BRUICE

QU I N T AQ U I N T AE D I C IE D I C I N N

Vistenos en:www.pearsoneducacion.net

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Diamante, grafito y buckminsterfullereno:sustancias que slo contienen tomosde carbono (1.8)

El agua un compuesto nico (1.11)Lluvia cida (1.17)Deduccin de la ecuacin de Henderson-Hasselbalch (1.24)La sangre: una disolucin amortiguadora(1.25)Compuestos con olor desagradable (2.7)Hidrocarburos muy tensionados (2.11)von Baeyer y el cido barbitrico (2.11)Interconversin cis-trans en la visin (3.4)Otras instrucciones para las flechas curvas(3.6)La diferencia entre DG y Ea (3.8)Clculo de los parmetros cinticos(pgina 157)Borano y diborano (4.10)Grasas trans (4.11)Plaguicidas: naturales y sintticos (4.12)Alquenos cclicos (5.20)Los enantimeros de la talidomida (5.21)Medicinas quirales (5.21)Qumica del etino o el pase haciaadelante? (6.0)Cmo sabe la babosa bananera lo quedebe comer (6.2)Amiduro de sodio y sodio (6.11)Identificacin de compuestos (6.12)El sueo de Kekul (7.1)Enlaces peptdicos (7.4)Sobrevivencia (8.0)Por qu carbono y no silicio? (8.4)Efectos de la solvatacin (8.10)Adaptacin ambiental (8.10)Erradicacin de las termitas (8.11)S-adenosilmetionina: un antidepresivonatural (8.11)Investigacin de organohaluros naturales(9.0)La prueba de Lucas (10.1)Alcohol de grano y de madera (10.1)Deshidrataciones biolgicas (10.4)Contenido de alcohol en la sangre (10.5)Alcaloides (10.6)Anestsicos (10.7)Benzo[a]pireno y cncer (10.9)Deshollinadores y cncer (10.9)Antibitico ionforo (10.10)Gas mostaza arma qumica (10.11)Antdoto para un arma qumica (10.11)El octanaje (11.0)Los combustibles fsiles: fuenteproblemtica de energa (11.0)

Ciclopropano (11.8)Caf descafeinado y temor por el cncer(11.10)Conservadores alimentarios (11.10)Sangre artificial (pgina 506)Espectrometra de masas en cienciasforenses (12.5) El autor de la ley de Hooke (12.11)Luz ultravioleta y filtros solares (12.16)Antocianinas: una clase de compuestoscoloridos (12.19)Nikola Tesla (1856-1943) (13.1)Las bolas Bucky y el SIDA (14.3)La toxicidad del benceno (14.8)Tiroxina (14.11)Carbocationes primarios incipientes (14.15)Medicin de la toxicidad (15.0)Las nitrosaminas y el cncer (15.11)El descubrimiento de la penicilina (16.4)Los dlmatas: el alto costo de las manchasnegras (16.4)Aspirina (16.10)Fabricacin de jabn (16.14)El somnfero de la naturaleza (16.16)Penicilina y resistencia a los antibiticos(16.17)Usos clnicos de las penicilinas (16.17)Impulsos nerviosos, parlisis einsecticidas (16.22)Polmeros sintticos (16.23)Suturas solubles (16.23)Butanodiona: un producto desagradable(17.1)Identificacin de aldehdos y cetonas sinusar espectroscopia (17.8)Preservacin de especmenes biolgicos(17.9)b-caroteno (17.13)Adiciones al grupo carbonilo catalizadaspor enzimas (17.14)Sntesis de compuestos orgnicos (17.15)Medicamentos semisintticos (17.15)Quimioterapia contra el cncer (17.16)Interconversin cis-trans catalizada poruna enzima (17.18)La sntesis de la aspirina (18.9)El papel de los hidratos en la oxidacin delos alcoholes primarios (19.2)Tratamiento del alcoholismo conAntabuse (19.2)Sndrome de alcoholismo fetal (19.2)Compuesto til, pero con mal sabor (20.4)Porfirina, bilirrubina e ictericia (20.10)Medicin de concentraciones de glucosasangunea en la diabetes (21.7)Glucosa/dextrosa (21.10)

Galactosemia (21.16)El dentista tiene razn (21.17)Control de pulgas (21.17)Heparina (21.18)Vitamina C (21.18)La maravilla del descubrimiento (21.20)Ingesta diaria admisible (21.20)Protenas y nutricin (22.1)Aminocidos y enfermedades (22.2)Un antibitico peptdico (22.2)Suavizadores de agua: ejemplos decromatografa por intercambio de cationes(22.5)Cabello: lacio o rizado? (22.8)Estructura primaria y evolucin (22.12)b-pptidos: intento para mejorar lanaturaleza (22.14)El Premio Nobel (23.1)Vitamina B1 (24.0)Vitamina una amina necesaria para lavida (24.0)Deficiencia de niacina (24.2)Evaluacin de daos despus de un ataquecardiaco (24.6)Los primeros antibiticos (24.8)Demasiado brcoli (24.9)Diferencias en el metabolismo (25.0)Fenilcetonuria, error congnito delmetabolismo (25.9)Alcaptonuria (25.9)Tasa de metabolismo basal (25.12)cidos grasos Omega (26.1)Olestra: no es grasa, pero tiene sabor (26.3)Ballenas y ecolocalizacin (26.3)Veneno de vbora (26.4)El chocolate es un alimento saludable?(26.4)Esclerosis mltiple y la capa de mielina(26.4)Colesterol y enfermedades cardiacas (26.9)Tratamiento clnico para el colesterol alto(26.9)La estructura del ADN: Watson, Crick,Franklin y Wilkins (27.1)Anemia de clulas falciformes (27.8)Antibiticos que inhiben la traduccin(27.8)Dactiloscopia de ADN (27.11)Resistencia a herbicidas (27.12)Smbolos de reciclado (28.2)Diseo de un polmero (28.7)Luminiscencia (29.4)La vitamina de la luz solar (29.6)Seguridad en los medicamentos (30.4)Frmacos hurfanos (30.13)

Temas de inters

Qumica orgnica

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Qumica orgnicaQuinta edicin

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Paula Yurkanis BruiceUniversity of California, Santa Barbara

TRADUCCINVirgilio Gonzlez y PozoTraductor profesional

REVISIN TCNICANorberto FarfnBlas Flores PrezHctor Garca-OrtegaFernando Len CedeoJos Manuel Mndez StivaletAlfredo Vzquez MartnezDepartamento de Qumica OrgnicaFacultad de QumicaUniversidad Nacional Autonoma de Mxico

Gonzalo Trujillo Departamento de Qumica OrgnicaEscuela Nacional de Ciencias BiolgicasInstituto Politcnico Nacional

Datos de catalogacin bibliogrfica

YURKANIS BRUICE, PAULA

Qumica orgnica. Quinta edicin

PEARSON EDUCACIN, Mxico, 2008

ISBN: 978-970-26-0791-5 rea: Ciencias

Formato: 21 27 cm Pginas: 1448

Authorized translation from the English language edition, entitled Organic chemistry, 5th edition by Bruice, Paula Y., published by Pearson Education, Inc.,publishing as Prentice Hall, Copyright 2007. All rights reserved.

ISBN 0131963163

Traduccin autorizada de la edicin en idioma ingls, Organic Chemistry, 5e por Bruice Paula Y., publicada por Pearson Education, Inc., publicada comoPrentice Hall, Copyright 2007. Todos los derechos reservados.

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El prstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la autorizacin del editor o de sus representantes.ISBN 10: 970-26-0791-4ISBN 13: 978-970-26-0791-5

Impreso en Mxico. Printed in Mexico.1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 10 09 08 07

A Meghan, Kenton y Alec,

con amor e inmenso respeto,

y a Tom, mi mejor amigo

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Resumen del contenido

Captulo 1 Estructura electrnica y enlace qumico cidos y bases 2

Captulo 2 Introduccin a los compuestos orgnicos:Nomenclatura, propiedades fsicasy representacin de la estructura 71

Captulo 3 Alquenos: Estructura, nomenclatura eintroduccin a la reactividad;termodinmica y cintica 124

Captulo 4 Reacciones de los alquenos 159

Captulo 5 Estereoqumica: Ordenamiento de lostomos en el espacio; estereoqumica delas reacciones de adicin 200

Captulo 6 Reacciones de los alquinos: Introduccin a las sntesis en varios pasos 258

Captulo 7 Electrones deslocalizados y su efecto sobre la estabilidad, la reactividad y el pKa Ms sobre la teora de los orbitalesmoleculares 287

Captulo 8 Reacciones de sustitucin en los haluros de alquilo 344

Captulo 9 Reacciones de eliminacin de los halurosde alquilo Competencia entre sustituciny eliminacin 389

Captulo 10 Reacciones de alcoholes, aminas, teres,epxidos y compuestos sulfurados Compuestos organometlicos 429

Captulo 11 Radicales Reacciones de los alcanos 481

Captulo 12 Espectrometra de masas, espectroscopiainfrarroja y espectroscopiaultravioleta/visible 512

Captulo 13 Espectroscopia RMN 569

Captulo 14 Aromaticidad Reacciones del benceno640

Captulo 15 Reacciones de los bencenos sustituidos677

Captulo 16 Compuestos carbonlicos I:Sustitucin nucleoflica en el grupo acilo 722

Captulo 17 Compuestos carbonlicos II: Reacciones dealdehdos y cetonas Ms reacciones de derivados de cidos carboxlicos Reacciones de compuestos carbonlicos a,b-insaturados 788

Captulo 18 Compuestos carbonlicos III:Reacciones en el carbono a 850

Captulo 19 Ms acerca de las reacciones de oxidacin-reduccin 908

Captulo 20 Ms acerca de aminas Compuestosheterocclicos 943

Captulo 21 Carbohidratos 978

Captulo 22 Aminocidos, pptidos y protenas 1017

Captulo 23 Catlisis 1063

Captulo 24 Mecanismos orgnicos de las coenzimas1098

Captulo 25 La qumica del metabolismo 1137

Captulo 26 Lpidos 1162

Captulo 27 Nuclesidos, nucletidos y cidosnucleicos 1197

Captulo 28 Polmeros sintticos 1232

Captulo 29 Reacciones pericclicas 1262

Captulo 30 Qumica de los medicamentos:Descubrimiento y diseo 1293

Apndices I Propiedades fsicas de los compuestosorgnicos A-1

II Valores de pKa A-8

III Deducciones de las leyes de rapidez A-10

IV Resumen de mtodos para sintetizarun determinado grupo funcional A-13

V Resumen de mtodos para formarenlaces carbono-carbono A-17

VI Tablas de espectroscopia A-18Respuestas a problemas seleccionados A-24Glosario G-1Crditos de fotografa C-1ndice I-1

Contenido

ix

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Prefacio xxiiiPara el profesor xxxAcerca de la autora xl

Parte 1 Introduccin al estudiode la qumica orgnica 1

1 Estructura electrnica y enlace qumico cidos y bases 21.1 La estructura de un tomo 41.2 Cmo se distribuyen los electrones en un tomo 51.3 Enlaces inicos y covalentes 81.4 Cmo se representa la estructura de un compuesto 151.5 Orbitales atmicos 211.6 Introduccin a la teora de los orbitales moleculares 221.7 Cmo se forman los enlaces sencillos en los compuestos orgnicos 281.8 Cmo se forma un doble enlace: Los enlaces del eteno 321.9 Cmo se forma un triple enlace: Los enlaces del etino 341.10 Enlaces en el catin metilo, radical metilo y anin metilo 351.11 Los enlaces en el agua 371.12 Los enlaces en el amoniaco y en el ion amonio 381.13 Los enlaces en los halogenuros de hidrgeno 391.14 Resumen: Hibridacin, longitudes de enlace, fuerzas de enlace y ngulos

de enlace 401.15 Momentos dipolares de las molculas 431.16 Introduccin a los cidos y las bases 441.17 pKa y pH 451.18 cidos y bases orgnicos 471.19 Cmo pronosticar el resultado de una reaccin cido-base 501.20 Acidez de un cido en funcin de su estructura 511.21 Fuerza de un cido en funcin de los sustituyentes 551.22 Introduccin a los electrones deslocalizados 571.23 Resumen de los factores que determinan la fuerza de un cido 581.24 Influencia del pH sobre la estructura de un compuesto orgnico 601.25 Soluciones amortiguadoras 631.26 La segunda definicin de cidos y bases: cidos y bases de Lewis 64

