Fortalecimiento de la Química Heterocíclica Multicomponente en los Laboratorios de Química Orgánica en el Área Químico-Biológica

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Título :	Fortalecimiento de la Química Heterocíclica Multicomponente en los Laboratorios de Química Orgánica en el Área Químico-Biológica
Autor :	RIOS GUERRA, HULME ARIAS TELLEZ,JOSE LUIS
Fecha de publicación :	2018
Resumen :	La Química Heterocíclica (QH) es un área importante de la Química Orgánica por su trascendencia en la investigación y desarrollo industrial. Consecuentemente, en la FESC1-UNAM, los programas de estudio de las asignaturas cuya temática se refiere a la QH: Química Orgánica III, Química Industrial (LQI); Química Orgánica IV y Química Heterocíclica para las carreras de Farmacia (LF), Química (LQ) y Bioquímica Diagnóstica (LBQD) respectivamente, enfatizan la enseñanza de la QH Teórica y Experimental, con base a estrategias y diseños de síntesis, que privilegia la preparación de moléculas de interés en áreas químico-biológicas. La enseñanza de estas asignaturas ha robustecido preferentemente la síntesis orientada a objetivos, vía estrategias sintéticas de dos componentes. Sorprendentemente, las reacciones multicomponentes (RMCs) que se identifican en esos programas, se estudian de manera marginal, probablemente debido a la naturaleza reciente de la Química Heterocíclica multicomponentes (QHMCs) y falta de libros que impulsen la enseñanza-aprendizaje de la Química Multicomponente. Por la importancia de las RMCs como herramienta sintética robusta, aplicada en la construcción de librerías de compuestos heterocíclicos estructuralmente diversas, actualmente los programas de QH que se imparten en la FESC1-UNAM para las carreras de LF, LBQD y LQI, han sido revisados y se ha propuesto (sujeto a aprobación) la inclusión de la QHMCs. Desde ésta perspectiva de mejora y actualización de los programas de estudio, el presente proyecto pretende promover la enseñanza teórica-experimental de la QHMCs a través de: la elaboración de un libro y la preparación de un manual de prácticas enfocado a innovar las prácticas docentes y, la implementación de cursos introductorios de QHMCs para la actualización de profesores. Con estas acciones se busca incentivar el aprendizaje de los estudiantes y ofrecer recomendaciones y propuestas que propicien una formación académica más significativa.
URI :	http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/7156
metadata.dc.contributor.responsible:	RIOS GUERRA, HULME
metadata.dc.coverage.temporal:	2020-2021
metadata.dc.description.objective:	Generar un manual experimental de reacciones multicomponentes y la elaboración de un libro en Química Multicomponente orientado a innovar, actualizar y fortalecer las prácticas docentes en Química Heterocíclica y promover la actualización de profesores en el área Químico-Biológica.
metadata.dc.description.hypothesis:	Considerando que la Química Multicomponente contemporánea se ha posicionado como una herramienta sintética robusta en diversas áreas importante de la química, incluyendo investigación, innovación y desarrollo industrial, métodos y diseños sintéticos de fármacos y candidatos a fármacos en la industria farmacéutica, entonces el presente proyecto PAPIME promoverá la actualización, fortalecimiento, innovación y mejoramiento de la enseñanza teórica-experimental orientados a desarrollar habilidades en estrategias y métodos sintéticos, lo cual se traducirá en una enseñanza de mayor calidad en torno a las prácticas docentes.
