS DE CONTACTO
Nombre:                                Ortín Remón, Irene
Tlfno (ext):                           91 372 47 00 (ext. 14720)
Email:                                 irene.ortinremon@ceu.es
Despacho:                              Laboratorio investigación A106 y despacho 223 (Edificio C)

                                                                                                       2
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2.- ACCIÓN TUTORIAL:

Para todas las consultas relativas a la asignatura, los alumnos pueden contactar con el/los
profesores a través del e-mail, del teléfono y en el despacho a las horas de tutoría que se harán
públicas, en el portal del alumno.

                      3. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

La Química Orgánica estudia la estructura, comportamiento, propiedades y usos de compuestos
que contienen fundamentalmente carbono, formando enlaces covalentes, tanto de origen natural
como artificial.
Se pretende dotar al Alumno de los conocimientos y competencias necesarias para comprender la
estructura y reactividad de los diferentes grupos funcionales, y de los mecanismos de reacción. Este
conocimiento es fundamental para comprender la estructura de los compuestos que constituyen los
seres vivos, así como los procesos biológicos en los que están implicados, ya que son la base de la
industria biotecnológica.
Para cursar esta asignatura se recomienda haber cursado previamente la asignatura Química
General.

                                     4. COMPETENCIAS
1.- COMPETENCIAS:

Código   Competencias Básicas y Generales
CB01     Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de
         estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a
         un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye aspectos que implican
         conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB02     Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma
         profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la
         elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de
         estudio.

Código   Competencias Específicas
CE01     Entender como la química y estructura de las principales macromoléculas biológicas,
         incluyendo las proteínas y ácidos nucleicos, determinan su función.
CE07     Trabajar en un laboratorio con material biológico y/o químico, según los más altos
         estándares de calidad vigentes, aplicando en cada caso las normas de bioseguridad y de
         eliminación de los residuos correspondientes.

2.- RESULTADOS DE APRENDIZAJE:

Código   Resultados de Aprendizaje
RA01     Describir como la composición química y la estructura de las principales macromoléculas
         determina su función.
RA02     Dar ejemplos de relación estructura-función de macromoléculas.
RA20     Analizar muestras biológicas y/o químicas.
RA21     Aplicar las normas de bioseguridad y de eliminación de residuos en el laboratorio.

                                                                                                     3
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RA61       Poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la
           educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en
           libros de texto avanzados, incluye aspectos que implican conocimientos procedentes de la
           vanguardia de su campo de estudio.
RA62       Aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posee las
           competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de
           argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

                             5. ACTIVIDADES FORMATIVAS
1.- DISTRIBUCIÓN TRABAJO DEL ESTUDIANTE:

Total Horas de la Asignatura                                                                 270

Código     Nombre                                                                      Horas
                                                                                       Presenciales
  AF2      Seminario                                                                          60
  AF3      Taller                                                                             3
  AF4      Prácticas de Laboratorio                                                           36
AF6        Actividades de Evaluación                                                          4
AF9        Tutoría Docente                                                                    4
TOTAL Horas Presenciales                                                                     107

Código     Nombre                                                                        Horas No
                                                                                        Presenciales
AF10       Trabajo Autónomo del Estudiante                                                   163

2.- DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES FORMATIVAS:

Activida      Definición
d
AF2           Actividad formativa en el aula-seminario que, bajo la guía del profesor, fomenta el
              aprendizaje cooperativo entre los alumnos y se ordena al estudio de casos y de la
              cuestión a estudiar en detalle.
AF3           Actividad formativa en el aula-taller que, bajo la guía del profesor, se ordena a la
              resolución individual o cooperativa de ejercicios y problemas o a la ejecución de
              trabajos técnicos o artísticos.
AF4           Actividad formativa en instalaciones adecuadas fuera del aula que, bajo la guía del
              profesor-tutor, fomenta el aprendizaje autónomo y/o cooperativo del alumno y,
              mediante el diseño conveniente se ordena a la ejecución de una investigación
              teorética o de realización técnica, práctica o artística.
AF6           Actividades que el alumno debe desarrollar presencialmente en situación de
              evaluación.
AF9           Actividad formativa desarrollada por el profesor atendiendo a un estudiante para
              resolver dudas u orientar acerca del proceso de aprendizaje. Son objetivos de la tutoría
              docente: resolución de dudas, propuesta de casos prácticos, análisis de resultados
              obtenidos, revisión de ejercicios, proyectos, trabajos, prácticas, orientación docente
              sobre problemas planteados y cuantos otros contribuyan a que el estudiante avance en
              su proceso de aprendizaje.
                                                                                                       4
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AF10        Actividades que el alumno debe desarrollar y completar por su cuenta.