Resumen 65 Trminos clave 66 Problemas 67Estrategia para resolver problemas 17, 42, 47, 56, 61Recuadros: Comparacin entre natural y sinttico 3 Albert Einstein 6 Max Karl Ernst Ludwig Planck 7 Diamante, grafito y Buckminsterfullereno:Sustancias que slo contienen tomos de carbono 33 El agua un compuestonico 38 Lluvia cida 46 Deduccin de la ecuacin deHendersonHasselbalch 60 La sangre: Una disolucin amortiguadora 64

x Contenido

2 Introduccin a los compuestos orgnicos:Nomenclatura, propiedades fsicas y representacinde la estructura 71

2.1 Nomenclatura de los sustituyentes alquilo 742.2 Nomenclatura de los alcanos 782.3 Nomenclatura de los cicloalcanos Estructuras de esqueletos 822.4 Nomenclatura de los haluros de alquilo 852.5 Nomenclatura de los teres 862.6 Nomenclatura de los alcoholes 872.7 Nomenclatura de las aminas 892.8 Las estructuras de los haluros de alquilo, alcoholes, teres y aminas 922.9 Propiedades fsicas de los alcanos, haluros de alquilo, alcoholes, teres y aminas 942.10 Rotacin respecto a enlaces carbono-carbono 1012.11 Algunos cicloalcanos tienen tensin en el anillo 1042.12 Conformaciones del ciclohexano 1072.13 Confrmeros de los ciclohexanos monosustituidos 1102.14 Confrmeros de los ciclohexanos disustituidos 113

Resumen 117 Trminos clave 117 Problemas 118Estrategia para resolver problemas 83, 97, 108, 113Recuadros: Compuestos con olor desagradable 90 Hidrocarburos muytensionados 105 von Baeyer y el cido barbitrico 106

Parte 2 Reacciones de adicin electroflica,estereoqumica y deslocalizacin electrnica 123

3 Alquenos: Estructura, nomenclatura e introduccina la reactividad; termodinmica y cintica 1243.1 Frmulas moleculares y grado de insaturacin 1253.2 Nomenclatura de los alquenos 1263.3 Estructura de los alquenos 1293.4 Los alquenos pueden tener ismeros cis y trans 1303.5 Nomenclatura de los alquenos con el sistema E,Z 1333.6 Reacciones de los alquenos Flechas curvas para indicar el flujo de los electrones 1373.7 Termodinmica y cintica 1413.8 Uso de un diagrama de coordenada de reaccin para describir la reaccin 152

Resumen 154 Trminos clave 155 Problemas 155Estrategia para resolver problemas 136Recuadros: Interconversin cis-trans en la visin 132 Otras instruccionespara las flechas curvas 140 La diferencia entre G y Ea 151 Clculode los parmetros cinticos 157

4 Reacciones de los alquenos 1594.1 Adicin de un haluro de hidrgeno a un alqueno 1604.2 La estabilidad de los carbocationes depende de la cantidad de grupos alquilo unidos

al carbono con carga positiva 1614.3 La estructura del estado de transicin se encuentra entre las estructuras de los

reactivos y de los productos 1644.4 Las reacciones de adicin electroflica son regioselectivas 1664.5 Reacciones de adicin catalizadas por cido 1694.6 Un carbocatin se reordenar si puede formar un carbocatin ms estable 1724.7 Adicin de un halgeno a un alqueno 1754.8 Oximercuracin-reduccin y alcoximercuracin-reduccin: Otras formas de adicionar

agua o alcohol a un alqueno 1804.9 Adicin de un peroxicido a un alqueno 182

Contenido xi

4.10 Adicin de borano a un alqueno: Hidroboracin-oxidacin 1844.11 Adicin de hidrgeno a alquenos Estabilidades relativas de los alquenos 1884.12 Reacciones y sntesis 192

Resumen 194 Resumen de reacciones 194 Trminos clave 196 Problemas 196Estrategia para resolver problemas 167, 183, 190Recuadros: Borano y diborano 185 Grasas trans 190 Plaguicidas:Naturales y sintticos 193

5 Estereoqumica: Ordenamiento de los tomos en elespacio; estereoqumica de las reacciones de adicin 2005.1 La rotacin impedida origina los ismeros cis-trans 2015.2 Los objetos quirales tienen imgenes especulares no sobreponibles 2025.3 Centros asimtricos como causas de quiralidad en una molcula 2035.4 Ismeros con un centro asimtrico 2045.5 Centros asimtricos y estereocentros 2055.6 Representacin de los enantimeros 2055.7 Nomenclatura de los enantimeros en el sistema R,S 2065.8 Los compuestos quirales son pticamente activos 2125.9 Cmo se mide la rotacin especfica 2135.10 Exceso enantiomrico 2155.11 Ismeros con ms de un centro asimtrico 2165.12 Los compuestos meso tienen centros asimtricos pero son pticamente inactivos 2215.13 Nomenclatura de ismeros con ms de un centro asimtrico 2255.14 Reacciones de compuestos que contienen un centro asimtrico 2295.15 Configuracin absoluta del ()-gliceraldehdo 2305.16 Separacin de los enantimeros 2325.17 tomos de nitrgeno y fsforo como centros asimtricos 2335.18 Estereoqumica de las reacciones: Reacciones regioselectivas, estereoselectivas

y estereoespecficas 2345.19 Estereoqumica de las reacciones de adicin electroflica de los alquenos 2355.20 Estereoqumica de reacciones catalizadas por enzimas 2465.21 Diferenciacin de enantimeros por parte de molculas biolgicas 247

Resumen 250 Trminos clave 251 Problemas 251Estrategia para resolver problemas 210, 211, 220, 223, 227, 244Recuadros: Alquenos cclicos 239 Los enantimeros de la talidomida 249 Medicinas quirales 250

6 Reacciones de los alquinos: Introduccina las sntesis en varios pasos 2586.1 Nomenclatura de los alquinos 2606.2 Nomenclatura de un compuesto con ms de un grupo funcional 2616.3 Propiedades fsicas de los hidrocarburos saturados 2636.4 Estructura de los alquinos 2646.5 Reactividad de los alquinos 2646.6 Adicin de haluros de hidrgeno y adicin de halgenos a un alquino 2666.7 Adicin de agua a los alquinos 2696.8 Adicin de borano a un alquino: Hidroboracin-oxidacin 2716.9 Adicin de hidrgeno a un alquino 2726.10 Hidrgeno cido enlazado con un carbono sp 2746.11 Sntesis usando iones acetiluro 2766.12 Diseo de una sntesis I: Introduccin a sntesis de varios pasos 277

Resumen 282 Resumen de reacciones 282 Trminos clave 283 Problemas 284Estrategia para resolver problemas 275Recuadros: Qumica del etino o el pase hacia adelante? 259 Cmo sabe lababosa bananera lo que debe comer 263 Amiduro de sodio y sodio 275 Identificacin de compuestos 281

xii Contenido

7 Electrones deslocalizados y su efecto sobre la estabilidad,la reactividad y el pKa Ms sobre la teora de los orbitalesmoleculares 287

7.1 Electrones deslocalizados del benceno 2887.2 Los enlaces del benceno 2917.3 Estructuras resonantes e hbrido de resonancia 2917.4 Dibujo de las formas de resonancia 2937.5 Estabilidad prevista de las estructuras resonantes 2967.6 La energa de deslocalizacin es la estabilidad adicional que confieren los electrones

deslocalizados a un compuesto 2987.7 Ejemplos del efecto que ejercen los electrones deslocalizados sobre la estabilidad 3017.8 Descripcin de la estabilidad con la teora de los orbitales moleculares 3057.9 Influencia de los electrones deslocalizados sobre el pKa 3127.10 Influencia de los electrones deslocalizados sobre el producto de una reaccin 3167.11 Control termodinmico o cintico de las reacciones 3217.12 La reaccin de Diels-Alder es una reaccin de adicin 1,4 326

Resumen 335 Resumen de reacciones 336 Trminos clave 336 Problemas 337Estrategia para resolver problemas 300, 304, 334Recuadros: El sueo de Kekul 290 Enlaces peptdicos 295

Parte 3 Reacciones de sustitucin y eliminacin 343

8 Reacciones de sustitucin en los haluros de alquilo 3448.1 Forma en que reaccionan los haluros de alquilo 3468.2 Mecanismo de una reaccin SN2 3468.3 Factores que influyen sobre las reacciones SN2 3528.4 Dependencia entre la reversibilidad de una reaccin SN2 y la basicidad de los grupos

salientes, en reacciones hacia delante (formacin de productos) o hacia atrs (formacin de reactivos) 357

8.5 Mecanismo de una reaccin SN1 3618.6 Factores que afectan las reacciones SN1 3648.7 Ms sobre la estereoqumica de las reacciones SN2 y SN1 3668.8 Haluros benclicos, haluros allicos, haluros vinlicos y haluros de arilo 3688.9 Competencia entre las reacciones SN2 y SN1 3718.10 Papel del disolvente en las reacciones SN2 y SN1 3758.11 Reacciones intermoleculares contra reacciones intramoleculares 3818.12 Los reactivos metilantes biolgicos tienen buenos grupos salientes 382

Resumen 384 Resumen de reacciones 385 Trminos clave 385 Problemas 385Estrategia para resolver problemas 370, 373Recuadros: Sobrevivencia 345 Por qu carbono y no silicio? 361 Efectos de la solvatacin 376 Adaptacin ambiental 379 Erradicacin delas termitas 383 S-adenosilmetionina: Un antidepresivo natural 384

9 Reacciones de eliminacin de los haluros de alquilo Competencia entre sustitucin y eliminacin 3899.1 La reaccin E2 3909.2 Las reacciones E2 son regioselectivas 3919.3 La reaccin E1 3989.4 Competencia entre las reacciones E2 y E1 4029.5 Las reacciones E2 y E1 son estereoselectivas 4039.6 Reacciones de eliminacin en ciclohexanos sustituidos 4089.7 Istopos cinticos, auxiliares para determinar mecanismos 412

Contenido xiii

9.8 Competencia entre sustitucin y eliminacin 4139.9 Reacciones de sustitucin y eliminacin en sntesis 4189.10 Reacciones consecutivas de eliminacin E2 4209.11 Diseo de una sntesis II: Caracterizacin del problema 421

Resumen 423 Resumen de reacciones 424 Trminos clave 425 Problemas 425Estrategia para resolver problemas 401Recuadro: Investigacin de organohaluros naturales 390