metadata.dc.description.strategies:	Los diseños y metodologías sintéticas implementadas en el campo de la Química Multicomponente Heterocíclica ofrecen excelentes transformaciones químicas con indudable valor pedagógico. En base a ello proponemos orientar la recopilación de las prácticas experimentales multicomponentes en tres grupos: Síntesis de Compuestos Heterocíclicos Monoanulares, fusionados y Reacciones Multicomponentes Heterocíclicas Generadoras de Diversidad Molecular. En este sentido, el manual de práctica experimental que recopilará los distintos grupos de reacciones se conformará de los siguientes elementos estructurales: 1. Carátula 2. Índice 3. Presentación 4. Medidas de seguridad e higiene en los laboratorios de química orgánica 5. Reglamento para los estudiantes de los cursos experimentales en química orgánica 6. Experimentos (los protocolos se estructurarán bajo los siguientes puntos) 6.2. Título del Experimento 6.3. Reacción general 6.4. Objetivos (Generales y Particulares) 6.5. Antecedentes 6.6. Parte experimental (incluidos material, equipos, reactivos, etc.) 6.7. Notas 6.8. Guía de estudio 6.9. Ficha de identificación del producto 6.10. Referencias 6.11. Anexo (Diagrama de flujo y espectros) 7. Glosario 8. Diseño editorial 9. Revisión del protocolo por profesores y alumnos. Para diseñar, desarrollar y validar los protocolos del punto 6 (experimentos) se seguirán los siguientes pasos: 1. Búsqueda bibliográfica 2. Selección del material bibliográfico en relación a la práctica a desarrollar. 3. Preparación de reactivos y soluciones (solo cuando sea necesario). 5. Desarrollo experimental del protocolo 6. Evaluación de la reproducibilidad del método. 7. Escritura de cada protocolo 8. Diseño editorial 9. Réplica del protocolo por profesores o alumnos. Para alcanzar los objetivos propuestos proponemos conveniente dividir el desarrollo de la preparación del manual en cuatro fases consistentes en: i). propuestas experimentales basadas en literatura: búsqueda, selección e integración de una base de datos sobre información especializada correspondiente a reacciones multicomponentes (métodos y diseños sintéticos, posibles adaptaciones, factores de salud y seguridad, eliminación de residuos, aspectos ambientales etc.). En base a la información recabada se planeará el diseño de la parte experimental. Es importante notar que esta etapa se percibe como un elemento esencial para el análisis de información encaminada a determinar la pertinencia o rechazo de experimentos. La selección o inclusión de prácticas quedará supeditada principalmente a los tiempos de reacción, aislamiento y purificación simple, además de que se estimen como reacciones innovadoras y generadoras de productos de interés o potencial aplicación en el área farmacéutica o industrial y que estén incluidos o contemplados en la curricula universitaria. ii). experimentación y análisis de reacciones y determinación de atributos estructurales de productos: reproducción de prácticas experimentales seleccionadas de la base de datos construida en la fase 1. Exploración de reacciones alterna, adaptaciones o modificaciones de reacciones conocidas y determinación de atributos estructurales de productos de reacción, para concluir en el análisis y discusión de resultados, iii) implementación de cursos y presentación de resultados: Presentación de resultados (en cursos) y replica de experimentos por grupos de estudiantes, proceso de retroalimentación encaminado mejorar la versión final de productos e, iv). integración de resultados y generación de productos finales: Integración de información (homologar estilos, figuras, estructuras, tablas, etc.), revisión y análisis de resultados finales, mejoras y preparación de producto final. Por su parte, para la elaboración del libro en Química Multicomponente se presume quede conformada de 5 capítulos,. Se buscará que toda la información se obtenga principalmente de fuentes científicas primarias, priorizando aquellas vinculadas con las fases 2 y 3 (para que pueda servir como material de apoyo en cursos experimentales). Los elementos estimados para integrar la obra se compone de: 1. Portada 2. Dedicatoria o agradecimiento (opcional) 2. Índice general 3. Acrónimos 4. Introducción 5. Capítulo 1. Generalidades 6. Capítulo 2. Diseños y estrategias aplicadas en la Química Multicomponente 7. Capítulo 3. Síntesis de anillos heterocíclicos pequeños. 8. Capítulo 4. Síntesis de anillos heterocíclicos de tamaño medio 9. Capítulo 5. Estrategias de síntesis multicomponente aplicadas al desarrollo de compuestos heterocíclicos de interés biológico. 10. Referencias 11. Anexo 12. Glosario 13. Diseño editorial 14. Revisión del protocolo por profesores y alumnos. Finalmente para la impartición de los cursos-talleres se considerará el siguiente procedimiento: 1. Elaboración del programa 2. Búsqueda y selección del material 3. Registro de la actividad académica 4. Difusión 5. Implementación 6. Evaluación 7. Elaboración del informe.
