PROPIEDADES FÍSICAS REACTIVIDAD QUÍMICA ACTIVIDAD BIOLÓGICA TEÓRICOS MÉTODOS EXPERIMENTALES FÍSICOS QUÍMICOS METODOLOGIA EXPERIMENTAL COMPUESTO ORGÁNICO Aislado de Fuentes Naturales Sintetizado en el Laboratorio Propiedades Físicas: P.f., P.e., µ, [α α] Comparación con Datos Bibliográficos ANÁLISIS ELEMENTAL CUALITATIVO ⇓ ANÁLISIS ELEMENTAL CUANTITATIVO ⇒FÓRMULA EMPÍRICA ⇓ FÓRMULA MOLECULAR Pm ⇓ ESTRUCTURA BIDIMENSIONAL ⇒ FÓRMULAS ESTRUCTURALES Conectividad de los Átomos ⇒ Isómeros Estructurales ⇓ ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL ⇒ Estereoisómeros Distribución Espacial de los Átomos MÉTODOS FÍSICOS MÉTODOS QUÍMICOS Ensayos de Grupos Funcionales Métodos de Degradación Preparación de Derivados MÉTODOS DE DIFRACCIÓN Rayos X, Electrones, Neutrones MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS Espectros de Absorción Espectros de Emisión ESPECTROMETRÍA DE MASAS • • • • • • Mejor calidad de la información estructural. Menor cantidad de muestra. Alta sensibilidad y selectividad. No alteración de la composición química. Posibilidad de análisis continuos. Registro de la información en bases de datos y/o espectros. ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN Molécula ⇒ diferentes estados o niveles energéticos. ET = Eelec + Evibr + Erot + Eespín nuclear + Eespín electr + ... ∆E entre los estados de cada tipo es diferente: ∆Eelec > ∆Evibr > ∆Erot > ∆Eespín nuclear nivel electrónico niveles rotacionales estado excitado S1 E niveles vibracionales estado fundamental S0 *Una molécula puede experimentar diferentes transiciones entre distintos niveles energéticos *Cada tipo de transición requiere una energía determinada: E = hν ν = hcν ν = hc/λ λ Radiación electromagnética de energía determinada Diferentes tipos de espectros ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN Molécula ⇒ diferentes estados o niveles energéticos ESPECTROSCOPÍA ULTRAVIOLETA (UV) - VISIBLE Transiciones entre niveles electrónicos (electrones de valencia). ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA (IR) Transiciones entre niveles vibracionales. ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN) Transiciones entre niveles de espín nuclear. ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA DE ESPÍN ELECTRÓNICO (RSE) Transiciones entre niveles de espín electrónico. ESPECTROS Una banda o grupo de bandas Debidas a una parte de la molécula CROMÓFORO • Zonas del espectro electromagnético UV lejano o de vacio Rayos X λ (nm) 10 UV cercano 200 Visible 400 IR 780 UV lejano o de vacío λ < 200 nm UV cercano λ: 200-400 nm Visible λ : 400-780 nm • Utilidad Estructuras electrónicas de moléculas insaturadas (medida de la extensión de la conjugación) • Actualmente es la técnica espectroscópica menos utilizada en Determinación Estructural ⇒ Proporciona menos información • Se obtienen Espectros Electrónicos: Con radiaciones de λ en la zona del UV- Visible se excitan electrones desde OM ocupados (enlazantes o no enlazantes) a OM vacios (antienlazantes) Base de la Espectroscopía UV- Visible: Excitación Electrónica TRANSICIONES ELECTRONICAS Dependen de la estructura de la molécula: • Cuando solo hay enlaces σ: Transiciones σ → σ* (Alta Energia) • Cuando hay enlaces múltiples (π) además de σ son posibles otras transiciones: Transiciones σ → π * Transiciones π → π* Transiciones π → σ* (de menor energía que la σ → σ*) • Cuando hay electrones no enlazantes (pares