10 Reacciones de alcoholes, aminas, teres,epxidos y compuestos sulfurados Compuestos organometlicos 429

10.1 Reacciones de sustitucin nucleoflica de los alcoholes: Formacin de haluros de alquilo 430

10.2 Otros mtodos para transformar alcoholes en haluros de alquilo 43410.3 Conversin de alcoholes en sulfonatos de alquilo 43510.4 Reacciones de eliminacin en los alcoholes: Deshidratacin 43810.5 Oxidacin de los alcoholes 44510.6 Las aminas no presentan reacciones de sustitucin o eliminacin, pero son las bases

orgnicas ms comunes 44710.7 Reacciones de sustitucin nucleoflica de los teres 44910.8 Reacciones de sustitucin nucleoflica de los epxidos 45210.9 xidos de areno 45510.10 teres corona 46010.11 Tioles, sulfuros y sales de sulfonio 46210.12 Compuestos organometlicos 46510.13 Reacciones de acoplamiento 469

Resumen 472 Resumen de reacciones 473 Trminos clave 476 Problemas 476Estrategia para resolver problemas 443Recuadros: La prueba de Lucas 432 Alcohol de grano y de madera 434 Deshidrataciones biolgicas 443 Contenido de alcohol en la sangre 447 Alcaloides 448 Anestsicos 451 Benzo[a]pireno y cncer 459 Deshollinadores y cncer 460 Antibitico ionforo 462 Gas mostaza arma qumica 464 Antdoto para un arma qumica 464

11 Radicales Reacciones de los alcanos 48111.1 Alcanos como compuestos inertes 48311.2 Cloracin y bromacin de alcanos 48311.3 Dependencia entre la estabilidad de un radical y la cantidad de grupos alquilo

unidos al carbono que tiene el electrn no apareado 48511.4 Influencia de la probabilidad y la reactividad sobre la distribucin de los productos

48611.5 El principio de reactividad-selectividad 48911.6 Adicin de radicales a alquenos 49311.7 Estereoqumica de las reacciones de sustitucin con radical y de adicin 49611.8 Sustitucin con radicales de hidrgenos benclicos y allicos 49711.9 Diseo de sntesis III: Ms prctica con sntesis en varios pasos 50011.10 Reacciones de radicales en sistemas biolgicos 50211.11 Los radicales y el ozono estratosfrico 505

Resumen 506 Resumen de reacciones 507 Trminos clave 508 Problemas 508Estrategia para resolver problemas 491Recuadros: El octanaje 482 Los combustibles fsiles: Fuente problemticade energa 482 Ciclopropano 500 Caf descafeinado y temor por elcncer 503 Conservadores alimentarios 504 Sangre artificial 506

xiv Contenido

Parte 4 Identificacin de compuestos orgnicos 511

12 Espectrometra de masas, espectroscopia infrarroja y espectroscopia ultravioleta/visible 51212.1 Espectrometra de masas 51312.2 El espectro de masas Fragmentacin 51512.3 Istopos en espectrometra de masas 51812.4 Obtencin de frmulas moleculares por espectrometra de masas de alta resolucin 52012.5 Patrones de fragmentacin de grupos funcionales 52012.6 Espectroscopia y el espectro electromagntico 52812.7 Espectroscopia en IR 53012.8 Bandas caractersticas de absorcin infrarroja 53312.9 Intensidad de las bandas de absorcin 53412.10 La posicin de las bandas de absorcin 53512.11 Influencia de la deslocalizacin electrnica de grupos donadores y atractores

de electrones y de los puentes de hidrgeno sobre la posicin de una banda de absorcin 536

12.12 Forma de las bandas de absorcin 54412.13 Ausencia de bandas de absorcin 54412.14 Vibraciones inactivas en el infrarrojo 54512.15 Leccin para interpretar los espectros de infrarrojo 54612.16 Espectroscopia ultravioleta y visible 54912.17 La ley de Lambert-Beer 55112.18 Efecto de la conjugacin sobre la lmx 55212.19 El espectro visible y los colores 55412.20 Aplicaciones de la espectroscopia UV/Vis 555

Resumen 557 Trminos clave 558 Problemas 559Estrategia para resolver problemas 539Recuadros: Espectrometra de masas en ciencias forenses 526 El autor de laley de Hooke 535 Luz ultravioleta y filtros solares 551 Antocianinas:Una clase de compuestos coloridos 555

13 Espectroscopia RMN 56913.1 Introduccin a la espectroscopia de RMN 56913.2 RMN de transformada de Fourier 57213.3 La proteccin determina que distintos tipos de hidrgenos produzcan seales

a diferentes frecuencias 57313.4 Cantidad de seales en un espectro de RMN-1H 57413.5 El desplazamiento qumico nos indica qu tan alejada est una seal de la seal de

referencia 57713.6 Posicin relativa de las seales de RMN-1H 57813.7 Valores caractersticos de los desplazamientos qumicos 57913.8 Anisotropa diamagntica 58213.9 Nmero relativo de protones que causa la seal obtenida por integracin de las

seales de RMN-1H 58413.10 El desdoblamiento de las seales se puede describir de acuerdo con la regla

de N 1 58613.11 Ms ejemplos de espectros de RMN-1H 59113.12 Identificacin de protones acoplados por sus constantes de acoplamiento 59713.13 Explicacin de la multiplicidad de una seal con diagramas de desdoblamiento 60013.14 Los hidrgenos diastereotpicos no son qumicamente equivalentes 60313.15 Dependencia de la espectroscopia de RMN respecto al tiempo 60413.16 Protones unidos a oxgeno y a nitrgeno 60513.17 Uso de deuterio en la espectroscopia de RMN-1H 60713.18 Resolucin de espectros de RMN-1H 60813.19 Espectroscopia de RMN-13C 61013.20 Espectros de RMN-13C DEPT 616

Contenido xv

13.21 Espectroscopia de RMN bidimensional 61613.22 La RMN se usa en medicina para obtener imgenes por resonancia magntica 619

Resumen 620 Trminos clave 621 Problemas 621Estrategia para resolver problemas 575, 599, 614Recuadro: Nikola Tesla (18561943) 572

Parte 5 Compuestos aromticos 639

14 Aromaticidad Reacciones del benceno 64014.1 Estabilidad excepcional de los compuestos aromticos 64014.2 Los dos criterios de aromaticidad 64214.3 Aplicacin de los criterios de aromaticidad 64314.4 Compuestos aromticos heterocclicos 64614.5 Algunas consecuencias qumicas de la aromaticidad 64714.6 Antiaromaticidad 64914.7 Descripcin de aromaticidad y antiaromaticidad con la teora de los orbitales

moleculares 65014.8 Nomenclatura de los bencenos monosustituidos 65114.9 La forma en que reacciona el benceno 65314.10 Mecanismo general de las reacciones de sustitucin electroflica aromtica 65414.11 Halogenacin del benceno 65514.12 Nitracin del benceno 65714.13 Sulfonacin del benceno 65814.14 Acilacin de Friedel-Crafts del benceno 66014.15 Alquilacin de Friedel-Crafts del benceno 66114.16 Alquilacin del benceno por el mtodo de acilacin-reduccin 66414.17 Uso de las reacciones de acoplamiento para alquilar benceno 66514.18 La importancia de contar con ms de un mtodo para efectuar una reaccin 66514.19 Forma de cambiar qumicamente algunos sustituyentes en un anillo de benceno 666

Resumen 670 Resumen de reacciones 671 Trminos clave 673 Problemas 673Estrategia para resolver problemas 649Recuadros: Las bolas Bucky y el SIDA 644 La toxicidad del benceno 652 Tiroxina 657 Carbocationes primarios incipientes 663

15 Reacciones de los bencenos sustituidos 67715.1 Nomenclatura de los bencenos disustituidos y polisustituidos 67815.2 Algunos sustituyentes aumentan la reactividad del anillo de benceno y otros

la disminuyen 68115.3 Efecto de los sustituyentes sobre la orientacin 68715.4 Efecto de los sustituyentes sobre pKa 69115.5 La relacin orto-para 69315.6 Consideraciones adicionales respecto a los efectos de los sustituyentes 69415.7 Diseo de una sntesis IV: Sntesis de bencenos monosustituidos y disustituidos 69615.8 Sntesis de bencenos trisustituidos 69815.9 Sntesis de bencenos sustituidos usando sales de arenodiazonio 69915.10 Ion arenodiazonio como electrfilo 70315.11 Mecanismo de la reaccin de aminas con cido nitroso 70415.12 Sustitucin nucleoflica aromtica: Mecanismo de adicin-eliminacin 70715.13 Sustitucin nucleoflica aromtica: Mecanismo de eliminacin-adicin que forma un

bencino intermediario 70915.14 Hidrocarburos bencenoides policclicos 711

Resumen 711 Resumen de reacciones 712 Trminos clave 714 Problemas 714Estrategia para resolver problemas 693Recuadros: Medicin de la toxicidad 679 Las nitrosaminas y el cncer 706

xvi Contenido

Parte 6 Compuestos carbonlicos 721

16 Compuestos carbonlicos I: Sustitucin nucleoflicaen el grupo acilo 72216.1 Nomenclatura de los cidos carboxlicos y sus derivados 72416.2 Estructuras de los cidos carboxlicos y sus derivados 72916.3 Propiedades fsicas de los compuestos carbonlicos 73016.4 cidos carboxlicos naturales y derivados de cidos carboxlicos 73116.5 Reacciones de los compuestos carbonlicos de clase I 73316.6 Reactividad relativa de los cidos carboxlicos y sus derivados 73716.7 Mecanismo general de las reacciones de sustitucin nucleoflica en el grupo acilo 73816.8 Reacciones de los haluros de acilo 73916.9 Reacciones de los anhdridos de cido 74216.10 Reacciones de los steres 74316.11 Hidrlisis de steres y transesterificacin catalizadas por cido 74616.12 Hidrlisis de steres activada por el ion hidrxido 75116.13 Confirmacin del mecanismo de las reacciones de sustitucin nucleoflica

en el grupo acilo 75216.14 Jabones, detergentes y micelas 75416.15 Reacciones de los cidos carboxlicos 75716.16 Reacciones de las amidas 75816.17 Hidrlisis de amidas catalizada por cidos 76016.18 Hidrlisis de las imidas; mtodo para sintetizar aminas primarias 76316.19 Hidrlisis de los nitrilos 76416.20 Diseo de una sntesis V: Sntesis de compuestos cclicos 76516.21 Cmo se activan los cidos carboxlicos en el laboratorio 76716.22 Activacin celular de los cidos carboxlicos 76816.23 cidos dicarboxlicos y sus derivados 772

Resumen 775 Resumen de reacciones 776 Trminos clave 778 Problemas 779Estrategia para resolver problemas 736, 758Recuadros: El descubrimiento de la penicilina 732 Los dlmatas: El alto costode las manchas negras 733 Aspirina 745 Fabricacin de jabn 756 El somnfero de la naturaleza 760 Penicilina y resistencia a los antibiticos762 Usos clnicos de las penicilinas 762 Impulsos nerviosos, parlisis einsecticidas 771 Polmeros sintticos 774 Suturas solubles 774

17 Compuestos carbonlicos II: Reacciones de aldehdosy cetonas Ms reacciones de derivados de cidoscarboxlicos Reacciones de compuestos carbonlicosa,b-insaturados 788

17.1 Nomenclatura de aldehdos y cetonas 79017.2 Reactividad relativa de los compuestos carbonlicos 79317.3 Forma de reaccionar de los aldehdos y las cetonas 79517.4 Reacciones de los compuestos carbonlicos con los reactivos de Grignard 79617.5 Reacciones de compuestos carbonlicos con iones acetiluro 80017.6 Reacciones de los compuestos carbonlicos con el ion hidruro 80017.7 Reacciones de aldehdos y cetonas con cianuro de hidrgeno 80517.8 Reacciones de los aldehdos y las cetonas con aminas y sus derivados 80617.9 Reacciones de los aldehdos y las cetonas con agua 81417.10 Reacciones de aldehdos y cetonas con alcoholes 81617.11 Grupos protectores 81917.12 Adicin de nuclefilos de azufre 82217.13 Formacin de alquenos en la reaccin de Wittig 82217.14 Estereoqumica de las reacciones de adicin nucleoflica: Caras Re y Si 82617.15 Diseo de una sntesis VI: Desconexiones, sintones y equivalentes sintticos 827

