Quimica Organica 8 ed. - McMurry

Quimica Organica 8 ed. - McMurry

(Parte 1 de 6)

John McMurry

Química orgánica octava edición

8a. edición Química orgánica

Química orgánica

John McMurry Cornell University

Traducción María del Carmen Rodríguez Pedroza

Revisión técnica

Dr. Gonzalo Trujillo Chávez M. en C. María Aurora Lanto Arriola Profesor Titular Profesora Titular Departamento de Química Orgánica Departamento de Química Inorgánica

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Instituto Politécnico Nacional

Química orgánica, 8a. edición John McMurry

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Impreso en México 1 2 3 4 5 6 7 15 14 13 12

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Traducido del libro Organic Chemistry, Eighth Edition. John McMurry Publicado en inglés por Brooks/Cole, una compañía de Cengage Learning © 2012 ISBN: 978-0-8400-5444-9

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Contenido breve

1 Estructura y enlaces xxiv 2 Enlaces covalentes polares: ácidos y bases 34 3 Compuestos orgánicos: alcanos y su estereoquímica 74 4 Compuestos orgánicos: cicloalcanos y su estereoquímica 108 5 Estereoquímica en los centros tetraédricos 142 6 Perspectiva de las reacciones orgánicas 184 7 Alquenos: estructura y reactividad 2 8 Alquenos: reacciones y síntesis 262 9 Alquinos: introducción a la síntesis orgánica 314 10 Organohalogenuros 344

1 Reacciones de halogenuros de alquilo: sustituciones nucleofílicas y eliminaciones 372

12 Determinación de la estructura: espectrometría de masas y espectroscopía de infrarrojo 424

13 Determinación estructural: espectroscopía de resonancia magnética nuclear 456

21 Derivados de los ácidos carboxílicos: reacciones de sustitución nucleofílica en el grupo acilo 814

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Alimentos orgánicos: riesgos contra benefi cios 24

Resumen 25 Términos clave 25

Resolución de problemas 26 Ejercicios 26

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Alcaloides: de la cocaína a los anestésicos dentales 63

Resumen 64 Términos clave 64 Ejercicios 65

Contenido

Estructura y enlaces xxiv

Enlaces covalentes polares: ácidos y bases 34

| Contenidovii

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Gasolina 100

Resumen 101 Términos clave 101 Ejercicios 102

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Mecánica molecular 132

Resumen 133 Términos clave 133 Ejercicios 134

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Fármacos quirales 172

Resumen 173 Términos clave 173 Ejercicios 174

Compuestos orgánicos: alcanos y su estereoquímica 74

Compuestos orgánicos: cicloalcanos y su estereoquímica 108

Estereoquímica en los centros tetraédricos 142

Contenido | viii

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: ¿De dónde provienen los fármacos? 213

Resumen 214 Términos clave 214 Ejercicios 215

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Bioprospección: la caza de productos naturales 251

Resumen 252 Términos clave 252 Ejercicios 253

Perspectiva de las reacciones orgánicas 184

Alquenos: estructura y reactividad 2

Alquenos: reacciones y síntesis 262

| Contenidoix

8.13 Estereoquímica de reacción: adición de H2O a un alqueno quiral 297 UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Terpenos: alquenos de origen natural 299

Resumen 300 Términos clave 300

Aprendizaje de las reacciones 301 Resumen de reacciones 301 Ejercicios 304

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: El arte de la síntesis orgánica 3

Resumen 334 Términos clave 334

Resumen de reacciones 335 Ejercicios 337

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Organohalogenuros que se encuentran en la naturaleza 362

Resumen 363 Términos clave 363

Resumen de reacciones 364 Ejercicios 365

Alquinos: introducción a la síntesis orgánica 314

10 Organohalogenuros 344

Contenido | x

1.12 Resumen de reactividad: SN1, SN2, E1, E1Bc y E2 407 UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Química verde 409

Resumen 411 Términos clave 411

Resumen de reacciones 412 Ejercicios 413

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Cristalografía de rayos X 447

Resumen 448 Términos clave 448 Ejercicios 448

Reacciones de halogenuros de alquilo: sustituciones nucleofílicas y eliminaciones 372

Determinación de la estructura: espectrometría de masas y espectroscopía de infrarrojo 424

Determinación estructural: espectroscopía de resonancia magnética nuclear 456

| Contenidoxi

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Imágenes por resonancia magnética (IRM) 486

Resumen 486 Términos clave 486 Ejercicios 487

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Fotolitografía 523

Resumen 524 Términos clave 524

Resumen de reacciones 525 Ejercicios 525

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Aspirina, NSAID e inhibidores COX-2 554

Resumen 556 Términos clave 556 Ejercicios 557

Compuestos conjugados y espectroscopía ultravioleta 500

Benceno y aromaticidad 534

Química del benceno: sustitución electrofílica aromática 566

Contenido | xii

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Química combinatoria 605

Resumen 606 Términos clave 606 Resumen de reacciones 607 Ejercicios 610

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Etanol: químico, medicamento, veneno 658