de e- no compartidos) se pueden producir otros dos tipos de transiciones: Transiciones n → π* Transiciones n → σ* Cuando en una molécula existen e- σ, π y n son posibles todas las transiciones mencionadas pero algunas requieren alta energia (λ λ < 200nm) y caen en el UV lejano Orbitales Moleculares σ* n E n Antienlazantes σ* π π* π σ* σ π* σ* n π* σ No enlazantes π π* Enlazantes σ Unicamente, cuando existe conjugación, la λ necesaria para producir la transición electrónica es mayor y cae dentro del rango típico del UV cercano Ejemplo: Transición π π* λ (nm) Compuesto H2C CH2 165 H2C=CH-CH=CH2 217 H2C=CH-CH=CH-CH=CH2 258 H2C=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH2 290 ↑Conjugación → ↑ nº niveles de E de los OM π → ↓ ∆E entre HOMO y LUMO → ↓ Energia de la radiación para la transición electrónica → ↑λ EFECTO DE LA CONJUGACIÓN Absorciones típicas para Cromóforos simples aislados Cromóforo Transición λmax log(εε) Alcano σ → σ∗ 135* --- Alquino π → π∗ 170 3.0 Alqueno π → π∗ 175 3.0 Alcohol η → σ∗ 180 2.5 Eter η → σ∗ 180 3.5 Cetona π → π∗ 180 3.0 η → π∗ 280 1.5 π → π∗ 190 2.0 η → π∗ 290 1.0 Amina η → σ∗ 190 3.5 Acido η → π∗ 205 1.5 Ester η → π∗ 205 1.5 Amida η → π∗ 210 1.5 Tiol η → σ∗ 210 3.0 Nitro η → π∗ 271 <1.0 Azo η → π∗ 340 <1.0 Aldehido *Etano ESPECTROFOTÓMETRO UV (y/o visible) Esencialmente consta de: Fuente de luz adecuada con λ en cambio continuo Sistema de lentes y espejos que dividen el haz de luz en dos: uno pasa por una célula que contiene la muestra y el otro por una célula con el disolvente Detector Sistema de registro del espectro ESPECTROFOTÓMETRO DE DOBLE HAZ MUESTRAS En fase gaseosa o en disolución. En disolución: ♦ Se emplean células de cuarzo de distintos tamaños. Las mas corrientes son de 1 cm de espesor con capacidad para ≈ 3mL de disolución ♦ Hay que preparar cuidadosamente disoluciones muy diluidas (p. ej. 1mg en 100mL de disolución para Pm: 100-200) ♦ Disolventes más comunes: EtOH 95% (barato y transparente) y ciclohexano (menos polar→menos interacciones). Otros disolventes: Disolvente acetonitrilo agua ciclohexano hexano metanol etanol eter Cloruro de metileno Cloroformo Tetracloruro de carbono λ(nm) 190 191 195 195 201 204 215 220 237 257 ESPECTRO La forma más sencilla es la representación de Absorbancia (ordenadas) frente a λ (abcisas). Se observan bandas anchas (no líneas) Dentro de cada nivel electrónico existen diferentes subniveles vibracionales y rotacionales Ley de Lambert-Beer A = log Io I Io : Intensidad luz incidente I: Intensidad luz transmitida ε: Cantidad exácta de radiación absorbida (Absorción molar, absortividad molar, coeficiente de extinción). Es una constante física característica de cada muestra ε = 0.87x1020.P.a P: probabilidad de la transición (0-1). Afectada por muchos factores, existen reglas que indican si una transición es prohibida o permitida. a: área del cromóforo ε= A l.c l: trayecto óptico de la muestra c: concentración molar (mol/L) A mayor longitud del cromóforo, mayor valor de a y, por tanto, de ε Con cromóforos comunes de l = 10 Å (10-7 cm) y P = 1 → ε ≈ 105 (valores más altos que se observan) log Io I = ε.l.c ε. En resumen, la absorción UV viene determinada por: Posición de la banda de absorción λmax (λ λ absorción máxima). Depende de ∆E entre niveles electrónicos Intensidad de la banda ε (absortividad molar a dicha λ). Depende de la probabilidad de la transición y del área del cromóforo