Contenido xvii

17.16 Adicin nucleoflica a aldehdos y cetonas a,b-insaturados 83017.17 Adicin nucleoflica a derivados de cido carboxlico a,b-insaturado 83417.18 Adiciones a compuestos carbonlicos a,b-insaturados catalizadas por enzimas 835

Resumen 836 Resumen de reacciones 836 Trminos clave 840 Problemas 841Estrategia para resolver problemas 799, 818Recuadros: Butanodiona: Un producto desagradable 792 Identificacin de aldehdos y cetonas sin usar espectroscopia 811 Preservacin de especmenes biolgicos 815 b-caroteno 825 Adiciones al grupo carbonilo catalizadas por enzimas 827 Sntesis decompuestos orgnicos 829 Medicamentos semisintticos 830 Quimioterapia contra el cncer 833 Interconversin cis-trans catalizada por una enzima 835

18 Compuestos carbonlicos III: Reacciones en el carbono a 85018.1 La acidez de un hidrgeno a 85118.2 Tautmeros ceto-enol 85518.3 Enolizacin 85618.4 Reacciones de los enoles y los iones enolato 85718.5 Halogenacin del carbono a de aldehdos y cetonas 85918.6 Halogenacin del carbono a de los cidos carboxlicos: La reaccin de

Hell-Volhard-Zelinski 86118.7 Empleo de compuestos carbonlicos a-halogenados en sntesis orgnicas 86218.8 Uso de diisopropilamiduro de litio para formar un ion enolato 86318.9 Alquilacin del carbono a en compuestos carbonlicos 86418.10 Alquilacin y acilacin del carbono a por medio de una enamina como

un intermediario 86718.11 Alquilacin del carbono b: Reaccin de Michael 86918.12 Formacin de b-hidroxialdehdos o b-hidroxicetonas por adicin aldlica 87118.13 Formacin de aldehdos y cetonas a,b-insaturados por deshidratacin de los

productos de adicin aldlica 87318.14 Adicin aldlica cruzada 87418.15 Formacin de un b-cetoster con una condensacin de Claisen 87618.16 Condensacin de Claisen cruzada 87818.17 Reacciones de condensacin y adicin intramolecular 88018.18 Descarboxilacin de los cidos 3-oxocarboxlicos 88418.19 La sntesis malnica: Mtodo para sintetizar un cido carboxlico 88618.20 La sntesis acetoactica: Mtodo para sintetizar una metilcetona 88818.21 Diseo de una sntesis VII: Formacin de nuevos enlaces carbono-carbono 88918.22 Reacciones en el carbono a en los sistemas biolgicos 891

Resumen 895 Resumen de reacciones 896 Trminos clave 899 Problemas 899Estrategia para resolver problemas 854, 866, 883Recuadro: La sntesis de la aspirina 865

Parte 7 Ms acerca de las reacciones de oxidacin-reduccin y de aminas 907

19 Ms acerca de las reacciones de oxidacin-reduccin 90819.1 Reacciones de reduccin 91119.2 Oxidacin de alcoholes 91719.3 Oxidacin de aldehdos y cetonas 91919.4 Diseo de una sntesis VIII: Control de la estereoqumica 92219.5 Hidroxilacin de alquenos 923

xviii Contenido

19.6 Ruptura oxidativa de dioles 1,2 92519.7 Ruptura oxidativa de los alquenos 92619.8 Ruptura oxidativa de alquinos 93119.9 Diseo de una sntesis IX: Interconversin de grupo funcional 932

Resumen 933 Resumen de reacciones 934 Trminos clave 936 Problemas 936Estrategia para resolver problemas 925Recuadros: El papel de los hidratos en la oxidacin de los alcoholes primarios 918 Tratamiento del alcoholismo con Antabuse 919 Sndrome de alcoholismofetal 919

20 Ms acerca de aminas Compuestos heterocclicos 94320.1 Ms acerca de la nomenclatura de las aminas 94420.2 Ms acerca de las propiedades cido-base de las aminas 94520.3 Reacciones de las aminas como bases y como nuclefilos 94620.4 Reacciones de eliminacin en hidrxidos de amonio cuaternario 94720.5 Catlisis de transferencia de fase 95120.6 Oxidacin de aminas La reaccin de eliminacin de Cope 95220.7 Sntesis de aminas 95320.8 Heterociclos aromticos con un anillo de cinco miembros 95520.9 Heterociclos aromticos con un anillo de seis miembros 96020.10 Papeles de los heterociclos de amina en la naturaleza 966

Resumen 969 Resumen de reacciones 969 Trminos clave 972 Problemas 972Recuadros: Compuesto til, pero con mal sabor 950 Porfirina, bilirrubina eictericia 968

Parte 8 Compuestos bioorgnicos 977

21 Carbohidratos 97821.1 Clasificacin de los carbohidratos 97921.2 La notacin D y L 98021.3 Configuraciones de las aldosas 98221.4 Configuraciones de las cetosas 98321.5 Reacciones de monosacridos en disoluciones bsicas 98421.6 Reacciones redox de los monosacridos 98521.7 Monosacridos a partir de osazonas cristalinas 98721.8 Alargamiento de la cadena: Sntesis de Kiliani-Fischer 98921.9 Acortamiento de la cadena: Degradacin de Wohl 99021.10 Estereoqumica de la glucosa: La demostracin de Fischer 99021.11 Formacin de hemiacetales cclicos en los monosacridos 99221.12 La glucosa es la aldohexosa ms estable 99521.13 Formacin de glicsidos 99721.14 El efecto anomrico 99921.15 Azcares reductores y no reductores 99921.16 Disacridos 100021.17 Polisacridos 100321.18 Algunos productos naturales derivados de carbohidratos 100621.19 Carbohidratos en las superficies celulares 100821.20 Edulcorantes sintticos 1010

Resumen 1012 Resumen de reacciones 1012 Trminos clave 1014 Problemas 1014Recuadros: Medicin de concentraciones de glucosa sangunea en la diabetes 988 Glucosa/dextrosa 992 Intolerancia a la lactosa 1002 Galactosemia1002 El dentista tiene razn 1004 Control de pulgas 1006 Heparina1007 Vitamina C 1008 La maravilla del descubrimiento 1011 Ingesta diaria admisible 1011

Contenido xix

22 Aminocidos, pptidos y protenas 101722.1 Clasificacin y nomenclatura de los aminocidos 101822.2 Configuracin de los aminocidos 102322.3 Propiedades cido-base de los aminocidos 102422.4 El punto isoelctrico 102622.5 Separacin de aminocidos 102822.6 Sntesis de aminocidos 103222.7 Resolucin de mezclas racmicas de aminocidos 103522.8 Enlaces peptdicos y puentes disulfuro 103522.9 Algunos pptidos interesantes 103922.10 Estrategia de sntesis del enlace peptdico: Proteccin del N y activacin del C 104022.11 Sntesis automatizada de pptidos 104322.12 Una introduccin a la estructura de las protenas 104522.13 Determinacin de la estructura primaria de un pptido o una protena 104622.14 Estructura secundaria de las protenas 105222.15 Estructura terciaria de las protenas 105522.16 Estructura cuaternaria de las protenas 105722.17 Desnaturalizacin de las protenas 1058

Resumen 1058 Trminos clave 1059 Problemas 1059Estrategia para resolver problemas 1048Recuadros: Protenas y nutricin 1022 Aminocidos y enfermedades 1023 Un antibitico peptdico 1024 Suavizadores de agua: Ejemplos decromatografa por intercambio de cationes 1032 Cabello: Lacio o rizado?1038 Estructura primaria y evolucin 1046 b-pptidos: Intento paramejorar la naturaleza 1055

23 Catlisis 106323.1 Catlisis en las reacciones orgnicas 106523.2 Catlisis cida 106623.3 Catlisis bsica 106923.4 Catlisis nucleoflica 107023.5 Catlisis con ion metlico 107223.6 Reacciones intramoleculares 107423.7 Catlisis intramolecular 107623.8 Catlisis en reacciones biolgicas 107923.9 Reacciones catalizadas por enzimas 1081

Resumen 1094 Trminos clave 1094 Problemas 1095Recuadro: El Premio Nobel 1065

24 Mecanismos orgnicos de las coenzimas 109824.1 Introduccin al metabolismo 110124.2 La Vitamina B3, necesaria en muchas reacciones redox 110124.3 Dinucletido de flavina adenina y mononucletido de flavina: Vitamina B2 110724.4 Pirofosfato de tiamina: Vitamina B1 111024.5 Biotina: Vitamina H 111524.6 Fosfato de piridoxal: Vitamina B6 111724.7 Coenzima B12: Vitamina B12 112424.8 Tetrahidrofolato: cido flico 112724.9 Vitamina KH2: Vitamina K 1131

Resumen 1133 Trminos clave 1134 Problemas 1134Recuadros: Vitamina B1 1100 Vitaminauna amina necesaria para la vida1100 Deficiencia de niacina 1102 Evaluacin de daos despus de unataque cardiaco 1121 Los primeros antibiticos 1130 Demasiadobrcoli 1133

xx Contenido

25 La qumica del metabolismo 113725.1 Las cuatro etapas del catabolismo 113825.2 ATP: portador de la energa qumica 113925.3 Tres mecanismos para reacciones de transferencia de fosforilo 114125.4 Carcter de alta energa de los enlaces fosfoanhdrido 114425.5 Estabilidad cintica del ATP en una clula 114525.6 Catabolismo de las grasas 114625.7 Catabolismo de los carbohidratos 114925.8 Destinos del piruvato 115225.9 Catabolismo de las protenas 115325.10 El ciclo del cido ctrico 115525.11 Fosforilacin oxidativa 115825.12 Anabolismo 1159

Resumen 1159 Trminos clave 1160 Problemas 1160Estrategia para resolver problemas 1152Recuadros: Diferencias en el metabolismo 1138 Fenilcetonuria: Error congnitodel metabolismo 1155 Alcaptonuria 1155 Tasa de metabolismo basal 1159

26 Lpidos 116226.1 Los cidos grasos son cidos carboxlicos de cadena larga 116326.2 Ceras: steres de alta masa molecular 116526.3 Grasas y aceites 116526.4 Fosfolpidos y esfingolpidos: Componentes de las membranas 117026.5 Las prostaglandinas regulan las respuestas fisiolgicas 117326.6 Terpenos: tomos de carbono en mltiplos de cinco 117726.7 La vitamina A es un diterpeno 117926.8 Biosntesis de los terpenos 118026.9 Esteroides: Mensajeros qumicos 118626.10 Sntesis del colesterol en la naturaleza 119026.11 Esteroides sintticos 1192

Resumen 1192 Trminos clave 1193 Problemas 1193Recuadros: cidos grasos Omega 1165 Olestra: No es grasa, pero tiene sabor1169 Ballenas y ecolocalizacin 1169 Veneno de vbora 1172 Elchocolate es un alimento saludable? 1172 Esclerosis mltiple y la capa demielina 1173 Colesterol y enfermedades cardiacas 1189 Tratamientoclnico para el colesterol alto 1190

