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Química

Quimica Orgánica. La química orgánica es la parte de la química que estudia los compuestos derivados del carbono. Antiguamente se la consideraba como aquella que estudiaba a los compuestos que forman parte de los vegetales y animales, hasta que en 1828, Wholer preparó urea sintéticamente y descarta esta teoría. Se conocen miles de sustancias orgánicas, pero se hallan formadas por pocos elementos. Las sustancias formadas por H y C se llaman binarias, las formadas por C, H y O se denominan ternarias; otras constituidas por C, H, O y son cuaternarias. El átomo de carbono puede formar largas cadenas que pueden ramificarse o formar anillos. Los átomos de carbono están unidos por enlace covalente. Los compuestos orgánicos tienen 5 propiedades. 1. Realizan gran variedad de reacciones químicas. 2. Tienen baja velocidad de reacción. 3. Son inestables frente a los agentes físicos como la luz y el calor, y a los agentes químicos. 4. Pueden polimerizar. 5. Presentan isomería.

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Dentro de los compuestos orgánicos tenemos los Hidrocarburos alifáticos, tales como:

Alcanos: Son los compuestos orgánicos más sencillos. Abundan en la naturaleza en el petróleo, en los pantanos con restos vegetales en descomposición, en el gas natural y envasado. Alquenos: Se hallan en algunos petróleos en pequeña cantidad. Se forman en el cracking del petróleo y en la destilación de la hulla y de la madera.

Alquinos: No se encuentran libres en la naturaleza, sino que se obtienen por descomposición de sustancias orgánicas.

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Dentro de los compuestos orgánicos también tenemos los Hidrocarburos Aromáticos.

Son compuestos derivados del benceno, de formula molecular C6H6; esta fórmula indica que es una molécula no saturada y sus propiedades son muy diferentes a los alquenos y alquinos. 

También podemos encontrar las Funciones Oxigenadas.

Son aquellas que además de tener átomos de C y de H, tienen átomos de O. Entre ellas encontramos: Alcoholes: Se obtienen por oxidación de alcanos y por reducciones de sustitución. Aldehídos: No se encuentran libres en la naturaleza, se forman en la combustión de azucares, madera, etc Cetonas: La propanona se encuentra en pequeñas porciones en la sangre, la butanona en aceite de ananá y otras en el queso roquefort. Ácidos orgánicos: Algunos se hallan en los insectos, otros en aceites y grasas, en ceras vegetales y animales. Se encuentran en la sangre, orina y sudor en pequeñas proporciones. En las agujas de los pinos, en la miel y en algunos frutos. Éteres: Se obtienen por la deshidratación de alcoholes. Esteres: Se preparan por reacción entre un ácido y un alcohol. Anhídridos: Se los obtiene por reacción de condensación entre dos moléculas de ácidos.

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Otros

compuestos

nitrogenadas.

que

podemos

encontrar

son

las

Funciones

Son aquellas que además de presentar en su composición, C, H, y O, presentan también N. Dentro de ellas podemos encontrar: Aminas: Son aquellas que se preparan por reacción entre un alcohol y el amoniaco. Se puede encontrar en los peces en descomposición y en la melaza de la remolacha azucarera. Amidas: Se preparan por reacción del amoniaco con ácidos. Se halla en muchos productos naturales como la urea, las proteínas y en algunos principios picantes de los vegetales.

Glúcidos y Lipidos. La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos. Glúcidos o Hidratos de carbono. Son compuestos que están formados por átomos de C, H, O y N. Pero que en algunos casos también pueden presentar P (Fosforo) y S (Azufre). Son polialcoholes con una función aldehído o una función cetona, o sustancias que por hidrolisis originan polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas. En estado natural constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la tierra. En los vegetales constituye las sustancias de reserva (almidón) o de sostén (celulosa). En los animales se encuentra en los humores como glucosa y en los músculos como glucógeno. Los glúcidos pueden ser:

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No hidrolizables: Monosacáridos.

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Hidrolizables: Oligosacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos: Son moléculas que no se descomponen por acción del agua, pueden tener de 3 a 7 átomos de C y entre ellos encontramos la glucosa, la galactosa, la manosa y la fructosa. Propiedades: Son sólidos, blancos o incoloros, de sabor dulce, solubles en agua e insolubles en solventes orgánicos. Tienen poder reductor, por poseer un grupo aldehído los monosacáridos tienen un gran poder reductor. (Se oxidan). Fermentación: las monosas por acción de fermentos o enzimas se descomponen dando alcohol y dióxido de carbono. Esterificación: Al poseer grupos OH (oxidrilos) pueden reaccionar con ácidos para dar esteres. Formación de aminoazucares: En ellos se halla sustituido un hidroxilo por un amino. Formación de desoxiazucares: Por pérdida del oxígeno de uno de los grupos OH.

Oligosacáridos: Son moléculas de mayor tamaño que cuando se hidrolizan originan de 2 a 10 monosacáridos. Los más importantes son los Disacáridos, formados por la unión de dos monosacáridos mediante enlace glicosidico. (Enlace de tipo éter, se pierde una molécula de agua). Dentro de los disacáridos tenemos: Sacarosa: Es el azúcar común de mesa. Está formada por una molécula de glucosa y una de fructosa. Maltosa: Llamada azúcar de malta, se encuentra en el grano germinado de la cebada. Está constituida por dos moléculas de glucosa.

Lactosa: Se encuentra en la leche y la forman una molécula de glucosa y una de galactosa.

