Síntese Química › 42589

Os dois principais objetivos desta UC são: i) estudar os métodos de síntese, caracterização estrutural e aplicações de compostos organometálicos ou seus intermediários em transformações orgânicas; e ii) estudar a síntese de bronzes de tungsténio e avaliar as suas propriedades óticas e elétricas. Estudar o efeito do tamanho de partícula na reatividade do WO₃.

Pretende-se também desenvolver a capacidade de apresentação e discussão pública de um tema de investigação específico.

As metodologias de ensino desta UC estão organizadas de forma a que os estudantes possam: i) levar a cabo um estudo individual sobre um tema de Química Orgânica/Química Organometálica, acompanhados pelo docente em sessões tutoriais; e ii) preparar uma apresentação em powerpoint para transmitir os conhecimentos que estudaram ao longo do semestre aos seus colegas, numa aula específica para o efeito. Contudo, os trabalhos escritos e as apresentações são entregues ao docente, que os disponibilizada aos colegas, após correção se necessário, para que todos se preparem para as aula de apresentação do tema, uma vez que todos são chamados a intervir e a colocar questões sobre o tema apresentado/discutido em sessão tipo seminário. Estas intervenções/questões são avaliadas. Espera-se que os estudantes adquiram formação e conhecimentos na área dos compostos organometálicos, nomeadamente nos seus métodos de síntese e propriedades, na sua caracterização estrutural e na sua aplicação em transformações de Química Orgânica, mas que ao mesmo tempo sejam capazes de transmitir esses conhecimentos aos colegas de curso. A componente de Síntese Inorgânica segue uma metodologia semelhante no entanto optou-se por focar um caso de estudo que permita ao aluno ter uma componente de ensino experimental. O aluno tem assim oportunidade de aplicar a um caso de síntese inorgânica metodologias de pesquisa e discussão de trabalho, complementando essas tarefas com execução experimental que inclui a elaboração de um relatório de atividades. Optou-se por propor um trabalho que inclui aspetos importantes de síntese de sólidos inorgânicos nomeadamente relacionados com a química de nanomateriais funcionais.

1) Reagentes organocobre e intermediários;

2) Reagentes organomagnésio e organolítio e intermediários;

3) Reagentes organopaládio e intermediários;

4) Reagentes organo-ródio e organocobalto e intermediários;

5) Reagentes organoboranos e organosilanos e intermediários;

6) Reagentes organo-estanho e intermediários;

Para os tópicos 1 a 6, serão abordados os métodos de síntese e propriedades; a caracterização estrutural; as reações orgânicas envolvendo estes reagentes e seus intermediários.

7) Síntese de bronzes de tungsténio (tipo H_xWO₃) a partir de reações redox envolvendo pós de WO₃. Efeito do tamanho de partícula (nanopartículas) na reatividade do WO₃. Reversibilidade da reação e sua classificação no contexto da reatividade de sólidos. Avaliação das propriedades óticas e de condutividade elétrica no H_xWO₃ preparado.

Esta UC tem duas componentes, com modelos de funcionamento diferentes:

a) A primeira parte que corresponde a 2/3 da UC envolve estudo individual e preparação e apresentação de um trabalho sobre um grupo de compostos organometálicos, sempre acompanhado pelo docente. Na primeira aula é explicado o funcionamento da UC e são distribuídos os temas de estudo pelos alunos. Ao longo de semestre o docente, sempre que os estudantes solicitem reúne com eles para os ajudar a avançar no estudo e na preparação do trabalho escrito e no de apresentação do tema aos colegas.

b) A segunda parte que corresponde a 1/3 da UC envolve a preparação, realização e elaboração de um relatório sobre um trabalho prático.

A avaliação de conhecimentos é do tipo discreta e composta de várias componentes: 2/3 A + 1/3 B; sendo: A = 90% (monografia + apresentação pública) + 10% (discussão dos trabalhos dos outros colegas); B = Preparação, realização e elaboração de um relatório sobre um trabalho prático.

A Unidade Curricular de Síntese Química encontra-se estruturada de modo a que o estudante adquirira competências ao nível da síntese de compostos químicos, sejam estes materiais de natureza orgânica ou inorgânica. O programa contempla momentos de pesquisa bibliográfica e incentiva ao estudo autónomo de maneira a que os aspetos práticos ao nível da Síntese Química sejam devidamente fundamentados em conceitos de natureza teórica que se afiguram relevantes. O aluno apercebe-se da importância dos métodos abordados não apenas nos casos estudados mas como exemplos de abordagens de sínteses que podem ser adaptadas a outros contextos. Este objetivo é facilitado através do ensino de base tutorial com uma componente laboratorial de aplicação de conhecimentos.

-FA Carey, RJ Sundberg, Advanced Organic Chemistry (5th Edition), 2007, Springer–Verlag.

-RH Crabtree, The Organometallic Chemistry of the Transition Metals. 2009, John Wiley & Sons.

-I Omae, Applications of Organometallic Compounds. 1998, Wiley.

-C Nájera, M Yus, Functionalized Organolithium Compounds: New Synthetic Adventures, Curr. Org. Chem. 7, (2003) 867-926.

-Ei-Negishi, Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, John Wiley, 2002.

-N Krause, Modern Organocopper Chemistry, Wiley-VCH, 2002

-W. Lin, “Solid State Chemistry in General Chemistry Laboratory: The Intercalation of Hydrogen in Tungsten Oxide”, Chemical Education Journal 4 (2000) 4-12.

-CG Granqvist, Progress in Electrochromics: Tungsten Oxide Revisited, J. Electrochimica Acta 44 (1998) 3005–3015.

HIS Nogueira, AMV Cavaleiro, J Rocha, T Trindade, JD Pedrosa de Jesus, Synthesis and characterization of tungsten trioxide powders prepared from tungstic acids, Materials Research Bulletin 39 (2004) 683–693.