27 Nuclesidos, nucletidos y cidos nucleicos 119727.1 Nuclesidos y nucletidos 119827.2 Otros nucletidos importantes 120227.3 Los cidos nucleicos estn formados por subunidades de nucletidos 120227.4 El ADN se establece pero el ARN se rompe con facilidad 120727.5 Biosntesis de ADN: Replicacin 120727.6 La transcripcin es la biosntesis de ARN 120927.7 Hay tres clases de ARN 121027.8 Biosntesis de protenas: Traduccin 121227.9 Por qu el ADN contiene timina y no uracilo 121627.10 Determinacin de la secuencia de bases en el ADN 121727.11 Reaccin en cadena de la polimerasa (PCR) 122027.12 Ingeniera gentica 122127.13 Sntesis de hebras de ADN en el laboratorio 1222

Resumen 1227 Trminos clave 1228 Problemas 1228Recuadros: La estructura del ADN: Watson, Crick, Franklin y Wilkins 1199 Anemia de clulas falciformes 1216 Antibiticos que inhiben la traduccin1216 Dactiloscopia de ADN 1221 Resistencia a herbicidas 1222

Contenido xxi

Parte 9 Temas especiales de qumica orgnica 1231

28 Polmeros sintticos 123228.1 Las dos clases principales de polmeros sintticos 123328.2 Polmeros de adicin 123428.3 Estereoqumica de la polimerizacin Catalizadores de Ziegler-Natta 124528.4 Polimerizacin de dienos Fabricacin del caucho 124628.5 Copolmeros 124828.6 Polmeros de condensacin 124928.7 Propiedades fsicas de los polmeros 1254

Resumen 1257 Trminos clave 1258 Problemas 1258Recuadros: Smbolos de reciclado 1239 Diseo de un polmero 1255

29 Reacciones pericclicas 126229.1 Las tres clases de reacciones pericclicas 126329.2 Orbitales moleculares y simetra orbital 126529.3 Reacciones electrocclicas 126929.4 Reacciones de cicloadicin 127529.5 Reordenamientos sigmatrpicos 127929.6 Reacciones pericclicas en sistemas biolgicos 128429.7 Resumen de las reglas de seleccin para reacciones pericclicas 1287

Resumen 1287 Trminos clave 1288 Problemas 1288Recuadros: Luminiscencia 1278 La vitamina de la luz solar 1286

30 Qumica orgnica de los medicamentos:Descubrimiento y diseo 1293

30.1 Nombre de los medicamentos 129730.2 Compuestos lder 129730.3 Modificacin molecular 129830.4 Evaluacin aleatoria 130030.5 Suerte y tino en el desarrollo de medicamentos 130230.6 Receptores 130430.7 Medicamentos como inhibidores de enzimas 130730.8 Diseo de un sustrato suicida 131130.9 Relaciones cuantitativas entre estructura y actividad 131230.10 Modelado molecular 131430.11 Sntesis orgnica combinatoria 131430.12 Medicamentos antivirales 131630.13 Economa de los medicamentos Reglamentos gubernamentales 1317

Resumen 1317 Trminos clave 1318 Problemas 1318Recuadros: Seguridad en los medicamentos 1302 Frmacos hurfanos 1317

Apndices A1I Propiedades fsicas de los compuestos orgnicos A-1II Valores de pKa A-8III Deducciones de las leyes de rapidez A-10IV Resumen de mtodos para sintetizar un determinado grupo

funcional A-13V Resumen de mtodos para formar enlaces carbono-carbono A-17VI Tablas de espectroscopia A-18

xxii Contenido

Respuestas a problemas seleccionados A-24Glosario G-1Crditos de fotografa C-1ndice I-1

Prefacio

xxiii

g p pp

AL PROFESOR

El principio que me gui al escribir este libro fue presentar la qumica orgnica como unaciencia amena y de vital importancia. Demasiados son los alumnos que consideran que laqumica orgnica es un mal necesario, que es un curso que deben tomar por razones quedesconocen. Algunos sospechan que su objeto es el de una clase de prueba de su capacidadde obstinacin. Otros consideran que aprender qumica orgnica es igual que aprender elidioma de un pas extranjero al que nunca irn. Llegan a la qumica orgnica habiendo to-mado otros cursos de ciencias, pero probablemente no han tenido la oportunidad de estu-diar una ciencia que no es un conjunto de temas individuales, sino una que se desarrolla ycrece y les permite usar lo que aprendieron al iniciar el curso para explicar y pronosticar loque sigue. Para contrarrestar la impresin de que el estudio de la qumica orgnica consis-te ante todo en memorizar una coleccin variada de molculas y reacciones, este libro seorganiz en torno a propiedades compartidas y conceptos unificadores, y subraya los prin-cipios que se pueden aplicar una y otra vez. Quiero que los estudiantes aprendan cmoaplicar a un nuevo entorno lo que han aprendido, a razonar su camino para llegar a una so-lucin, y no que memoricen una multitud de hechos. Tambin deseo que consideren que laqumica orgnica es integral con la biologa, as como con sus vidas cotidianas.

Los comentarios que me han llegado de colegas y alumnos que usaron las ediciones an-teriores parecen indicar que el libro funciona de acuerdo con mis expectativas. As comome alegro cuando la facultad me dice que sus alumnos obtuvieron en sus exmenes mejo-res calificaciones que nunca, nada me gratifica tanto como or comentarios positivos de lospropios alumnos. Con exceso de generosidad, muchos alumnos atribuyen su xito en qu-mica orgnica a este libro, y no tanto a cun intensamente estudiaron para alcanzar ese xi-to. Siempre parecen estar sorprendidos de que la orgnica les haya gustado. Tambinoigo a muchos alumnos de medicina que dicen que el libro les permiti comprender de ma-nera definitiva la qumica orgnica, y que por eso la seccin de qumica orgnica de losexmenes fue la parte ms fcil, segn ellos.

Tratando de que esta edicin de Qumica Orgnica sea todava ms til para los alum-nos, he confiado en los comentarios constructivos de muchos de ustedes. Los agradezcoencarecidamente. Tambin conserv anotadas las preguntas que efectuaron los alumnoscuando llegaron a mi oficina. Lo ms importante es que me indicaron dnde debo incluirms problemas para reducir la probabilidad de que los estudiantes que utilicen la nuevaedicin pregunten lo mismo. Como imparto clases a grupos numerosos, tengo un vivo in-ters en prever y evitar confusiones potenciales antes de que se presenten. En esta edicinse han vuelto a escribir muchas secciones para optimizar su facilidad de lectura y com-prensin. Hay problemas nuevos a lo largo y al final del captulo con el fin de ampliar lacapacidad para resolver problemas por parte de los alumnos. Tambin hay nuevos cuadrosde inters para indicar a los alumnos la relevancia de la qumica orgnica y ms notas almargen para recordarles conceptos y principios importantes.

Espero que usted encuentre que esta edicin es todava ms atractiva para sus alumnosque las versiones anteriores. Como siempre, deseo conocer sus comentarios, bajo el pre-cepto de que los comentarios positivos son principalmente divertidos, pero los comentarioscrticos son los ms tiles.

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Mtodo de grupo funcional con una organizacin mecanstica,que une la sntesis con la reactividadComo mencion antes, este libro pretende desanimar la memorizacin rutinaria. Para ello,la presentacin de grupos funcionales se organiza en torno a semejanzas mecansticas: adi-ciones electroflicas, sustituciones nucleoflicas, eliminaciones, adiciones y sustitucionesde radical, sustituciones electroflicas aromticas, sustituciones nucleoflicas en el grupoacilo y adiciones nucleoflicas. Esta organizacin permite comprender una gran cantidadde material a la luz de los principios unificadores de la reactividad.

Muchos textos de qumica orgnica describen la sntesis de un grupo funcional y lareactividad del mismo en el mismo lugar, sin contemplar que esos dos grupos de reaccio-nes tienen, en general, poco que ver entre s. En su lugar, cuando describo la reactividad deun grupo funcional cubro la sntesis de los compuestos que se forman como resultado de talreactividad, con frecuencia haciendo que los alumnos diseen esquemas de sntesis. Porejemplo, en el captulo 4, los alumnos aprenden las reacciones de los alquenos, pero noaprenden en ese momento la sntesis de los mismos. En su lugar, aprenden la sntesis de loshaluros de alquilo, alcoholes, teres, epxidos y alcanos compuestos que se formancuando reaccionan los alquenos. Ya que los alquenos se sintetizan con las reacciones de ha-luros de alquilo y alcoholes, la sntesis de los alquenos se describe cuando se presentan lasreacciones de los haluros de alquilo y los alcoholes. La estrategia de vincular la reactividadde un grupo funcional con la sntesis de los compuestos que resultan de tal reactividad evitaque el alumno tenga que memorizar listas de reacciones sin relacin. Tambin da como re-sultado cierta economa de la presentacin y permite cubrir ms material en menos tiempo.

Aunque puede ser contraproducente memorizar las diferentes formas en que se puede pre-parar un grupo funcional para dominar la qumica orgnica, es til contar con una compilacinde dichas reacciones al disear una sntesis en varios pasos. Por esta razn en el apndice IVse compilan listas de reacciones que producen determinados grupos funcionales. Al aprendercmo disear sntesis, los alumnos llegan a apreciar la importancia de las reacciones que cam-bian el esqueleto de carbonos de una molcula; esas reacciones se compilan en el apndice V.

Formato modularYa que los distintos maestros ensean la qumica orgnica en diferentes formas, he tratadode hacer que el libro sea tan modular como me result posible. Por ejemplo, los captulossobre espectroscopia (captulos 12 y 13) se han redactado de modo que puedan estudiarseen cualquier momento en el curso. Para los que prefieran ensear espectroscopia al princi-pio del curso o en un curso aparte de laboratorio inclu al inicio del captulo 12 una ta-bla de grupos funcionales. Para los que prefieran estudiar la qumica de los carbonilostemprano en el curso, pueden cubrir la parte 6 (compuestos carbonlicos) antes que la par-te 5 (compuestos aromticos). Espero que la mayor parte de los profesores cubra los pri-meros 22 captulos durante un curso de un ao, para despus optar entre los captulosrestantes, de acuerdo con su preferencia personal y con los intereses de los estudiantes ins-critos en su clase. Aquellos maestros cuyos alumnos tengan inters primordial en las cien-cias biolgicas se podran inclinar a estudiar los captulos 23 (Catlisis), 24 (Mecanismosorgnicos de las coenzimas), 25 (La qumica del metabolismo), 26 (Lpidos) y 27 (Nucle-sidos, nucletidos y cidos nucleicos). Quienes ensean cursos para licenciaturas en qu-mica o ingeniera, se pueden enfocar en el captulo 28 (Polmeros sintticos) y el 29(Reacciones pericclicas). El libro termina con un captulo acerca del descubrimiento y di-seo de medicamentos, tema que, segn mi experiencia, interesa a los alumnos lo suficien-te para que quieran leerlo por s mismos, aun cuando el profesor no se los asigne.

nfasis bioorgnicoHoy, muchos alumnos que estudian qumica orgnica se interesan en las ciencias biolgicas.Por consiguiente introduje en el texto material bioorgnico para mostrarles que la qumicaorgnica y la bioqumica no son entidades separadas, sino que mantienen una relacin estre-cha por un continuo de conocimientos. Una vez que los alumnos aprendan cmo, porejemplo, la deslocalizacin electrnica, la tendencia del grupo saliente, la electrofilia y la

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nucleofilia afectan las reacciones de compuestos orgnicos simples, podrn apreciar cmoesos mismos factores influyen sobre las reacciones de molculas orgnicas ms complica-das, como las enzimas, cidos nucleicos y vitaminas. He comprobado que la economa depresentacin que se logra en los primeros 20 captulos de este texto (economa que ya seexplic arriba) hace posible dedicar ms tiempo a los temas bioorgnicos.