                 6. SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1.- ASISTENCIA A CLASE:

•   Para poder acogerse al sistema de evaluación continua es precisa la asistencia al 75% de las
    clases de teoría (se realizarán controles de asistencia). Ya que el alumno puede faltar el 25%
    del total de las clases, no se admitirán justificaciones de ausencia.
•   La asistencia a las clases prácticas es obligatoria en un 100%.

2.- SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

CONVOCATORIA ORDINARIA (Evaluación Continua) 1
Código   Nombre                                                            Nota         Peso
                                                                           mínima2
SE3      Evaluación “in situ” (Asistencia y participación en Seminarios)        -              5%
SE2      Examen escrito con ejercicios problemas, supuestos (Control            7              0%
         de Nomenclatura)
SE2      Resolución de problemas, supuestos (examen de la práctica              4            25%
         1)
SE2      Examen de escrito con ejercicios, problemas, supuestos, etc            4            25%
         (Examen Parcial)
SE2      Examen escrito con ejercicios, problemas, supuestos, etc             4/51,3      25%/85%1,3
         (Examen Final) 3,4
SE3      Evaluación "in situ" de prácticas de laboratorio                       5              5%
SE7      Cuaderno de prácticas                                                  5              5%

SE2      Examen escrito con ejercicios,           problemas,   supuestos        5            10%
         (Examen de laboratorio) 5

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA
Código   Nombre                                                            Nota         Peso
                                                                           mínima2
SE2      Examen escrito      con    ejercicios,   problemas,   supuestos        5            85%
         (Examen Final) 4
SE2      Examen escrito con ejercicios,           problemas,   supuestos        5            15%
         (Examen de laboratorio) 5,6
SE2      Examen escrito con ejercicios problemas, supuestos (Control            7              0%
         de Nomenclatura)7

    (1) En el caso excepcional del estudiante que por causa justificada no pueda asistir a clase,
         mediante solicitud previa por escrito al profesor, podrá presentarse al examen ordinario en el
         que será evaluado de las competencias de la asignatura y supondrá el 85% de la calificación
         final. El 15% restante corresponderá a la calificación de las prácticas.
                                                                                                     5
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    (2) Nota mínima para poder aplicar los porcentajes
    (3) Los alumnos que no superen la nota mínima en el examen de la práctica 1 o en el examen
         parcial serán evaluados en el examen final con un 85% de la calificación final. La nota
         mínima en este examen para aprobar la asignatura será de 5. El 15% restante
         corresponderá a la calificación de las prácticas.
    (4) El alumno que no se presente al examen final en convocatoria ordinaria o extraordinaria será
         calificado con "No Presentado", independientemente de que haya realizado cualquier
         actividad académica propia de la evaluación continua
    (5) La superación de las prácticas con una nota mínima de 5 es condición necesaria para
         aprobar la asignatura.
    (6) Obligatorio para los alumnos que no lo superaron en la convocatoria ordinaria
    (7) Obligatorio para estudiantes que suspendieron previamente el examen de nomenclatura.

3.- DESCRIPCIÓN SISTEMAS DE EVALUACIÓN:

Sistemas de           Definición
Evaluación
      SE2             Este ejercicio no tiene asignado peso en el sistema de evaluación, pero es
   (Control de        condición necesaria obtener una calificación mayor o igual a 7 para superar la
  Nomenclatura)       asignatura. Los alumnos dispondrán de tres oportunidades para lograrlo, al
                      inicio del curso y en los exámenes finales ordinario y extraordinario.
       SE2            Se realizará un examen de estereoquímica (práctica 1) y de algunos temas
  (examen de la       del programa de teoría.
    práctica 1)
      SE2             Se propondrán ejercicios de aspectos fundamentales sobre reactividad y
 (Examen Parcial)     mecanismos de reacción.