CONCEPTOS Y TÉRMINOS CROMÓFORO: grupo funcional o parte de la molécula responsable de la absorción molecular AUXOCROMO: agrupamiento que unido a un cromóforo altera la longitud de onda de la absorción y la intensidad de la misma. Los más importantes son agrupamientos saturados con pares de electrones sin compartir: -OH, -NH2, -Cl DESPLAZAMIENTO BATOCRÓMICO (al rojo): desplazamiento de la absorción hacia λ mayores DESPLAZAMIENTO HIPSOCRÓMICO (al azul): desplazamiento de la absorción hacia λ menores EFECTO HIPERCRÓMICO (HIPERCROMICIDAD): aumento de la intensidad de la absorción EFECTO HIPOCRÓMICO (HIPOCROMICIDAD): disminución de la intensidad de la absorción EFECTOS DEL DISOLVENTE a) Transiciones π → π* En muchas transiciones de este tipo, el estado excitado es mas polar que el fundamental y por tanto interaccionará mas con un disolvente polar (dipolo-dipolo) que con uno apolar lo que producirá una mayor estabilización del estado excitado que del fundamental en un disolvente polar (EtOH). ⇒ ∆E será menor en un disolvente polar (EtOH) que en un disolvente apolar (hexano) ⇒ Desplazamiento batocrómico al pasar de hexano a etanol π* π* ∆E ∆E π Hexano π Etanol b)Transiciones n → π* Efecto opuesto al caso anterior. Un disolvente prótico forma enlaces de hidrógeno mas facilmente con el estado fundamental que con el excitado estabilizando por tanto mas al primero. ⇒ ∆E será mayor en un disolvente polar (EtOH) que en un disolvente apolar (hexano) ⇒ Desplazamiento hipsocrómico al pasar de hexano a etanol INVESTIGACION DE UN CROMOFORO No hay reglas ni procedimientos fáciles para identificar un cromóforo. Algunas etapas a seguir son: 1) Analizar la complejidad del espectro y el grado en que se adentra en el visible: ♦Si hay muchas bandas que se alargan en el visible: Cromóforo largo conjugado Aromático policíclico ♦♦ Una sola banda (o pocas) a λ < 300 nm Dos (o tres) unidades conjugadas solamente 2) Analizar la intensidad de las bandas (en especial la de >ε y la de >λ) ♦ ε = 10.000-20.000 Cromóforos conjugados simples: Dienos y Cetonas α,β β -no saturadas ♦ ε = 10-100 a λ = 270-350 nm Transiciones n→ →π* de Cetonas ♦ ε = 1.000-10.000 Compuesto aromático (casi siempre) Una vez hecho esto, la investigación de un cromóforo se debe apoyar en otros métodos espectroscópicos. Por ejemplo, si por RMN detectamos la existencia de H aromáticos, buscariamos un modelo de cromóforo aromático. Del mismo modo, la presencia de una cetona α,β-no saturada puede deducirse de la vibración de tensión C=O en IR y confirmarse en UV. 1) Compuestos que solo contienen e- σ: Transiciones σ→σ* que requieren E ≈ 185 Kcal/mol (λ<200nm) → absorben en el UV de vacío Transparentes al UV cercano. Útiles como disolventes 2) Compuestos saturados con e- n (O,S,N,X): Transiciones σ→σ* y n→σ*. Siguen sin absorber en el UV cercano Transparentes al UV cercano .Útiles como disolventes Ejemplos: CH3OH (CH3)3N CH3Cl λmax: 177 (hexano) λmax: 200 (hexano) λmax: 173 (hexano) 3) Compuestos que contienen enlaces π: Transiciones σ→σ*, σ→π*, π→π*, π→σ* Si además poseen pares de e- no enlazantes: n→π*, n→σ* Transparentes al UV cercano cuando no existe conjugación, absorben fuertemente en el UV lejano La transición prohibida n→ →π* produce absorciones débiles en el UV cercano 3.1.