En las dos terceras partes iniciales del libro, el material bioorgnico se limita sobre to-do a las ltimas secciones de los captulos. As, el material est disponible para el alumnocurioso y no requiere que el profesor presente temas bioorgnicos en el curso. Por ejemplo,despus que se presenta la estereoqumica de las reacciones orgnicas, se describe la este-reoqumica de las reacciones enzimticas; despus de describir los haluros de alquilo, seexaminan los compuestos biolgicos con los que se metilan los sustratos; despus de pre-sentar los mtodos que emplean los qumicos para activar a los cidos carboxlicos, se ex-plican los mtodos que utilizan las clulas para activar dichos cidos; despus de describirlas reacciones de condensacin, se presentan ejemplos de reacciones biolgicas similares.

Adems, los siete captulos de la ltima parte del libro (captulos 21 a 27) se enfocan enla qumica bioorgnica. Esos captulos tienen la particularidad exclusiva de contener msqumica de la que se suele encontrar en las partes correspondientes de un texto de bioqu-mica. Por ejemplo, el captulo 23, sobre catlisis, explica los diversos modos de catlisisque se ven en las reacciones orgnicas, y a continuacin demuestra que son idnticos a losmodos de catlisis que se encuentran en las reacciones enzimticas. Todo esto se presentaen una forma que permite que los alumnos comprendan el por qu de la rapidez de las reac-ciones enzimticas. El captulo 24, sobre coenzimas, subraya el papel de la vitamina B1 co-mo deslocalizador de electrones, la vitamina K como base fuerte, la vitamina B12 comoiniciador de radicales y la biotina como compuesto que puede transferir un grupo carboxi-lo, y tambin describe la forma en que se controlan las diferentes reacciones de la vitami-na B6 por traslape de orbitales p. El captulo 25, sobre metabolismo, explica la funcinqumica del ATP. (Su papel no es proveer una rfaga mgica de energa que nos permita te-ner una reaccin endotrmica lo que se suele llamar reacciones acopladas. Ms bien supapel es mantener una trayectoria de reaccin donde intervenga un buen grupo saliente enuna reaccin que no se pueda efectuar porque el grupo saliente sea malo.) El captulo 26,sobre lpidos, presenta los mecanismos de formacin de prostaglandina (y permite que losalumnos comprendan cmo acta la aspirina), la descomposicin de las grasas y la biosn-tesis de terpenos. En el captulo 27 los alumnos aprenden que el ADN contiene timina enlugar de uracilo por la hidrlisis de la timina y ven cmo se sintetizan las cadenas de ADNen el laboratorio. As, dichos captulos no repiten lo que se explica en un curso de bioqu-mica, sino que son un puente entre las dos disciplinas y permiten que los estudiantes cons-taten que es bsico conocer la qumica orgnica para comprender los procesos biolgicos.

Con la conviccin que el estudio puede ser divertido, ciertas explicaciones orientadashacia la biologa, presentadas en cuadros de inters, aparecen como anexos intrigantes. En-tre los ejemplos estn: por qu los perros dlmatas son los nicos mamferos que excretancido rico, por qu la vida se basa en el carbono y no en el silicio, la forma en que un mi-croorganismo ha aprendido a usar los desperdicios industriales como fuente de carbono, laqumica asociada con el SAMe, producto que se vende mucho en las tiendas de alimentossaludables, y las grasas trans.

nfasis temprano y consistente hacia las sntesis orgnicasTemprano en el libro, se presenta a los alumnos la qumica sinttica y el anlisis retrosint-tico (captulos 4 y 6, respectivamente) para que puedan usar esa tcnica durante el curso ydiseen sntesis de varios pasos. A intervalos adecuados se incluyen nueve secciones espe-ciales sobre diseo de una sntesis, cada una con un enfoque diferente. Por ejemplo, una deellas describe la eleccin adecuada de los reactivos y las condiciones de reaccin para ma-ximizar el rendimiento de la molcula deseada (captulo 9); un captulo presenta desco-nexiones, sintones y equivalentes sintticos (captulo 17); otro describe la obtencin denuevos enlaces carbono-carbono (captulo 18), y uno ms se enfoca en el control de la es-tereoqumica (captulo 19). En el captulo 30 se describe el uso de mtodos combinatoriosy se examina el descubrimiento y el diseo de medicamentos.

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CARACTERSTICAS PEDAGGICAS

Las caractersticas pedaggicas que agradaron a los alumnos en ediciones anteriores seconservaron y aumentaron.

Notas al margen y material en cuadros para atraer al alumno

Cada captulo comienza con una lista de antecedentes que ya se han descrito en captulosanteriores y que sirven como base para continuar aprendiendo en ese captulo (a partir delos fundamentos). En todo el texto aparecen notas al margen y bosquejos biogrficos. Lasnotas al margen contienen puntos clave que los alumnos deben recordar y los bosquejosbiogrficos proporcionan al lector cierta idea de la historia de la qumica y de las personasque contribuyeron en ella. Los cuadros de inters relacionan la qumica con la vida real(por ejemplo al describir las Medicamentos semisintticos, Medicin de la toxicidad, Des-hollinadores y cncer, Luz ultravioleta y filtros solares, y Penicilina y resistencia a los an-tibiticos), o bien proporciona enseanza adicional (como en Clculo de los parmetroscinticos, Algunas palabras acerca de las flechas curvas y Carbocationes primarios inci-pientes).

Resmenes y globos de dilogo de ayuda para el estudiante

Cada captulo concluye con un resumen para ayudar a los alumnos a sintetizar los puntosclave y tambin con una lista de trminos clave. Los captulos donde se explican reaccio-nes terminan con un Resumen de reacciones. Los globos de dilogo ayudan a que losalumnos se concentren en los puntos que se estn explicando.

Problemas, problemas resueltos y estrategias para resolver problemas

El libro contiene ms de 1800 problemas, muchos de ellos de varias partes. Los problemasde cada captulo son sobre todo de prctica, ya que permiten que los alumnos se midan enel material que se acaba de explicar antes de pasar a la seccin siguiente. Los problemasseleccionados se acompaan de soluciones explicadas para dar una perspectiva de las tc-nicas de solucin de problemas. Al final del libro se presentan respuestas cortas para losproblemas marcados con un rombo con el fin de permitir que los alumnos cuenten con re-troalimentacin inmediata acerca de su dominio de un conocimiento o un concepto. Lamayor parte de los captulos contiene tambin una Estrategia para resolver problemas, ca-racterstica que indica cmo atacar diversas clases de problemas. Por ejemplo, la Estrategiapara resolver problemas del captulo 8 indica a los alumnos cmo determinar si es ms pro-bable que suceda una reaccin mediante una ruta SN1 o una SN2. A cada Estrategia para re-solver problemas sigue un ejercicio para ofrecer al alumno la oportunidad de usar ladestreza para resolver problemas recin aprendida.

La dificultad de los problemas al final de los captulos es variada. Comienzan conproblemas de prctica donde se integra material de todo el captulo y se requiere que elalumno razone en funcin de la generalidad del captulo ms que enfocarse en seccionesindividuales. Los problemas se vuelven ms desafiantes con el avance del alumno y confrecuencia refuerzan los conceptos de captulos anteriores. El resultado neto, para el alum-no, es una acumulacin progresiva tanto de capacidad para resolver problemas como deconfianza.

Sitio Web de consulta para el profesor

Parte del sitio Web de consulta (Companion) vase la descripcin ms adelante fuereacondicionada y reforzada. Cada pregunta contiene una animacin o un tutorial interac-tivo y a continuacin se plantea una pregunta relacionada; tambin proporciona retroali-mentacin que incluye vnculos de regreso a la seccin relevante del libro.

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Programa de ilustraciones: abundan las estructuras tridimensionales generadas en computadoraEsta edicin contina presentando estructuras tridimensionales de energa mnima, portodo el texto, con las que los alumnos pueden apreciar las formas tridimensionales de lasmolculas orgnicas. En el programa de ilustraciones, los colores no slo se usan paramostrar, sino para resaltar y organizar la informacin; de hecho, en esta edicin aument eluso de realces para atraer la atencin hacia los puntos de inters. He tratado de emplear co-lores especficos en formas consistentes (por ejemplo, las flechas de mecanismo siempreson rojas), pero no hay necesidad de que el alumno memorice la paleta de colores.

EXAMEN MINUCIOSO DEL MATERIAL Y LA ORGANIZACINEste libro se divide en nueve partes y cada una comienza con una perspectiva breve paraque los alumnos puedan comprender hacia dnde van. El primer captulo de la parte 1contiene un resumen de material que los alumnos deben recordar de su qumica general. Elrepaso de los cidos y las bases subraya la relacin entre acidez y la estabilidad de la baseconjugada, tema que aparece en forma recurrente en todo el texto. En el captulo 2, losalumnos aprenden cmo dar nombre a cinco clases de compuestos orgnicos, que sernlos productos de las reacciones en los nueve captulos que siguen. El captulo 2 tambincubre temas que se deben dominar antes de comenzar a estudiar las reacciones: estructuras,conformaciones y propiedades fsicas de los compuestos orgnicos.

Los cinco captulos de la parte 2 tratan sobre adicin electroflica, estereoqumica ydeslocalizacin de electrones. El captulo 3 prepara el escenario para estudiar las reaccio-nes orgnicas, presentando a los alumnos los conocimientos de termodinmica y cinticaque necesitarn a medida que avancen durante el curso. En un apndice se deducen lasecuaciones de rapidez para quienes deseen tener un panorama ms matemtico de la cin-tica. Tambin en el captulo 3 se presenta a los alumnos el concepto de flechas curvas.He visto que este ejercicio tiene mucho xito para que los alumnos se sientan cmodos conun tema que debera ser fcil, pero que de alguna forma confunde aun a los mejores, a me-nos que tengan la prctica suficiente).

Comenc el estudio de las reacciones con las de los alquenos, por su simplicidad. As,aunque el captulo 4 cubre una gran variedad de reacciones de alquenos, todas tienen me-canismos parecidos: un electrfilo se une al carbono con hibridacin sp2 menos sustituidoy un nuclefilo se une al otro carbono con hibridacin sp2, y slo difieren en la naturalezadel electrfilo y del nuclefilo. Como la qumica orgnica trata de las interacciones delelectrfilo y el nuclefilo, tiene sentido comenzar el estudio de las reacciones orgnicaspresentando a los alumnos una variedad de electrfilos y nuclefilos. Las reacciones, en elcaptulo 4, se describen sin tener en cuenta la estereoqumica porque me consta que losalumnos trabajan bien siempre que se les presenten uno por uno los conceptos nuevos. Eneste punto basta con comprender los mecanismos de las reacciones.

El captulo 5 repasa los ismeros que se presentaron en los captulos 2 y 3 (ismeros deconstitucin e ismeros cis-trans), para pasar a describir los ismeros debidos a un centrode asimetra una clase de centro estereognico. Adems, el sitio Web Companion brindaa los estudiantes la oportunidad de manipular muchas molculas en tres dimensiones. Aho-ra que los alumnos se sienten cmodos tanto con los ismeros como con las reacciones deadicin electroflica, se presentan los dos temas juntos, al final del captulo 5, donde sedescribe la estereoqumica de las reacciones de adicin electroflica que ya se cubrieron enel captulo 4. Mis alumnos se sienten ahora mucho ms cmodos con la estereoqumica, yaque la present en el contexto de reacciones con las que estn familiarizados. El captulo 6describe los alquinos. Este captulo refuerza la confianza del alumno por la semejanza desu material con el del captulo 4.

En qumica orgnica es de vital importancia comprender la deslocalizacin de electro-nes, por lo que este tema se describe en un captulo exclusivo (captulo 7), que es una con-tinuacin de la introduccin al tema que se encontr en el captulo 1. Los alumnos estudian

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la forma en que la deslocalizacin electrnica afecta la estabilidad y el pKa, y puede afec-tar a los productos de reacciones de adicin electroflica.