metadata.dc.description.goals:	Año I 1. Recabar información bibliográfica especializada en la materia, con particular énfasis en métodos, diseños y estrategias sintéticas multicomponente. En este sentido, se privilegiarán aquellas reacciones de 3 y 4 componentes que permitan la construcción de esqueletos heterocíclicos monoanulares de 4, 5 y 6 anillos, viz., -lactámicos, imidazoles, pirimidinas, etc.; y anillos fusionados estructuralmente más elaboradas tipo 5-aza-adenina e imidazopirimidina. 2. Recopilar, planear e integrar el contenido del manual de prácticas docente: En base al análisis de los diseños y métodos experimentales, tiempo, disponibilidad de infraestructura, costos, facilidad de manipulación, estabilidad de productos, tratamiento de residuos, toxicidad de reactivos y productos; se determinará la viabilidad de 10 reacciones multicomponentes, e.g. tiofeno, imidazole, pirimidina, piridina, adenina, imidazo piridina, entre otros, para conformar el manual de prácticas docente. 3. Reproducción de prácticas experimentales: concluir con el planteamiento metodológico y diseño sintético de tres reacciones propuestas, incluyendo el análisis de resultados, tratamiento de datos e información científica relacionada con las prácticas experimentales y la identificación-caracterización de los productos de reacción mediante métodos químicos comunes (RMN, EM e IR). 4. Investigar estrategias alternativas para simplificar metodología y diseño multicomponente de interés con el objetivo de encuadrarlos a la práctica docente y aportar al desarrollo de la Química Multicomponente. 5. Preparar el primer y segundo capítulo del libro sobre Química Multicomponente. 6. Si se reúnen resultados suficientes, presentarlos en foros (congresos o simposio) nacionales o internacionales, y prepararlos para un posible trabajo de publicación. 7. Si el programa capta estuantes, graduar un alumno. Año II 1. Continuar con las actividades propuestas en el punto 7.1.1. y concluir durante este periodo de tiempo con la propuesta 7.1.2. 2. Reproducción de prácticas experimentales: Concluir con el planteamiento metodológico y diseño sintético de 4 reacciones propuestas, incluyendo el análisis de resultados, tratamiento de datos (tablas, figuras, esquemas, etc.) e información científica relacionada con las prácticas experimentales y la asignación estructural de los productos de síntesis (vide supra). 3. Validar la viabilidad de las prácticas concluidas durante el primer año con un grupo piloto de estudiantes, actividad que pretende promover la enseñanza de la QCs y coadyuvar al mejoramiento pedagógico de la enseñanza experimental. 4. Proseguir con la investigación en métodos y estrategias sintéticas alternativas, con respecto a la simplificación de diseño y metodología multicomponente de interés académico (vide supra). 5. Preparar el tercero y cuarto capítulo del libro. 6. Presentar los resultados en foros (congresos o simposio) nacionales o internacionales, además de preparar la publicación de un artículo de divulgación científica o académica. 7. Si el programa capta estuantes, graduar un alumno. Año III 1. Continuar con las actividades propuestas en el punto 7.1.1. y concluir durante este periodo de tiempo con la propuesta 7.1.4. 2. Reproducción de prácticas experimentales: Concluir con el planteamiento metodológico y diseño sintético de 3 reacciones propuestos, incluyendo el análisis de resultados, tratamiento de datos (tablas, figuras, esquemas, etc.) e información científica relacionada con las prácticas experimentales y la asignación estructural de los productos de síntesis (vide supra). 4. Validar la viabilidad de las prácticas concluidas durante el segundo año de trabajo con un grupo piloto de estudiantes (vide supra). 5. Preparar la escritura del quinto capítulo del libro. 6. Recopilar la información experimental y teórica (homologar contenidos: estilos, tablas, figuras, textos, esquemas, etc.) para la integración final del manual y libro sobre química heterocíclica multicomponente. 7. Presentar los resultados obtenidos ante los responsables de área y profesores que imparten la materia de química Heterocíclica para buscar la inclusión de las nuevas prácticas en el programa de las químicas orgánicas. 8. Presentar los resultados en foros (congresos o simposio) nacionales o internacionales, además de preparar la publicación de un artículo de divulgación científica o académica.