- Cromóforos etilénicos H2C CH2 (fase vapor) λ = 165 (ε = 10.000) π 1e π∗ λ = 193 π 2e- π∗ La sustitución por grupos alquilo ↑λ Al extenderse la conjugación ↑λ y ↑ε CH2=CH-CH=CH2 λmax = 217 (εmax = 21.000) Existen métodos empíricos para predecir el efecto batocrómico (↑λ) de la sustitución en dienos y polienos para la transición π→π* (Reglas de WoodwardFieser). Se obtienen buenas correlaciones para sistemas poliénicos de hasta 4 dobles enlaces tanto en sistemas homo- como heteroanulares. Las correlaciones son peores en sistemas cross-conjugados. Estas reglas pierden validez en los casos en que por cualquier efecto estructural se altera la coplanaridad del sistema conjugado. Reglas de Woodward-Fieser (p.387, Tablas 2001) Sistema básico Dieno acíclico s-trans λmax (nm) Homoanular Heteroanular 253 214 s-cis 217 Incrementos Por cada doble enlace conjugado adicional Por cada doble enlace exocíclico Por cada sustituyente C-sustituyente -Cl, -Br -OR -OC(O)CH3 -NR2 -SR Corrección del disolvente +30 +5 +5 +5 +6 0 +60 +30 ≈0 Ejemplos: H3C H 2C C C CH2 CH3 Valor base.................217 2 C-sust. (2x5)........... 10 227 nm Valor base.................214 3 C-sust. (3x5)........... 15 1 C=C exo.................. 5 234 nm Valor base.................253 3 C-sust. (3x5)........... 15 1 C=C exo.................. 5 λobs = 226 nm λobs = 235 nm ε = 19.000 λobs = 275 nm ε = 10.000 273 nm Valor base.................253 1 C=C conj. .............. 30 3 C-sust. (3x5)........... 15 1 C=C exo.................. 5 CH3COO 303 nm λobs = 306 nm Para sistemas poliénicos conjugados de mas de cuatro dobles enlaces se utilizan las reglas empíricas de Fieser-Kuhn λmax = 114 + 5M + n(48.0 - 1.7n) - 16.5 Rendo-10 Rexo εmax = (1.74 x 104)n n: nº dobles enlaces conjugados M: sustituyentes alquilo (o similares) unidos al sistema conjugado Rendo: nº anillos con dobles enlaces endocíclicos en el sistema conjugado Rexo: nº anillos con dobles enlaces exocíclicos en el sistema conjugado Ejemplos: 1.- Licopeno CH3 CH3 CH3 H3C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 Valores calculados: CH3 λmax = 114 + 5(8) + 11[48.0 - 1.7(11)] - 0 -0 = 476 nm εmax = (1.74 x 10 4) 11 = 19.1 x 104 Valores experimentales (hexano): λmax = 474 nm εmax = 18.6 x 104 2.- β -Caroteno Me Me Me Me Me Me Me Me Me Me Valores calculados: λmax = 114 + 5(10) + 11[48.0 - 1.7(11)] - 16.5(2) -10(0) = 453.3 nm εmax = (1.74 x 10 4) 11 = 19.1 x 104 Valores experimentales (hexano): λmax = 452 nm (visible “naranja”) εmax = 15.2 x 104 3.2.- Cromóforos acetilénicos HC CH λ = 173 nm π π∗ Ο Poliinos y polieninos conjugados: dos bandas en el UV cercano con estructura fina debidas a transiciones π→π* y muy intensa la de ↓λ 3.3.- Cromóforos carbonílicos A) Aldehidos y cetonas Ο Aldehídos y cetonas saturados dan 3 bandas, dos de ellas en el UV de vacío λ(nm) π→π* n→ → σ* n→ →π* < 200 < 200 270-300 (prohibida ε<30) Ο Aldehídos y cetonas α,β β-no saturados se caracterizan por: Absorción intensa π→π* λ: 215-250nm (εε=10.000-20.000) Absorción débil (generalmente mal definida) n→π* (transición prohibida) λ: 310-330nm Existen correlaciones empíricas (reglas de Woodward ampliadas por Fieser) para estimar la posición de la transición π→π* incluyendo el efecto del disolvente. En sistemas conjugados cruzados se considera el valor correspondiente al cromóforo de mayor λ. Reglas de Woodward-Fieser (p.388-389, Tablas 2001) δ β O X δ γ α Sistema básico O O O X λmax (nm) 215 X=R H OH OR 202 215 207 193 193 Incrementos Por cada doble enlace conjugado adicional Por cada doble enlace exocíclico Por cada componente diénico homoanular Por cada sustituyente del sistema conjugado C-sustituyente -Cl -Br -OH -OR -OC(O)CH3 -NR2 -SR α +10 +15 +25 +35 +35 +6 Corrección del disolvente Agua Etanol, metanol Cloroformo Dioxano Eter Hexano, ciclohexano +8 0 -1 -5 -7 -11 β +12 +12 +30 +30 +30 +6 +95 +85 γ +18 +17 +6 +30 +5 +39 δ o mayor +18 +50 +31 +6 Ejemplos: O Valor base....................215 C-sust.