      SE2             Tendrá lugar el día establecido en secretaria para la convocatoria ordinaria.
  (Examen Final)      Los alumnos que hayan obtenido la calificación mínima establecida para el
                      Primer Parcial se examinarán solo de la materia restante del programa de la
                      asignatura. En caso contrario deberán examinarse de todo el contenido de
                      la asignatura en este examen.
        SE3           Se valorará el interés, y la adquisición de destrezas y competencias del
   Evaluación "in     Alumno durante el desarrollo de las prácticas.
 situ" de prácticas
   de laboratorio
      SE7             A finalizar cada práctica, el alumno deberá presentar los resultados y
   Cuaderno de        conclusiones en el cuaderno de laboratorio.
    prácticas
        SE2           En el último día de prácticas, se realizará un examen escrito para analizar
    (Examen de        la comprensión del alumno sobre el fundamento de cada una de ellas.
     laboratorio)

                                                                                                      6
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                         7. PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
1.- PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:

PROGRAMA TEÓRICO:

TEMA 1. INTRODUCCION
Introducción y principios generales. Importancia de la Química Orgánica en la Biotecnología. Revisión de
nomenclatura. Estructura de los compuestos orgánicos. Esquema general de la reactividad química de los
compuestos orgánicos. Mecanismos de reacción. Intermedios de reacción. Concepto de conformación.
Introducción al análisis conformacional.

TEMA 2. PROPIEDADES FÍSICAS, ÁCIDOS Y BASES ORGÁNICOS.
Propiedades físicas de los principales compuestos orgánicos. Acidez comparada de compuestos orgánicos.
Influencia de las propiedades electrónicas de los sustituyentes en la acidez. Bases orgánicas y su basicidad
comparada.

TEMA 3. ESTEREOQUÍMICA
Introducción. Concepto de quiralidad. Centros estereogénicos. Enantiomería. Relación entre enantiomería y
actividad óptica. Especificación de la configuración absoluta. Moléculas con más de un centro estereogénico.
Diastereómeros. Formas meso. Cicloalcanos disustituidos.

TEMA 4. REACCIONES RADICALICAS
Estructura de radicales. Halogenación de alcanos. Los CFCs y la capa de ozono. Halogenación alílica y
bencílica. Radicales en el metabolismo.

TEMA 5. REACCIONES DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFILA Y DE ELIMINACIÓN.
Introducción. Reactivos nucleófilos y electrófilos. Nucleofilia y basicidad. El grupo saliente. Reacciones de
sustitución nucleófila bimolecular: mecanismo y estereoquímica. SN2 en derivados halogenados, alcoholes y
epóxidos. Reacciones de eliminación: regla de Zaitsev. Reacciones de eliminación bimolecular: mecanismo,
orientación y geometría de la eliminación. Reacciones de eliminación (E2) en haluros de alquilo. Reacciones de
eliminación (E2) en alcoholes. Reacciones unimoleculares. Estabilidad relativa de carbocationes. SN1 en
Haluros de Alquilo. SN1 en alcoholes: conversión de alcoholes en haluros con HX. Deshidratación de
alcoholes. Transposiciones de Wagner-Meerwein.

TEMA 6. REACCIONES DE ADICIÓN. ADICIONES CONJUGADAS
Reacciones de adición electrófila: mecanismo y orientación. Reacciones de adición a alquenos y alquinos.
Reacciones de adición conjugada a dienos. Reacciones de adición nucleófila a cetonas y aldehidos.
Reacciones de adición nucleófila conjugadas a compuestos carbonílicos α,β-insaturados. Reacciones de
cicloadición: La reacción de Diels-Alder.

TEMA 7 REACCIONES DE OXIDACION Y REDUCCION
Oxidación con óxidos metálicos. Reacciones de oxidación con reactivos oxigeno excedentes. Reducción de
compuestos orgánicos por hidrogenación, hidruros metálicos y sistemas metal/ácido.

TEMA 8. REACCIONES DE SUSTITUCIÓN POR ADICIÓN ELIMINACIÓN
Reactividad del grupo carboxilo: el mecanismo de la adición-eliminación. Transformaciones de los ácidos
carboxílicos en sus derivados. Reactividad relativa de los derivados de ácido. Reacciones de sustitución
nucleófila en el grupo acilo. Aplicaciones biotecnológicas de las esterasas.