La parte 3 presenta las reacciones de sustitucin y eliminacin en un carbono con hibri-dacin sp3. Primero se describen las reacciones de sustitucin de los haluros de alquilo enel captulo 8. En el captulo 9 se presentan las reacciones de eliminacin de los haluros dealquilo y despus se pasa a considerar la competencia entre la sustitucin y la eliminacin.El captulo 10 cubre las reacciones de sustitucin y eliminacin en un carbono con hibrida-cin sp3 cuando un grupo que no sea halgeno es el grupo saliente: son reacciones de alco-holes, teres, epxidos, xidos de areno, tioles y sulfuros. Tambin se presentan los compuestosorganometlicos y las reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transicin. Elcaptulo 11 cubre la qumica de los radicales. Los alumnos aprenden que los alcanos sonmuy inertes debido a la ausencia de un grupo funcional y se subraya la importancia que tie-ne un grupo funcional en la reactividad qumica.

Los dos captulos de la parte 4 describen tcnicas instrumentales. En el captulo 12 sedescriben la espectrometra de masas, espectroscopia IR, y espectroscopia UV/Vis. El ca-ptulo 13 explica la espectroscopia de resonancia magntica nuclear. Cada tcnica espec-tral est escrita como tema independiente, por lo que se puede estudiar en forma aislada,en cualquier momento del curso. El primero de estos captulos comienza con una tabla degrupos funcionales para los profesores que deseen explicar la espectroscopia antes que losalumnos conozcan todos los grupos funcionales.

La parte 5 slo trata sobre compuestos aromticos. El captulo 14 cubre la aromaticidady las reacciones del benceno. El captulo 15 describe las reacciones de los bencenos sustitui-dos. Como no todos los cursos de qumica orgnica cubren la misma cantidad de material enun semestre, los captulos del 12 al 15 se introdujeron con perspectiva estratgica para quese estudien cerca del final del primer semestre. Si el semestre concluye antes del captulo12, del 13 o del 14, o despus del captulo 15, no se quedarn en el aire a medio tpico.

La parte 6 se enfoca en la qumica de los compuestos carbonlicos. Los profesores quenunca haban presentado los derivados de cidos carboxlicos antes que los aldehdos y lascetonas tenan escepticismo acerca de este captulo, al principio. Sin embargo, cuando sebuscaron las opiniones de quienes ya haban usado las ediciones previas del texto, casi todosprefirieron este orden. El captulo 16 comienza el tratamiento de la qumica del carboniloexplicando las reacciones de los cidos carboxlicos y sus derivados con nuclefilos oxi-genados y nitrogenados. De esta forma los estudiantes se introducen a la qumica de loscompuestos carbonlicos, aprendiendo cmo se dividen o parten los intermediarios tetra-dricos. La primera parte del captulo 17 describe las reacciones de los derivados de cidos car-boxlicos, aldehdos y cetonas con nuclefilos carbonados e hidrogenados. Si todos esoscompuestos carbonlicos se estudian juntos, los alumnos verifican cmo difieren las reac-ciones de aldehdos y cetonas respecto a las de los derivados de cidos carboxlicos. Enton-ces, cuando pasen a estudiar la formacin e hidrlisis de iminas, enaminas y acetales en lasegunda parte del captulo 17 podrn comprender con facilidad tales mecanismos, porqueya estn versados en la forma en que se parten los intermediarios tetradricos. Duranteaos he experimentado en mis clases y creo que sta es la forma ms efectiva y fcil de en-sear la qumica del grupo carbonilo. Dicho lo anterior, se pueden intercambiar los captu-los 16 y 17, siempre que se salten las secciones 17.4, 17.5 y 17.6 y se cubran despus conel captulo 16. El captulo 18 trata acerca de las reacciones en el carbono a de los compues-tos carbonlicos.

El captulo 19, el primero de la parte 7, regresa a las reacciones de oxidacin y reduc-cin y describe otras nuevas. Los alumnos pueden comprender mucho mejor las reaccionesde oxidacin cuando se les presentan juntas, como una unidad, y no cuando las van cono-ciendo una por una junto con la presentacin de cada grupo funcional. El captulo 20 repa-sa el material sobre las aminas, que fue explicado en los captulos anteriores: estructura ypropiedades fsicas, propiedades cido-base, nomenclatura, reactividad y sntesis parapasar a explorar dichos temas con mayor detalle. El captulo concluye con una descripcinde los compuestos heterocclicos.

La parte 8 presenta temas bioorgnicos. La parte 9 cubre polmeros sintticos, reaccio-nes pericclicas y descubrimiento y diseo de medicamentos.

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CAMBIOS EN ESTA EDICIN

Las respuestas de los profesores y los alumnos han conducido a realizar ajustes en la pre-sentacin y la distribucin de ciertos temas, y promovido el refuerzo de las caractersticaspedaggicas de ms xito en el libro.

Contenido y organizacin

Se han adelantado las descripciones de la sustitucin y eliminacin nucleoflicas, por loque ahora se hallan en los captulos 8 y 9 y no en los captulos 10 y 11. Las reacciones deadicin de radicales se sacaron de los captulos sobre alquenos (captulo 4) y alquinos (ca-ptulo 6) y se colocaron con la sustitucin de radicales, de manera que toda la qumica deradicales se concentra ahora en un solo captulo (11). Se agreg la formacin de epxidosal captulo sobre adicin electroflica de alquenos (captulo 4) y se introdujo la oxidacin delos alcoholes al captulo que describe las reacciones de los mismos (captulo 10). Amboscambios permiten disponer de una mayor variedad de problemas de sntesis y ms tempra-no en el curso. Un nuevo captulo sobre metabolismo (captulo 25) destaca que las reaccionesy mecanismos que se encuentran en los procesos metablicos son similares a las reaccio-nes y mecanismos que se encuentran en un laboratorio de qumica orgnica. Tambin haymaterial nuevo sobre reaccin en cadena de la polimerasa e ingeniera gentica. Por lti-mo, se ha vuelto a redactar gran parte del libro para facilitar la comprensin por el estu-diante. En particular, se reorganizaron y esclarecieron las secciones sobre reacciones deadicin electroflica, deslocalizacin electrnica y reacciones de adicin nucleoflica.

Secciones sobre sntesis

Esta edicin cuenta con nueve secciones sobre Diseo de una sntesis, una de ellas nue-va, que ayuda a que los alumnos comprendan cundo se debe usar el anlisis retrosinttico.Tambin hay muchos problemas nuevos de sntesis.

Elementos pedaggicos

Para desarrollar en los alumnos la comprensin de la qumica orgnica como una discipli-na que se basa en la experiencia y en los conocimientos, cada captulo (despus del captu-lo 1) comienza con una lista de antecedentes que los alumnos ya revisaron y que ayudan aexplicar la informacin que se presenta en las pginas que siguen. Los mecanismos, en es-ta edicin, se presentan en forma de pasos separados para que los pasos individuales sedestaquen con ms claridad. Sin embargo, no se presentan encerrados en cuadros, porquepodran interferir con la apreciacin del alumno acerca de que los mecanismos son bsicospara comprender la qumica orgnica y que no son asuntos extraos ni material opcional.Tambin esta edicin contiene ms globos de dilogo (textos encerrados que apuntan haciaalgo) para ayudar al aprendizaje de los estudiantes. En respuesta a los comentarios dealumnos, tambin hay ms notas al margen que repiten en forma sucinta los puntos clave yfacilitan el repaso. Adems hay 20 nuevos cuadros de inters en esta edicin, entre los cua-les se cuenta uno acerca de la disolucin de suturas, otro sobre grasas trans y uno ms so-bre resistencia a herbicidas.

Conjuntos de problemas

Esta edicin contiene ms de 200 problemas nuevos, tanto en el desarrollo como al final delos captulos. Contiene nuevos problemas resueltos, nuevas estrategias para resolver pro-blemas y nuevos problemas que plantean temas de ms de un captulo.

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PARA EL PROFESOR (APOYOS DISPONIBLES EN INGLS)

Centro de recursos para el profesor (en lnea). Este auxiliar de presentacin de leccio-nes contiene una coleccin de medios, totalmente consultable e integrada, que le permiteusar con eficiencia y eficacia su tiempo de preparacin de clase, as como reforzar sus pre-sentaciones y evaluaciones en clase. Estos recursos contienen casi todas las ilustracionesdel texto, incluidas las tablas, en formatos .JPG, .PDF y PowerPoint, todos los objetos demedios interactivos y dinmicos del sitio Web Companion y tres presentaciones prepara-das en PowerPoint. La primera contiene un esquema completo de las clases. La segundapresentacin contiene completos los cuadros de PROBLEMA dentro de los captulos, y latercera contiene preguntas que usted puede hacer en clase, junto con su Sistema de Res-puesta de Saln de Clase (CRS). Dentro de la pgina Web tambin tiene un motor de bs-queda que le permite encontrar recursos relevantes, a travs de trminos clave, objetivos deaprendizaje, nmeros de figura y tipos de recursos. Tambin se incluye el programa Test-Gen, de generacin de exmenes, y una versin del Archivo de elementos de examen, enTestGen, que permite a los profesores crear y adaptar los exmenes de acuerdo con sus nece-sidades, o crear cuestionarios en lnea para entrega en WebCT, Blackboard o CourseCom-pass. Tambin se incluyen archivos del Test Item File, en Word.

Paquete de transparencias (en pgina Web) por Paula Yurkanis Bruice, Universidad deCalifornia en Santa Brbara. Este juego cuenta con 285 imgenes del texto a todo color.

Archivo de preguntas Test Item File (en pgina Web) por Gary Hollis, Roanoke Colle-ge. Tiene una seleccin de ms de 2500 preguntas de opcin mltiple, de respuestas cortasy de ensayos para aplicar exmenes.

Auxiliares para administracin del curso y las tareas

Blackboard, WebCT y el CourseCompass de Pearson Educacin ofrecen los mejoresapoyos de enseanza y aprendizaje para su curso. Estn cmodamente organizados por ca-ptulos del texto Qumica Orgnica, quinta edicin, contribuirn a ahorrar tiempo y servi-r de ayuda a los alumnos para que apliquen lo que ya aprendieron en clase. Junto con elmaterial del sitio Web Companion (www.pearsoneducacion.net/bruice), tambin se inclu-yen los apoyos del Centro de Recursos del Instructor y de ACE Organic.

ACE (Achieving Chemistry Excellence, logro de la excelencia qumica) Pearson Educa-cin, con Robert B. Grossman, Raphael A. Finkel y un equipo de programadores en la Uni-versidad de Kentucky, desarrollaron un sistema de tareas para qumica orgnica quefinalmente puede apoyar los tipos de problemas que se asignan en qumica orgnica. Achie-ving Chemistry Excellence: Organic Chemistry, o ACE, es un programa basado en la Webque fue desarrollado especficamente para profesores y alumnos de introduccin a laqumica orgnica. En un curso tpico de qumica orgnica, los alumnos resuelven las pre-guntas de un texto y hay disponible un manual de soluciones. Los alumnos se esfuerzandurante algunos minutos con una pregunta, revisan la respuesta y sienten como si com-prendieran cmo contestar la pregunta. No es sino hasta el da del examen que se dan cuentaque contestar una pregunta y conocer cmo contestarla son dos cosas totalmente diferentes.