(α)...................... 10 C-sust.(β)...................... 12 α CH3 237 nm β Valor experimental (EtOH) λ max = 232 nm Valor base....................215 OH (α)........................... 35 C-sust.(2β).....................24 OH 274 nm O Valor experimental (EtOH) λ max = 270 nm R Valor base................... 215 C=C exo........................ 5 C-sust.(2β).................... 24 R R 244 nm O Valor experimental (EtOH) λ max = 245 nm R R Valor base................... 215 C-sust.(1β).................... 12 R 227 nm O B) Ácidos carboxílicos Ácidos carboxílicos saturados: absorción débil a λ ≈ 200 nm (transición prohibida n→π*) β -no saturados: fuerte absorción a λ ≈ 200 nm Ácidos carboxílicos α,β (transición π→π*). Ejemplo: ácido acrílico CH2=CH-COOH λmax = 200 nm (ε = 10.000) La sustitución desplaza la absorción a mayores λ. Ejemplos: N CH3 H2C C C C C O HO λmax= 210 nm C OH O λmax= 235 nm (ε = 12.500) El valor de λ aumenta el aumentar la extensión del cromóforo. Ejemplos: CH3-(CH=CH)2-COOH CH3-(CH=CH)3-COOH CH3-(CH=CH)4-COOH λmax = 254 nm (ε = 25.000) λmax = 294 nm (ε = 37.000) λmax = 332 nm (ε = 49.000) C) Esteres, lactonas, amidas y lactamas Comportamiento similar al de los ácidos carboxílicos correspondientes. D) Nitrilos α,β-no saturado Absorben a λ ≈ 210 nm (ε ≈ 10.000). E)Compuestos con enlace N-O; nitrocompuestos, nitrosocompuestos, nitratos y nitritos Absorción débil en el UV cercano ((transición prohibida n→π*). Ejemplo: CH3-NO2 λmax = 271 nm (ε = 19) Ο Nitrocompuestos α,β β -no saturados: absorción intensa en UV cercano (transición π→π*). Ejemplo: CH3-CH=CH-NO2 λmax = 229 nm (ε = 9.400) λmax = 235 nm (ε = 9.800) 3.4.- Benceno y derivados En el benceno, 3 bandas de absorción debidas a transiciones π→π*: - ( banda E1) λmax = 184 nm (ε = 60.000) - ( banda E2 ó k) λmax = 204 nm (ε = 7.900) - (banda B) λmax = 256 nm (ε = 200) transición prohibida, mucha estructura fina (en disolventes polares ↓estructura fina) Ο La sustitución con grupos alquilo aumenta λ. Ejemplos: CH3 λmax= 261 nm (ε = 300) H3C CH3 H3C λmax= 266 nm (ε = 305) Ο Los sustituyentes con e- no enlazantes conjugados (efecto +K ó +M) aumentan λ en las tres bandas de absorción y generalmente intensifican la última perdiéndose estructura fina. Además es posible la transición n→π* (prohibida): banda R Ejemplos: O NH2 OH λmax= 21O.5 nm (ε = 6.200) λmax= 230 nm (ε = 8.600) λmax= 270 nm (ε = 1450) λmax= 280 nm (ε = 1.430) λmax= 255 nm (ε = 11.000) λmax= 272 nm (ε = 2.000) λmax= 278 nm (ε = 1.800) Ο Si en vez de anilina tenemos, en medio ácido, el ión anilinio, los valores de λ son análogos a los del benceno pues no existe conjugación entre el anillo aromático y el sustituyente. + NH3 λmax= 203 nm (ε = 7.500) λmax= 254 nm (ε = 160) Ο La unión al benceno de cromóforos insaturados, produce un aumento de λ de la banda B y la banda K aparece en el UV cercano (200-250 nm). La banda B aparece (a veces) enterrada (sumergida) en la anterior. Ejemplos de bencenos monosustituidos (λ λmax) Sustituyente -H -R -OH -OR -NH2 -F -Cl -Br -I -NH3+ -C=CH2 -C≡ ≡CH -C6H5 -CHO -C(O)R -CO2H -CN -NO2 Banda E Banda K Banda B Banda R (ε>30000) 184 189 (ε~10000) 204 208 211 217 230 204 210 210 207 203 248 248 250 242 238 226 224 252 (ε~300) 254 262 270 269 280 254 257 257 258 254 282 278 (ε~50) 280 276 272 271 280 328 320 202 330 Ο Se pueden hacer cálculos empíricos de λmax empleando valores tabulados. Cálculo de la posición de la transición (λ λmax) π→π* permitida en bencenos polisustituidos (p.391, Tablas 2001) Valor base: 203.5 Incrementos por cada sustituyente: Me Cl Br OH OOMe NH2 NO2 CHO COMe COOH 3.0 6.0 6.5 7.0 31.5 13.5 26.5 65.0 46.0 42.0 25.5 Reglas de Scott (p.392, Tablas 2001) Cálculo de la posición de la banda K (λ λmax, en etanol) en aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y esteres aromáticos Sistema básico: O X X=H 250 Alquilo, cicloalquilo 246 OH 230 OR 230 Incrementos por cada sustituyente del anillo aromático: Alquilo, cicloalquilo -Cl -Br -OH, OR -O -NH2 -NMe2 -NHCOMe orto 3 0 2 7 11 13 20 20 meta 3 0 2 7 20 13 20 20 para 10 10 15 25 78 58 85 45 Ejemplos: OMe Cl CH3O CH3 COOEt O OH O Valor base....................246 OH (o-).......................... 7 Cl (m-)........................... 0 Alquilo(o-)...................... 3 256 nm Valor experimental λ max = 257 nm Valor base....................246 OMe (m-)....................... 7 OMe (p-).........................25 Alquilo(o-)...................... 3 281 nm Valor experimental λ max = 278 nm Ο En los sistemas aromáticos carbocíclicos con anillos condensados, la absorción se desplaza a ↑λ al aumentar el nº de anillos condensados llegándose a adentrar en el visible. 3.5.- Compuestos heteroaromáticos. Los compuestos heterocíclicos saturados: piperidina, pirrolidina, etc., son transparentes en el UV cercano. A) Anillos de 6 eslabones heteroaromáticos El UV de la piridina es análogo al del benceno. La banda B es mas intensa (no está prohibida por la simetría) y tiene menos estructura fina. A) Anillos de 5 eslabones heteroaromáticos. Sus espectros son difíciles de interpretar, se han comparado con los del ciclopentadieno (cis-dieno análogo) encontrandose que las absorciones son de menor intensidad. Cuando existen sustituyentes los valores de λ aumentan (y tambien los de ε en la “banda II”). 1.1. Asignar las estructuras que se indican, correspondientes a tres compuestos esteroídicos, teniendo en cuenta que en UV presentan las siguientes absorciones (λmax en hexano): A, 275 nm, B, 304 nm y C, 356 nm. C9H19 O H3C C9H19 C8H17 O O H3C O HO 1.2. La hidrogenación parcial del trieno D dio lugar a dos compuestos E y F de formula molecular C10H14 . Asignar sus estructuras teniendo en cuenta que en UV presentan las siguientes absorciones (λmax en hexano): E, 235 nm y F, 275 nm. D 1.3.Un compuesto G de formula molecular C7H10O da positivo el test de la 2,4dinitrofenilhidrazona, reacciona con bromo en tetracloruro de carbono y cuando se trata con yodo en solución acuosa de NaOH conduce a un precipitado amarillo de olor desagradable. El espectro UV presenta una absorción (λmax en etanol) a 257 nm. Deducir su estructura. ¿Sería posible solo una estructura?. 1.4. Estimar la posición de la banda de absorción en UV de los siguientes compuestos: Los valores experimentales (λmax en etanol) se dan entre paréntesis. R O O H3C O O O (327 nm) O (388 nm) O O CH3 (226 nm) O OH O OH O HO OH HO OH (300 nm) (217 nm) (247 nm) (270 nm) Volver a página docente