Polisacáridos: Son polímeros naturales, es decir, macromoléculas que cuando se hidrolizan originan muchas moléculas de monosacáridos. Los polisacáridos no poseen poder reductor y pueden desempeñar funciones de reserva energética o función estructural. Se los llama genéricamente “Glicanos” y estos pueden ser: Homopolisacaridos: cuando están formados por el mismo monosacárido, como por ejemplo, el glucógeno, el almidón, la celulosa, la quitina, etc. Almidón: Es el polisacárido de reserva energética propio de los vegetales, se almacena en gránulos llamados amiloplastos. Está formado por la amilosa y la amilopectina. Glucógeno: es el polisacárido de reserva energética propio de los animales. Se encuentra en las células del hígado y los músculos. Celulosa: Es un polisacárido estructural; es el componente estructural de las paredes celulares de las plantas. Inulina: Formada por moléculas de fructosa, es una sustancia de reserva que se encuentra en tubérculos y raíces. Quitina: Formada por N-acetil glucosamina. Forma parte de los exoesqueletos de los insectos. En los hongos y levaduras la matriz de la pared celular contiene quitina.

Heteropolisacaridos: Estos se presentan cuando los monosacáridos que los conforman son diferentes o poseen otro compuesto.

Funciones de los glúcidos. 1- Poseen funciones energéticas: Son los combustibles celulares por excelencia.

2- Son intermediarios en procesos metabólicos importantes como la Respiración celular y la fotosíntesis. 3- Forman parte de moléculas mayores como polisacáridos, ácidos nucleicos nucleótidos, etc. 4- Son los constituyentes bioquímicos más importantes en las plantas. 5- Son materia prima en numerosas industrias.

Metabolismo de los Glúcidos Comienzan a degradarse en la boca por medio de la ptialina. Los glúcidos se asimilan bajo la forma de monosacáridos, es decir, que si se ingiere almidón, este será degradado por acción enzimática hasta obtener moléculas de glucosa libre. Fotosíntesis: Es un proceso que ocurre en las plantas verdes y consiste en la formación de sustancias orgánicas partiendo de dióxido de carbono y del agua por medio de la energía luminosa. Es un ejemplo de reacción anabólica. Respiración celular: Es el proceso por el cual la materia orgánica es oxidada completamente a dióxido de carbono y agua en presencia de oxígeno, obteniendo energía aprovechable (ATP). Es un proceso catabólico y exergonico.

Lípidos Se llaman lípidos a un grupo heterogéneo de sustancias poco o nada solubles en agua y solubles en solventes orgánicos. Están constituidos básicamente por tres elementos, C, H, y O. En menor grado aparecen también N, P, y S. Clasificación de los Lípidos. 1- Simples Acilgliceridos y ceras. a) Acilgliceridos: Se denominan acilgliceridos o glicéridos a los lípidos constituidos por esteres del glicerol o propanotriol con ácidos orgánicos de peso molecular elevado. Pueden ser mono, di o triglicéridos y pueden ser Saturados y No saturados. b) Ceras: Son esteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes monohidroxilados también de cadena larga. 2- Complejos o compuestos: Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular, además de C, H y O hay también N, P, y S o un Glúcido. a) Fosfolípidos (Fosfogliceridos y Esfingolipidos): Los fosfolípidos son moléculas anfipaticas, es decir, son simultáneamente hidrófilos e hidrofóbicos. Participan en el intercambio de sustancias entre un sistema acuoso y un sistema lipídico. Pueden formar micelas y bicapas que controlan la transferencia de sustancias hacia el interior o exterior de la célula. b) Glucolipidos (Cerebrosidos y gangliosidos): Se caracterizan por poseer una parte glucidica. Están formados por una molécula de esfingol, un ácido graso y un glúcido. c) Lipoproteínas: intervienen en el transporte de lípidos desde o hacia el hígado. 3- Asociados. (Esteroides, Terpenoides, Icosanoides): Son aquellos que derivan de un tipo de átomo característico.

a)

Esteroides:

Son

aquellos

que

derivan

de

un

ciclo

llamado

Ciclopentanoperhidrofenantreno. b) Terpenos o terpenoides: Son polímeros del isopreno o 2 metil 1,3 butadieno. c) Icosanoides: Son derivados de los ácidos grasos de 20 átomos de carbono como el ácido araquidónico. Intervienen en numerosos procesos biológicos como la reproducción, la fiebre, la inflamación, etc.

Los glicéridos tienen propiedades físicas y químicas. Entre las propiedades físicas tenemos que son blancos, amarillentos, inodoros e insípidos, untuosos al tacto, insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos. Dentro de estos tenemos: Las Grasas: Son sólidas a temperatura ambiente y están formadas en su mayoría por ácidos grasos saturados y son de origen animal. Los aceites: Son líquidos oleosos a temperatura ambiente, están formados por mayoría de ácidos grasos insaturados y son de origen vegetal o se extraen de pescados. Ambos sirven de depósito de reserva energética en animales y vegetales.

Propiedades químicas. 1- Hidrolisis: Las grasas se pueden hidrolizar, dando glicerol y el ácido graso correspondiente. 2- Enranciamiento: Es un fenómeno combinado de hidrolisis y oxidación del as grasas al ser expuestas al aire y por acción de fermentos, hace que tengan mal sabor y olor.

3- Saponificación: Es el proceso por el cual las grasas se desdoblan por acción de bases alcalinas dando glicerol y las sales de sodio o de potasio que se denominan jabones. 4- Hidrogenación: Mediante la reacción con el hidrogeno los ácidos grasos no saturados de los aceites se transforman en ácidos saturados, por lo tanto los aceites se convierten en grasas.

Funciones de los lípidos. Los lípidos desempeñan varios tipos de funciones: 1- Función de reserva: Son la principal reserva energética del organismo. 2- Función estructural: Forman las bicapas lipídicas de las células. Recubren órganos y les dan consistencia.