La solucin ideal para este problema son programas de cmputo que puedan contestar alos alumnos que sus respuestas son incorrectas, sin revelar la respuesta correcta. Existennumerosos programas de tareas de qumica basados en la Web, pero la mayor parte de ellosrequieren respuestas basadas en el texto, o numricas o de opcin mltiple. En contraste,ACE permite que los alumnos tracen estructuras como respuesta a las preguntas con unainterfaz grfica. Presentan su estructura a un servidor y, si su respuesta es incorrecta, seles proporciona retroalimentacin y se les pide que prueben de nuevo. Adems, ACE es elnico programa que proporciona retroalimentacin especfica a respuestas de estructurasincorrectas, enseando con eficacia a los alumnos cmo resolver el problema, sin revelarles

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las respuestas correctas. ACE est disponible para Qumica Orgnica, quinta edicin, co-mo parte de uno de los cursos OneKey descritos antes. Para conocer ms informacin, lla-me a su representante local de Pearson Educacin.

Sitio Web Companion, con GradeTracker (http://www.pearsoneducacion.net/bruice)Ahora con GradeTracker, para que los profesores que deseen usarlo cuenten con funciona-lidad flexible de un cuaderno de calificaciones. El sitio Companion es especfico del textoQumica Orgnica, quinta edicin, y se actualiz y ampli con meticulosidad respecto a laedicin anterior; proporciona a los alumnos una coleccin de recursos de apoyo de apren-dizaje y evaluacin para cada captulo. El sitio Companion para la quinta edicin contiene:

La galera Student Tutorials quiz. Cada pregunta contiene una animacin visual oun tutorial interactivo, y a continuacin plantea una pregunta acerca de ellos y pro-porciona retroalimentacin, que incluye vnculos de regreso a la seccin relevantedel libro. Al ofrecer evaluacin en estrecha relacin con los elementos del tutorial,incluyendo retroalimentacin para respuestas incorrectas, as como referencias al li-bro, se refuerzan los conceptos. Vea los iconos relacionados en el texto en el lugarque corresponde al tema.

Una Galera de molculas, con una vasta seleccin de imgenes en 3-D de la mayorparte de las molculas importantes en el texto. Los alumnos pueden hacer girar la mo-lcula en tres dimensiones, cambiar su representacin y explorar su estructura en detalle.

Conjuntos de Ejercicios y Adivinanzas, con pistas y retroalimentacin instantnea,incluyendo vnculos con las secciones relevantes del libro.

La Gua de Estudio MCAT, consiste en 200 preguntas y puede ser un apoyo vital en lacarrera.

Para los alumnos que dispongan de ChemOffice Ltd., en el sitio Web tambin se en-cuentra disponible un cuaderno de trabajo que contiene ChemOffice Exercises.

Los colaboradores en el sitio Web de esta edicin son Christine Hermann (UniversidadRadford), Brian Groh (Universidad Estatal de Minnesota, en Mankato), Bette A. Kreuz(Universidad de Michigan-Dearborn), Ron Wikholm (Universidad de Connecticut) y Chris-topher Hadad (Universidad Estatal de Ohio).

AL ALUMNO

Bienvenido a la qumica orgnica! Est a punto de embarcarse en un viaje excitante. Estelibro se ha escrito teniendo en mente a estudiantes como usted quienes se encuentrancon el tema por primera vez. El viaje por la qumica orgnica puede ser muy ameno. El ob-jetivo central del libro es hacer que este viaje sea estimulante y que a la vez se pueda dis-frutar, ayudndole a comprender los principios centrales de este campo y pidindoleaplicarlos a medida que avance por sus pginas. Se le recordarn estos principios a interva-los frecuentes por ejemplo, en las referencias a secciones que ya habr dominado, y enla lista de antecedentes al iniciar cada captulo.

Debera comenzar familiarizndose con el libro. Los interiores de las pastas de la cu-bierta, tanto al principio como al final del libro, contienen informacin que podr consul-tar con frecuencia durante el curso. Los resmenes de captulo, trminos clave y resmenesde reacciones al final de cada captulo contienen tiles listas de los trminos y los concep-tos que debe comprender despus de estudiar el captulo. El glosario, al final del libro,tambin puede ser una ayuda til, como tambin los apndices, que escrib para consolidarlas categoras tiles de informacin. Los modelos moleculares y los mapas de potencialelectrosttico que encontrar en todo el libro se incluyeron para que usted pueda apreciarcmo se ven las molculas en tres dimensiones y para mostrar cmo se distribuyen las car-gas en una molcula. Considere que las notas al margen son la oportunidad que tiene el autorpara mostrar recordatorios personales de ideas y hechos que es importante tener presentes.Asegrese de leerlas.

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Resuelva todos los problemas de cada captulo, le permitirn practicar y al hacerlo com-probar si ya domina los conocimientos y conceptos que ensea el captulo. Algunos deellos (o partes de ellos) estn ya resueltos en el texto. Se presentan respuestas de algunosde los dems, los que estn marcados con un rombo, al final del libro. No desdee las Es-trategias para resolver problemas que tambin se encuentran distribuidas en todo el texto;son sugerencias prcticas acerca de la mejor forma de atacar los tipos importantes de pro-blemas.

Adems de los problemas que se presentan en el transcurso de los captulos, resuelvatantos como pueda de los del final de los captulos. Mientras ms problemas resuelva, sesentir ms complacido con el tema y estar mejor preparado para el material de los cap-tulos siguientes. No permita que alguno de los problemas lo deje frustrado. Asegrese devisitar el sitio Web Companion (http://www.pearsoneducacion.net/bruice) para probar al-gunos de los auxiliares de estudio en ingls, como los Tutoriales del alumno (Student Tuto-rials), Galera de molculas (Molecule Gallery) y los conjuntos de ejercicios y preguntas(Exercise Sets and Quizzes).

El consejo ms importante que debe recordar (y seguir) al estudiar la qumica orgnicaes NO SE RETRASE! Los pasos individuales para aprender qumica orgnica son bastan-te sencillos; cada uno de por s es relativamente fcil de dominar. Pero son muchos y el te-ma puede volverse abrumador con rapidez si no avanza paso por paso.

Antes de deducir muchas de las teoras y los mecanismos, la qumica orgnica era unadisciplina que slo se poda dominar memorizando. Por fortuna, eso ya no es cierto. En-contrar muchas ideas unificadoras que le permitirn usar lo que haya aprendido en un ca-so para pronosticar lo qu suceder en otras situaciones. As que, al leer el libro y estudiarsus notas, trate siempre de comprender por qu sucede cada evento o comportamiento qu-mico. Por ejemplo, cuando comprenda las razones de la reactividad, podr predecir la ma-yor parte de las reacciones. Si entra en el curso con la idea equivocada de que para tenerxito se deben memorizar cientos de reacciones sin relacin entre s elimnela porquepodra representar su fracaso; simplemente ello no sera posible porque el material por me-morizar sera demasiado. La comprensin y el razonamiento, no la memorizacin, propor-cionan las bases necesarias sobre las que avanza el aprendizaje posterior. Sin embargo, devez en cuando se necesitar memorizar algo, como ciertas reglas fundamentales y los nom-bres comunes de varios compuestos orgnicos. Pero ello no debera ser ningn problema;despus de todo, todos sus amigos tienen nombres comunes que usted ha podido aprender.

Los alumnos que estudien qumica orgnica para poder ingresar a escuelas de medicinase preguntan, a veces, por qu en esas escuelas se pone tanta atencin a este tema en par-ticular. La importancia de la qumica orgnica no est slo en su tema. Para dominar la qu-mica orgnica se requiere una comprensin profunda de ciertos principios fundamentales yla capacidad de usar tales fundamentos para analizar, clasificar y predecir. El estudio de lamedicina demanda cosas parecidas: un mdico usa sus conocimientos de ciertos principiosfundamentales para analizar, clasificar y diagnosticar.

Que tenga usted buena suerte en sus estudios. Espero que disfrute su curso de qumica or-gnica y aprenda a apreciar la lgica de esta fascinante disciplina. Si tiene comentarios acer-ca del libro, o alguna sugerencia para mejorarlo, me gustara que me lo manifieste. Recuerde,los comentarios positivos son la mayor diversin, pero los negativos son los ms tiles.

Paula Yurkanis Bruicepybruice@chem.ucsb.edu

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AGRADECIMIENTOS

Con gran placer reconozco el esfuerzo dedicado de muchos buenos amigos que hicieronposible que este libro se realizara. Las numerosas aportaciones de Ron Magid, de la Uni-versidad de Tennessee, Ed Skibo de la Universidad Estatal de Arizona, Paul Papadopoulosde la Universidad de Nuevo Mxico, Ron Starkey de la Universidad de Wisconsin enGreen Bay, y de Jack Kirsch, de la Universidad de California en Berkeley, persisten en es-ta edicin. Gracias en particular a David Yerzley, M.D., por su ayuda en la seccin sobreImgenes de resonancia magntica, a Warren Hehre de Wavefunction, Inc., y a Alan Shus-terman de Reed College por su ayuda en los mapas de potencial electrosttico que apare-cen en el libro. Tambin agradezco mucho a mis alumnos, que sealaron las secciones quenecesitaban aclaracin, resolvieron los problemas y buscaron errores.

Revisores del manuscrito de la quinta edicinJon C. Antilla, University of MississippiArthur J. Ashe, III, University of MichiganWilliam F. Bailey, University of ConnecticutChad Booth, Texas State UniversityGary Breton, Berry CollegeLale Aka Burk, Smith CollegeDorian Canelas, North Carolina State UniversityRobert Coleman, Ohio State UniversityS. Todd Deal, Georgia Southern UniversityMalcolm D.E. Forbes, University of North CarolinaAnnaliese Franz, Harvard UniversityAlison J. Frontier, University of RochesterAlbert Fry, Wesleyan UniversityJose J. Gutierrez, The University of Texas Pan AmericanChristopher M. Hadad, Ohio State UniversityC. Frederick Jury, Collin County Community CollegeBob Kane, Baylor UniversityAngela King, Wake Forest UniversityIrene Lee, Case Western Reserve UniversityPhilip Lukeman, New York UniversityNeil Miranda, University of Illinois at ChicagoRobert P. OFee, The College of New JerseyJaimeLee Iolani Rizzo, Pace UniversityAlexander J. Seed, Kent State UniversityWilliam N. Setzer, University of Alabama-HuntsvilleThomas E. Sorensen, University of Wisconsin-MilwaukeeJennifer A. Tripp, University of Scranton

Linda Waldman, Cerritos CollegeEmel L. Yakali, Raymond Walters College

Revisores de precisin

S. Todd Deal, Georgia Southern UniversityMalcolm Forbes, University of North CarolinaSteven Graham, St. Johns UniversityChristopher Roy, Duke UniversitySusan Schelble, University of Colorado at Denver

Revisores del manuscrito de la cuarta edicin

Merritt Andrus, Brigham Young UniversityDaniel Appella, Northwestern UniversityGeorge Bandik, University of PittsburghDaniel Blanchard, Kutztown UniversityRon Blankespoor, Calvin CollegePaul Buonora, California State University, Long BeachRobert Chesnut, Eastern Illinois UniversityMichael Chong, University of WaterlooRobert Coleman, Ohio State UniversityDavid Collard, Georgia Institute of Technology Debbie Crans, Colorado State UniversityMalcolm Forbes, University of North Carolina,Chapel HillDeepa Godambe, Harper CollegeFathi Halaweish, South Dakota State UniversitySteve Hardinger, University of California, Los AngelesAlvan Hengge, Utah State University

Los siguientes revisores desempearon un papel de enorme importancia en el desarrollo de este libro de texto:

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Steve Holmgren, University of MontanaNichole Jackson, Odessa CollegeCarl Kemnitz, California State University, BakersfieldKeith Krumpe, University of North Carolina, AshevilleMichael Kurz, Illinois State