metadata.dc.description.selfAssessment:	La experiencia obtenida del Proyecto, con todos sus aciertos y desaciertos, ha coadyuvado a propiciar un mejor entendimiento y valoración de los criterios sintético en los alumnos y académicos beneficiarios del programa, impulsándolos a valorar con mayor objetividad los protocolos sintéticos ortodoxos versus las estrategias sintéticas multicomponente. A pesar de estos logros sustanciales alcanzados en la enseñanza-aprendizaje experimental con los grupos piloto, una vez diseñada y validada las estrategias sintéticas multicomponente, el cumplimiento de los objetivos del Proyecto en lo referente a “Generar un manual experimental de reacciones multicomponente” generalmente se complicó en vista de que gran parte de los métodos, diseños y estrategias sintéticas encontradas en la bibliografía química especializada tuvieron que ser modificadas y/o investigadas para adaptarlas a los criterios académicos que rigen los laboratorios universitarios de Química Orgánica. En consecuencia el avance alcanzado puede ser considerado como bueno, pese a que la mayoría de los discentes participantes refieren el trabajo experimental como “Muy bueno y excelente”. En lo referente al objetivo de “elaboración de un texto en Química Multicomponente”, el cumplimiento de este indicador no se satisface por tiempo y complicaciones encontradas para reunir la información científica apropiada. Por su parte, los indicadores de formación de recurso humano en el área, participación en congresos, promoción de eventos académicas en la materia y publicación de artículos científico se cumplieron en los tiempos establecidos. En general se puede atribuir que la funcionalidad técnica y operativa del proyecto se pudo ver afectada por los tiempos dilatados de suministro de reactivos, el nivel de fluidez en la comunicación entre los participantes involucrados en el Proyecto, y en cierto modo por factores externos (para de actividades) que afectaron las actividad académica, sumado a la jubilación de dos integrantes. A pesar de estas complicaciones, el Proyecto se puede considerar factible y viable, que el éxito en términos de cumplimiento de metas y resultados guarda una relación directa con el nivel de adaptación o modificación de experimentos, el presupuesto (en cuanto a alcances y disponibilidad) y un abordaje metodológico eficiente.
metadata.dc.description.goalsAchieved:	En relación al objetivo general, “Generar un manual experimental de reacciones multicomponentes y la elaboración de un libro en Química Multicomponente orientado a innovar, actualizar y fortalecer las prácticas docentes en Química Heterocíclica y promover la actualización de profesores en el área Químico-Biológica” el proyecto ha logrado sensibilizar y captar el interés de alumnos y académicos involucradas en la validación de prácticas experimentales multicomponente piloto en los cursos experimentales de Química Orgánica. En consecuencia el Proyecto se involucró en los cursos de laboratorio experimental universitario:  validando prácticas experimentales multicomponente con grupos piloto de estudiantes para generar espacios de reflexión, interlocución, y análisis de resultados.  proporcionando los recursos y medios necesarios para la valoración de los experimentos multicomponente en los laboratorios de Química Orgánica. El esquema experimental revisado, según la opinión de los estudiantes participantes en los diferentes experimentos, proporciona resultados satisfactorios en términos de desarrollo protocolario, análisis y planteamiento sintético simple que contrasta con la síntesis química ortodoxa. Desde lo cuantificable, el proyecto académico ha logrado:  coadyuvar al proceso formativo de los alumnos en el campo de la Química Multicomponente. Al menos 250 estudiantes de las diferentes licenciaturas en el área de las Ciencias Química participaron en los experimentos pilotos, bajo un planteamiento sintético distinto a los esquemas sintéticos tradicionales.  promover la formación profesional en el área de la síntesis multicomponente mediante la titulación de un alumno de posgrado  aportar al acervo científico a través de la publicaron de dos artículos de carácter nacional e internacional.  contribuir en diferentes eventos académicos a través de la presentación de cuatro trabajos en congresos de carácter nacional e internacional.  planear, modificar, investigar ejecutar y validar los experimentos multicomponente que se postulan para la elaboración del manual de experimento de química multicomponente.
metadata.dcterms.provenance:	F.E.S. Cuautitlán
metadata.dc.subject.DGAPA:	Química
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible:	ARIAS TELLEZ,JOSE LUIS
Aparece en las colecciones:	2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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