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Academic Year/course: 2022/23

446 - Degree in Biotechnology

27111 - Organic Chemistry


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
27111 - Organic Chemistry
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

1.1 The course respond to the following approaches and objectives:

1. To provide the student with the set of fundamental tools in Organic Chemistry (structural knowledge of the different organic families and their basic reactivity, stereochemical implications of the products and reagents) in order to understand the biochemical processes from the molecular point of view.

2. To contribute to the creation in the student of a clear conscience about the importance of Organic Chemistry in the transformation processes carried out by living beings in isolated systems or in their cellular or tissue environments, which may allow them, not only interpret the processes, but also design the appropriate modifications to develop applications.

 

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the results of learning provides training and competence to contribute to some extent to its achievement:

(2) Zero Hunger

(3) Good Health and Well-being

(4) Quality Education

(6) Clean Water and Sanitation

(7) Affordable and Clean Energy

(9) Industry, Innovation and Infrastructure

(11) Sustainable Cities and Communities

(13) Climate Action

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject of Organic Chemistry aims to provide students with an overview of organic compounds, the chemical processes in which they participate and their application to the understanding of biological processes. Organic Chemistry is fundamental to understand the matters related to the interaction between chemistry and biochemical processes.

1.3. Recommendations to take this course

It is fundamental to review the knowledge acquired in the aforementioned subject, in terms of the basic nomenclature of Organic Chemistry, distinction of functional groups or practical aspects of basic manipulations in the laboratory and in terms of a safe way of working in the laboratory. The usual attendance to the classes as well as the continued study of the subject is fundamental to facilitate the understanding of it.

2. Learning goals

2.1. Competences

The student will demonstrate knowledge of the association between the structure, bonding, reactivity and stability of organic molecules.

The student will demonstrate knowledge of the classification, composition and behavior of families of carbon compounds

The student will demonstrate knowledge of using the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) rules for nomenclature

The student will demonstrate knowledge of the spatial arrangement, properties and reactivity of stereoisomers 

The student will demonstrate an extension of their knowledge of thermodynamic chemical principles 

The student will demonstrate knowledge of kinetic chemical principles.

The student will demonstrate knowledge of the types of reactions that classes of organic compounds undergo

The student will demonstrate knowledge of using curved arrows to establish the process, stereochemistry and regiochemistry by which organic reactions occur 

The student will demonstrate knowledge of organic synthesis

2.2. Learning goals

  • Students will have a firm foundation in the fundamentals and application of current chemical and scientific theories  in Organic  Chemistry.
  • Students will be skilled in problem solving, critical thinking and analytical reasoning as applied to scientific problems.
  • Students will be able to clearly communicate the results of scientific work in oral, written and electronic formats 
  • Students will appreciate the central role of Organic Chemistry in the Biotechnology area
  • Students will be able to explain why Organic Chemistry is an integral activity for addressing biotechnological problems.
  • Students will be able to function as a member of an interdisciplinary problem solving team.

2.3. Importance of learning goals

The purpose of the Organic Chemistry Course is to provide the key knowledge base and laboratory resources to prepare students for the correct use of Organic Chemistry concepts ini the framework of their Biootechnology-oriented careers as professionals.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

EVALUATION ACTIVITIES (1st call)

Online quiz (ADD): 10%

Laboratory: 10%

Writen final exam: 80%

2nd CALL

GLOBAL EXAM: 100%

 

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as: lectures and practice sessions. The students are expected to participate actively in the class throughout the semester. Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other learning resources such as news related with Biotechnology. Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

Online classes are also foresseen using the available tools in the ADD.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: • Lectures: (3.5 ECTS). It is based in the acquisition of basic knowledge on Organic Chemistry. This activity is developed in 35 hours. • Practice sessions: (1.9 ECTS). The lectures devoted to solve problems in practical cases which could be developed individually or in groups depending on the proposed case. It is compulsory the participation of the students. It is also fundamental the correct interpretation of the experimental results. (0.6 ECTS). • Tutorials: The particular questions could be solved in tutorial activities in both individual or small groups. The material used in the lectures as well as some complementary resources will be available to the student in the Digital Teaching Ring. Some activities devoted to solving problems and practical questions could be developed in small groups. This activity will involve 19 hours.

4.3. Syllabus

BASIC CONCEPTS OF ORGANIC CHEMISTRY.

MOLECULAR STRUCTURE. CHEMICAL BONDING IN ORGANIC COMPOUNDS

CLASIFICATION AND NOMENCLATURE OF ORGANIC COMPOUNDS. FUNCTIONAL GROUPS

INTERMOLECULAR INTERACTIONS.