Resumen 659 Términos clave 659

Resumen de reacciones 659 Ejercicios 662

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Resinas y adhesivos epóxicos 697

Resumen 698 Términos clave 698

Resumen de reacciones 699 Ejercicios 701

Alcoholes y fenoles 620

Éteres y epóxidos: tioles y sulfuros 676

| Contenidoxiii

Aldehídos y cetonas: reacciones de adición nucleofílica 722

Ácidos carboxílicos y nitrilos 778

I. Tipos de compuestos carbonílicos 712 I. Naturaleza del grupo carbonilo 714 I. Reacciones generales de los compuestos carbonílicos 714 IV. Resumen 720

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Síntesis enantioselectiva 760

Resumen 761 Términos clave 761

Resumen de reacciones 762 Ejercicios 764

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Vitamina C 799

Resumen 800 Términos clave 800

Resumen de reacciones 802 Ejercicios 803

Introducción a los compuestos carbonílicos 712

Contenido | xiv

Derivados de los ácidos carboxílicos: reacciones de sustitución nucleofílica en el grupo acilo 814

Reacciones de condensación carbonílica 904

Reacciones de sustitución alfa en el grupo carbonilo 870

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Antibióticos -lactámicos 853

Resumen 854 Términos clave 854

Resumen de reacciones 855 Ejercicios 858

2.1 Tautomería ceto-enol 871

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Barbitúricos 890

Resumen 892 Términos clave 892

Resumen de reacciones 892 Ejercicios 894

| Contenidoxv

Aminas y heterociclos 944

Biomoléculas: carbohidratos 1000

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Un prólogo al metabolismo 930

Resumen 932 Términos clave 932

Resumen de reacciones 933 Ejercicios 934

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Química verde I: líquidos iónicos 982

Resumen 984 Términos clave 984

Resumen de reacciones 985 Ejercicios 987

Contenido | xvi

Biomoléculas: aminoácidos, péptidos y proteínas 1044

Biomoléculas: lípidos 1088

Biomoléculas: ácidos nucleicos 1128

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Dulzor 1033

Resumen 1034 Términos clave 1034

Resumen de reacciones 1035 Ejercicios 1036

26.8 Síntesis automatizada de péptidos: el método en fase sólida de Merrifi eld 1064

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Banco de Datos de Proteínas 1076

Resumen 1077 Términos clave 1077

Resumen de reacciones 1078 Ejercicios 1079

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Grasas saturadas, colesterol y enfermedades cardiacas 1118

Resumen 1119 Términos clave 1119 Ejercicios 1119

| Contenidoxvii

La química orgánica de las rutas metabólicas 1154

Orbitales y química orgánica: reacciones pericíclicas 1214

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Identifi cación de ADN 1146

Resumen 1147 Términos clave 1147 Ejercicios 1148

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Estatinas 1203

Resumen 1204 Términos clave 1204 Ejercicios 1205

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Vitamina D, la vitamina de los rayos solares 1232

Resumen 1233 Términos clave 1233 Ejercicios 1234

Contenido | xviii

Polímeros sintéticos 1242

31.2 Estereoquímica de la polimerización: catalizadores de Ziegler-Natta 1245

UNA MIRADA MÁS PROFUNDA: Polímeros biodegradables 1256

Resumen 1258 Términos clave 1258 Ejercicios 1258

Prefacio xix

Me encanta escribir y adoro explicar la química orgánica. Este libro está ahora en su octava edición, pero sigo repasando cada palabra y cada explicación, actualizando cientos de pequeños detalles y tratando de mejorar todo. Mi objetivo general ha sido siempre retener y refi nar las características que hicieron tan exitosas las ediciones anteriores, y adicionar nuevas.

• Los problemas de fi nal de capítulo ahora están agrupados por tema para que los estudiantes se enfoquen en casos específi cos.

• Las referencias de fi guras y las referencias cruzadas están identifi cadas por color para enlazar mejor el texto con las ilustraciones inmediatas y el material previo.

• Se ha agregado un gran número de problemas al fi nal de los capítulos, haciendo énfasis particular en temas relacionados con la biología.

• La cobertura de la estereoquímica y centros tetraédricos se movieron hacia adelante, al capítulo 5.

Los cambios específi cos en cada capítulo incluyen:

• Capítulo 2, Enlaces covalentes polares: ácidos y bases. Al fi nal del capítulo, se ha añadido una nueva sección “Una mirada más profunda” a los anestésicos dentales derivados de la cocaína.

• Capítulo 5, Estereoquímica en los centros tetraédricos. Este tema crucial, tan importante para comprender la química biológica, se movió de su posición anterior en el capítulo 9 para darle una mayor importancia.

• Capítulo 6, Perspectiva de las reacciones orgánicas. Se han actualizado todos los datos de enlace-disociación y mejorado el análisis de los cambios en reacciones multipasos.