TEMA 9. REACTIVIDAD DE ENOLES Y ANIONES ENOLATO.
Acidez de los hidrógenos en α al grupo carbonilo: enolatos. Equilibrio ceto-enólico. Halogenación de aldehídos
y cetonas. Reacciones en α al grupo carboxilo: reacción de Hell-Volhard-Zelinsky. Alquilación y acilación de
enaminas.. Condensación aldólica. Condensación de Claisen. Ciclación de Dieckmann. Reacción de Michael.
Reacción de anelación de Robinson. Descarboxilación de ácidos 1,3-dicarboxílicos y β-cetoácidos. Síntesis
acetilacética. Síntesis malónica.

TEMA 10. COMPUESTOS AROMATICOS
Compuestos aromáticos. Aromaticidad. Reacciones de sustitución electrófila en el benceno y heterociclos
aromáticos. Metabolismo de los arenos

                                                                                                             7
Guía Docente / Curso 2021-2022

TEMA 11. REACCIONES ORGÁNICAS EN MEDIOS BIOLÓGICOS
Introducción: del laboratorio a los seres vivos. Reacciones de alquilación con SAM. Condensación aldólica vía
aldolasas. Acyl-CoA como equivalente sintético del anión enolato. Difosfato de tiamina para
realizar inversión de la polaridad (“unpolung”) del grupo carbonilo. El fosfato de piridoxal en reacciones de
aminación reductora y descarboxilación. Reacciones de carboxilación con biotina. Reacciones de oxidación y
reducción en medios biológicos.

TEMA 12. BIOMOLÉCULAS.
Introducción. La química de la vida. Hidratos de Carbono. Estructura de monosacáridos. Estructura cíclica.
Estructura de disacáridos y polisacáridos. Ácidos nucleicos. Metabolitos secundarios: lípidos, terpenos,
esteroides, alcaloides.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS:

PRÁCTICA 1: Ejercicios de formulación y estereoquímica. Utilización de modelos moleculares, visualización de
estructuras 3D y cálculo de algunas propiedades para abordar el estudio del:
•    Análisis conformacional de alcanos y cicloalcanos. Construcción con modelos moleculares de la
     conformación más estable.

PRÁCTICA 2: Separación por extracción de una mezcla de compuestos orgánicos.
La extracción es una técnica de separación basada en la distinta solubilidad de un soluto en dos disolventes
inmiscibles entre sí; generalmente uno de los disolventes es H2O y el otro un disolvente orgánico (éter dietílico,
benceno, cloroformo, tetracloruro de carbono, etc.). En esta práctica se utilizará esta técnica para separar,
entre sí, sustancias orgánicas ácidas, básicas y neutras.

PRÁCTICA 3: Ensayos de identificación de grupos funcionales orgánicos.
Un aspecto importante en la caracterización completa de un compuesto orgánico desconocido es la
identificación del grupo funcional presente en la estructura del mismo. Existen una serie de ensayos específicos
que permiten caracterizar cada uno de los grupos funcionales. En esta práctica se estudiarán algunas
reacciones características de algunos grupos funcionales importantes y frecuentes en compuestos orgánicos

PRÁCTICA 4: Síntesis de haluros de alquilo. Síntesis del cloruro de terc-butilo
Los haluros de alquilo pueden ser fácilmente sintetizados por reacción del correspondiente alcohol con haluros
de ácidos inorgánicos (SOCl2, PBr3) o haluros de hidrógeno. En esta práctica se preparará cloruro de terc-butilo
a partir de alcohol terc-butílico y HCl. (Una reacción con un mecanismo SN1).

PRÁCTICA 5: Protección de cetonas como etilenacetales (1,3-dioxolanos)
En esta práctica se realiza una protección mediante acetales, desplazando el equilibrio hacia la formación de
los productos mediante destilación azeotrópica.

PRÁCTICA 6: Condensación benzoínica catalizada por tiamina.
La utilización de tiamina como catalizador en condensaciones benzoínicas permite eliminar el ión cianuro,
altamente tóxico.