CONFORMATIONAL ANALYSIS.

STEREOCHEMISTRY AND CHIRALITY.

CHARACTERIZATION OF ORGANIC COMPOUNDS. SPECTROSCOPIC METHODS

CONJUGATION AND RESONANCE

ACIDS AND BASES

REACTION MECHANISMS AND ENERGETIC OF ORGANIC TRANSFORMATIONS. 

REACTIVITY OF ORGANIC COMPOUNDS.

CARBONYL GROUP I. Nucleophilic additions to the carbonyl group. Aldehydes and Ketones.

CARBONYL GROUP II. Nucleophilic substitution on the carbonyl group. Carboxylic acids and derivatives.

CARBONYL GROUP III. Addition oh hydrides and organometallics.

NUCLEOPHILIC SUBSTITUTIONS ON SATURATED CARBON. Alkyl halides. Alcohols.

ELIMINATION REACTIONS. Alkenes and Alkynes.

REACTIONS OF ALCOHOLS, THIOLS, ETHERS AND AMINES.

ELECTROPHILIC ADDITIONS TO UNSATURATED SYSTEMS

SUBSTITUTIONS ON UNSATURATED CARBON. Aromatic systems.

REACTIONS OF ENOLATES AND IN ALPHA OF CARBONYL COMPOUUNDS.

ADDITIONS TO CONJUGATED SYSTEMS

OXIDATION AND REDUCTION REACTIONS

PERICYCLIC REACTIONS. Rearrangements.

BIOORGANIC CHEMISTRY.

Contents associated to this section will be treated in the corresponding above-mentioned chapters by using particular examples closely related with biotechnology.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the Facultad de Ciencias website https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27111


Curso Académico: 2022/23

446 - Graduado en Biotecnología

27111 - Química orgánica


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
27111 - Química orgánica
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  1. Proporcionar al alumno el conjunto de herramientas fundamentales en Química Orgánica (conocimiento estructural de las distintas familias orgánicas y su reactividad básica, implicaciones esteroquímicas de los productos y reactivos) para poder comprender y manejar desde el punto de vista molecular los procesos bioquímicos.
  2. Contribuir a la creación en el alumno de una conciencia clara sobre la importancia de la Química Orgánica en los procesos de transformación que llevan a cabo los seres vivos en sistemas aislados o en sus entornos celulares o tisulares, que le puede permitir, no sólo interpretar los procesos, sino también diseñar las modificaciones oportunas para desarrollar aplicaciones.
  3. Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro.

    ODS 2: hambre cero

    ODS 3: salud y bienestar

    ODS 4: educación de calidad

    ODS 6: agua limpia y saneamiento

    ODS 7: energía asequible y no contaminante

    ODS 9: Industria, innovación e infraestructuras

    ODS 11: ciudades y comunidades sostenibles

     

     

    ODS 13: acción por el clima

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Desde esta asignatura de Química Orgánica se pretende proporcionar a los alumnos una visión general de los compuestos orgánicos, los procesos químicos en que participan y su aplicación a la comprensión de procesos biológicos. Esta asignatura  supone una base necesaria para comprender materias relacionadas con la interacción entre la química y procesos bioquímicos.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Profesor: José Luis Serrano                                                Email: joseluis@unizar.es

Despacho: 007130. Facultad de Ciencias. Edificio D. Planta 3

 

Se recomienda que el alumno haya cursado y superado la Química General del grado de Biotecnología.

Es aconsejable la revisión  de los conocimientos adquiridos en la asignatura mencionada, en cuanto a la nomenclatura básica de Química Orgánica, distinción de grupos funcionales o aspectos prácticos de manipulaciones básicas en el laboratorio y en cuanto a forma segura de trabajar en el laboratorio.

La asistencia habitual a las clases así como el estudio continuado de la asignatura es fundamental para facilitar la comprensión de la misma.

Se recomienda la participación activa de los alumnos en el aula

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Conocer la estructura y propiedades características de las biomoléculas y los principios y procedimientos empleados para su obtención y caracterización.

Relacionar la estructura de cada grupo funcional con sus propiedades físicas y con su reactividad.

Manejar los conceptos fundamentales sobre estereoquímica.

Conocer los mecanismos de reacción básicos, incidiendo en sus implicaciones cinéticas y estereoquímicas.

Comprender la influencia de los factores estéricos y electrónicos en las reacciones.

Interrelacionar los distintos tipos de grupos funcionales conociendo cómo se transforman unos en otros.