• Capítulo 7, Alquenos: estructura y reactividad. Al fi nal del capítulo, se ha añadido una nueva sección “Una mirada más profunda” que se ocupa de la bioprospección y la búsqueda de productos naturales biológicamente activos.

• Capítulo 8, Alquenos: reacciones y síntesis. Se han añadido dos nuevas secciones, 8.12 y 8.13, que tratan la estereoquímica de las reacciones de adición para alquenos quirales y aquirales.

• Capítulo 10, Organohalogenuros. Se ha añadido a la sección 10.5 un análisis de la síntesis de fl uoruros de alquilo a partir de alcoholes, para refl ejar el aumento en la importancia de los compuestos fl uorinados en la química farmacéutica. También, a la sección 10.7 se añadió la cobertura de la reacción Suzuki-Miyaura de acoplamiento para la catalización del paladio.

• Capitulo 12, Determinación de la estructura: espectrometría de masas y espectroscopía de infrarrojo. Se ha agregado una nueva sección al fi nal del capítulo “Una mirada más profunda” que trata la cristalografía de rayos X.

• Capítulo 13, Determinación estructural: espectroscopía de resonancia magnética. La integración del espectro NMR es presentada en un formato digital en lugar del obsoleto formato de escalera.

Prefacio | x

• Capítulo 16, Química del benceno: sustitución electrofílica aromática. Se ha añadido a la sección 16.2 la cobertura de la fl uorinación aromática para mostrar el aumento de su importancia en compuestos de la química farmacéutica.

• Capítulo 17, Alcoholes y fenoles. Se cambió el método tradicional para la oxidación de alcoholes por el uso del periodinano de Dess-Martin para refl ejar las prácticas actuales de laboratorio.

• Capítulo 18, Éteres y epóxidos: tioles y sulfuros. Se ha ampliado la cobertura del re-arreglo de Claisen y se añadió un ejemplo biológico a la reacción en la sección 18.4. También a la sección 18.6 se agregaron epóxidos de apertura de nucleófi los amina.

• Capítulo 19, Aldehídos y cetonas: reacciones de adición nucleofílica. Se eliminó la oxidación de Tollen y se actualizó el mecanismo de reacción de Wittig.

• Capítulo 2, Reacciones de sustitución alfa en el grupo carbonilo. Se agregó una nueva sección al fi nal del capítulo, “Una mirada más profunda”, que trata de los barbitúricos.

• Capítulo 25, Biomoléculas: carbohidratos. Se ha modifi cado la sección 25.1 sobre hidratos de carbono de la superfi cie celular, para centrarse en los virus de infl uenza como la gripe aviar y la gripe porcina.

• Capítulo 28, Biomoléculas: ácidos nucleicos. El material del capítulo se ha actualizado ampliamente.

• Capítulo 29, La química orgánica de las rutas metabólicas. Se agregó una nueva sección al fi nal del capítulo, “Una mirada más profunda”, que trata de las estatinas.

• Capítulo 31, Polímeros sintéticos. Se ha agregado una nueva sección 31.5 sobre polimerización de la metátesis de olefi nas.

• La sección “¿Por qué este capítulo?” es un pequeño párrafo que aparece al fi nal de la introducción a cada capítulo y explica al estudiante por qué es importante la cobertura de este material.

• Se resaltan las ideas clave. Incluyen temas pivote para el desarrollo de estudiantes de química orgánica, tales como Propuesta de un mecanismo de reacción y las Reglas de resonancia. Estas ideas clave están adicionalmente reforzadas en los problemas al fi nal del capítulo marcadas con un icono ▲.

• Los ejercicios pueden asignarse en la OWL para Química orgánica, una herramienta de asesoría en línea en la que los estudiantes pueden practicar y poner a prueba sus conocimientos.

• Cada ejemplo incluye una estrategia y una solución detallada, seguido de problemas para que los estudiantes los resuelvan por su cuenta. Este libro tiene más de 1800 ejemplos en el texto y al fi nal de los capítulos.

• Un capítulo de panorama general, Introducción a los compuestos carbonílicos, enseguida del capítulo 18, destaca la idea de que estudiar química orgánica requiere resumir y anticipar.

• Los problemas de Visualización de la química que dan inicio a los problemas al fi nal de cada capítulo ofrecen a los estudiantes la oportunidad de ver a la química de una manera diferente al visualizar las moléculas en lugar de simplemente interpretar fórmulas estructurales.

| Prefacioxxi

• Ensayos de aplicación denominados “Una mirada más profunda” complementa el texto y destaca las aplicaciones de la química. Éstos incluyen “¿De dónde provienen los fármacos?” en el capítulo 6 y “Mecánica molecular” en el capítulo 4.

• Resúmenes y listas de palabras clave ayudan a los estudiantes a delinear los conceptos claves del capítulo.

• Resúmenes de reacciones al fi nal de los capítulos pertinentes reúnen las reacciones clave del capítulo en una lista completa.

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