PRÁCTICA 7: Separación e identificación de los componentes de la cafiaspirina mediante cromatografía.
Se introduce la cromatografía en columna, como método clave para la separación y purificación de compuestos
orgánicos. El seguimiento del proceso se realiza por cromatografía en capa fina de cada una de las fracciones
eludidas.

                        8. BIBLIOGRAFÍA DE LA ASIGNATURA

1.- BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

  •   DUGAS, H. (1999) Bioorganic Chemistry. A Chemical Approach to Enzyme Action, 3ª Ed. Editorial:
      Springer-Verlag New York.
  •   WADE, L. G. (2004): Química Orgánica, 5ª Ed., Pearson Educación, Madrid
  •   McMURRY, J. (2008): Química Orgánica, 7ª Ed.,Cengage Learning Editores

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Guía Docente / Curso 2021-2022

2.- BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
  •   BUGG, T. (2004) Introduction to enzyme and coenzyme chemistry (2nd ed), Blackwell Publishing.
  •   CAREY, F. A. (2006): Química Orgánica, 6ª Ed., McGraw-Hill, Madrid.
  •   CAREY, F. A. (2011): Organic Chemistry, 8th Ed., McGraw-Hill, New York.
  •   BRUICE, P. (2011): Organic Chemistry, 6th Ed., Prentice Hall International.
  •   WADE, L. G. (2011): Organic Chemistry 8th Ed., Prentice Hall.
  •   CLAYDEN, J.; GREEVES, N. (2012): Organic Chemistry, 2nd Ed., Oxford University Press.
  •   VOLLHARDT, K. P. C.; SCHORE, N. E. FREEMAN, W. H. (2008): Química Orgánica, 5ª Ed, Omega,
      Barcelona.
  •   SMITH, J. G. (2010): Organic Chemistry, 3ª Ed., McGraw-Hill Higher Education, New York.
  •   GARCÍA CALVO-FLORES, F.; DOBADO JIMÉNEZ, J.A. (2007): Problemas Resueltos de Química
      Orgánica, Thomson Editorial, Madrid.
  •   QUIÑOA, E.; RIGUERA, R. (2004): Cuestiones y Ejercicios de Química Orgánica, 2ª Ed., McGraw-Hill.,
      Madrid.
  •   QUIÑOA, E.; RIGUERA, R. (2005): Nomenclatura y Representación de Compuestos Orgánicos, 2ª Ed.,
      McGraw-Hill Interamericana, Madrid.
  •   MEISLICH, H. (2001): Química Orgánica, 3ª Ed., McGraw-Hill, Madrid.
  •   TIETZE, L. F.; EICHER, TH.; DIEDERICHSEN, U.; SPEICHER, A. (2007): Reactions and Syntheses in
      the Organic Chemistry Laboratory, Wiley-VCH.

4.- RECURSOS WEB DE UTILIDAD:
  •    IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry: (http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature)
  •    Real Sociedad Española de Química (http://www.rseq.org/)
  •    ChemSketch 11.0: (http://www.acdlabs.com/products/draw_nom/)
  •    Wade: (http://wps.prenhall.com/esm_organic_wade_5)
  •    OCHeM: Organic Chemistry Help eMediately: (http://www.ochem.com/)
        Organic Chemistry Portal: (http://www.organic-chemistry.org)

                        9. NORMAS DE COMPORTAMIENTO
1.- NORMAS:

 Las faltas en la Integridad Académica (ausencia de citación de fuentes, plagios de trabajos o uso
 indebido/prohibido de información durante los exámenes), así como firmar en la hoja de
 asistencia por un compañero que no está en clase, implicarán la pérdida de la evaluación
 continua, sin perjuicio de las acciones sancionadoras que estén establecidas.

                          10. MEDIDAS EXTRAORDINARIAS

En el caso de producirse alguna situación excepcional que impida la impartición de la docencia
presencial en las condiciones adecuadas para ello, la Universidad adoptará las decisiones
oportunas, y aplicará las medidas necesarias para garantizar la adquisición de las competencias y
los resultados de aprendizaje de los estudiantes establecidos en esta Guía docente, según los
mecanismos de coordinación docente del Sistema Interno de Garantía de calidad de cada título.

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