Diseñar rutas sintéticas sencillas para la obtención de compuestos orgánicos a partir de otros más sencillos.

Desarrollar una visión clara de la estructura, propiedades y reactividad de los productos naturales en relación con el resto de los productos orgánicos estudiados.

Familiarizarse con los conocimientos básicos en química orgánica y su aplicación al comportamiento de los distintos grupos funcionales que faciliten la comprensión de las reacciones metabólicas.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Haberse familiarizado con las técnicas habituales en síntesis, aislamiento y purificación de compuestos orgánicos.

Predecir la reactividad de un compuesto en función de su grupo funcional, estructura y sustituyentes.

Predecir el resultado de una reacción, dados los reactivos y las condiciones de reacción y analizar las implicaciones estereoquímicas de la reacción si las hay.

Resolver problemas en los que intervienen secuencias de reacciones y en los que se pide proponer rutas sintéticas para un compuesto orgánico a partir de otros más sencillos (análisis retrosintético)

Identificar grupos funcionales orgánicos característicos en moléculas biológicas y predecir su estructura, propiedades y reactividad.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados del aprendizaje de esta asignatura

- Contribuyen al conocimiento de los aspectos básicos de la química orgánica y la relación directa con los productos naturales.

- Proporcionan al alumnado una formación sobre las técnicas de trabajo en laboratorio para el adecuado uso y/o preparación y purificación de diversos compuestos orgánicos.

- Fomentan, mediante el planteamiento y la resolución de cuestiones de carácter práctico,  el desarrollo de habilidades de análisis y razonamiento.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

La evaluación del aprendizaje del alumno a lo largo del curso mediante la resolución de problemas y cuestiones teórico-prácticas propuestas por el profesor a través de las herramientas online del ADD.  La evaluación de esta actividad supondrá el 10% de la nota final.

Realización de una prueba presencial y escrita a final del semestre sobre los contenidos impartidos en la asignatura. La evaluación de esta actividad supondrá el 80% de la nota final. Esta prueba consistirá en la resolución de ejercicios y cuestiones.

Evaluación de las prácticas realizadas así como de los guiones relacionados con las prácticas de laboratorio y respuestas a las cuestiones planteadas en los mismos relacionadas con el desarrollo de las prácticas. La evaluación de esta actividad supondrá el 10% de la nota final.

Además de la modalidad de evaluación señalada en los puntos anteriores, el alumno tendrá la posibilidad de ser evaluado en una prueba global, que juzgará la consecución de los resultados del aprendizaje señalados anteriormente.

El temario que los estudiantes deben utilizar para preparar las diferentes pruebas se encuentra en el apartado "Actividades y recursos" de esta misma guía docente

En todo caso, para la suma de la nota final será necesario alcanzar una puntuación mínima de 5 puntos en la prueba presencial y escrita del final del semestre.

En el caso de llevarse a cabo evaluaciones online, éstas se harán utilizando las herramientas que proporciona el ADD. Todos los procedimientos de evaluación se realizarán dentro de dicha plataforma. Se podrá considerar el uso de software gratuito de dibujo de estructuras químicas, dadas las características de la asignatura. Excepcionalmente, podrá considerarse la realización de exámenes orales individuales, especialmente en el caso de alumnos que así lo requieran por circunstancias especiales (enfermedad, discapacidad, etc.).

Si las prácticas no hubieran podido impartirse, la evaluación continua constará únicamente de una prueba escrita que tendrá lugar a finales de Mayo o primeros de Junio, en una fecha acordada con los alumnos y que se desarrollará en las condiciones expuestas en el párrafo anterior. Asimismo, se realizará una prueba global en las fechas asignadas por la Facultad de Ciencias. En ambas pruebas, se podrá obtener la máxima calificación y no serán excluyentes. En el caso de que un alumno se presente a ambas pruebas se le pondrá la nota más alta obtenida.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Las sesiones teóricas consistirán, fundamentalmente, en lecciones magistrales participativas en grupo grande. (3,5 ECTS)

En las sesiones de problemas y casos prácticos se proponen cuestiones y problemas que serán trabajados de forma individual o grupal según el caso. Se promoverá la participación de los alumnos de forma más intensa que en las sesiones dedicadas a la exposición de los contenidos teóricos. (1,9 ECTS)

En la realización de casos prácticos se plantea la adecuada interpretación de los resultados experimentales. (0,6 ECTS)

En el caso de docencia no presencial se pondrán a disposición de los alumnos los vídeos de todos los temas con el audio correspondiente a la explicación por parte del profesor. Estos vídeos se depositarán en Google Drive y se pondrán a disposición del alumno mediante el correspondiente enlace. Se proporcionarán las soluciones a los problemas en el ADD, al cabo de un tiempo de haber proporcionado los mismos con el fin de que el alumno pueda realizar una autoevaluación (posteriormente se discutirán en clases online).

Se mantendrá un contacto permanente con los alumnos a través del ADD y correo electrónico. Se desarrollarán clases teóricas y de problemas online utilizando la plataforma Google Meet en el horario original de clase. Se llevarán a cabo tutorías personalizadas mediante la plataforma Google Meet.

En las actividades realizadas a través de Google Meet se compartirán aplicaciones por parte del profesor que permitirán un uso interactivo como si se tratara de una pizarra, lo que resulta fundamental en esta asignatura donde es necesario el dibujo de estructuras químicas más o menos complejas

 

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

 

Adquisición de conocimientos básicos de Química Orgánica. A esta actividad se dedican 35 horas presenciales de clases magistrales.

Las posibles dudas o preguntas a título personal o que en pequeños grupos pueden presentarse a los alumnos serán atendidas en los correspondientes horarios de tutorías.

El material utilizado en el aula para la impartición de estas clases y otros recursos complementarios como los necesarios para la docencia online, estarán disponibles para el alumno en el Anillo Digital Docente. E el caso de docencia no presencial se utilizará la plataforma Google Meet a través de las cuentas corporativas de la UZ.

Se realizarán sesiones de resolución de problemas y casos prácticos en grupos reducidos. A esta actividad se dedicarán 19 horas presenciales.

Todo alumno será informado sobre los riesgos que puede tener la realización de las prácticas de esta asignatura, así como si se manejan productos peligrosos y qué hacer en caso de accidente, y deberá firmar el compromiso a cumplir con las normas de trabajo y seguridad para poder  realizarlas. Para más información, consultar la información para estudiantes de la Unidad de Prevención de Riesgos Laborales: http://uprl.unizar.es/estudiantes.html.

 

 

4.3. Programa

Las actividades formativas seguirán el siguiente programa de contenidos:

CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA ORGÁNICA.

ESTRUCTURA MOLECULAR. ENLACE QUIMICO EN COMPUESTOS ORGANICOS

CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS. GRUPOS FUNCIONALES

ANÁLISIS CONFORMACIONAL. ESTEREOQUÍMICA Y QUIRALIDAD.

CARACTERIZACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS. MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS.

REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS.

ALCANOS Y CICLOALCANOS. REACCIONES DE HALOGENACIÓN RADICALARIA.

ALQUENOS Y  ALQUINOS. REACCIONES DE ADICIÓN ELECTRÓFILA.

REACCIONES DE LOS SISTEMAS p-DESLOCALIZADOS.

PROPIEDADES Y REACCIONES DE LOS HALOALCANOS.

BENCENO Y OTROS COMPUESTOS AROMÁTICOS.

PROPIEDADES Y REACTIVIDAD DE ALCOHOLES, FENOLES Y ÉTERES.

AMINAS Y OTROS DERIVADOS NITROGENADOS.

ALDEHIDOS Y CETONAS

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS.

QUÍMICA BIOORGÁNICA.

Los contenidos relacionados con este bloque se tratarán en cada uno de los temas anteriores mediante ejemplos concretos de aplicación.

 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El período de clases teóricas y de problemas coincidirá con el establecido oficialmente.

Consultar en: http://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia

Los lugares de impartición de las sesiones, el calendario y los grupos de prácticas se establecerán de manera coordinada con el resto de las materias a pricipio de curso. El coordinador confeccionará los grupos de prácticas a principio de curso con el objeto de no producir solapamientos con otras asignaturas.

 

Para aquellos alumnos matriculados los lugares , horarios y fechas de clases teóricas y sesiones prácticas se harán públicos a través del TABLÓN DE ANUNCIOS DEL GRADO en la plataforma Moodle de la Universidad de Zaragoza https://moodle2.unizar.es/add/ y en el moodle de la asignatura. Dichas vías serán tambien utilizadas para comunicar a los alumnos matriculados su distribución por grupos de prácticas que serán organizados desde la Coordinación del Grado.

Unas fechas provisionales se podrán consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente al Grado de Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

En dicha web se podrán consultar también las fechas de exámenes en el grado de Biotecnología.

 

Los guiones de prácticas con las cuestiones previas y de desarrollo de la práctica se entregarán al menos diez días antes de la realización de la misma.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27111