jueves, 26 de mayo de 2011

Introducción

Las macromoléculas son un campo en el que la ciencia central ha incidido profundamente en los últimos años. El descubrimiento del hule y la síntesis de plásticos artificiales dieron un vuelco a la naturaleza de los materiales que rodean a la humanidad. En muchas de sus aplicaciones, los plásticos han sustituido con ventaja al vidrio, al cuero, al algodón, a la cerámica, a la madera y hasta a los metales. Hoy, los materiales plásticos son importantes satisfactores de necesidades en cualquier sociedad. En los países desarrollados, cada habitante cuenta en promedio con 100 kilogramos de plástico. En México esta cifra ya supera los 15 kilogramos, y su influencia abarca sectores industriales de gran importancia, como el automotriz, el electrónico, el de la construcción e incluso el de la salud. Por otra parte, respecto a las macromoléculas de la vida, el hallazgo de la estructura de las proteínas y los ácidos nucleicos dio un sustento básico a la biología molecular.




PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS

 El concepto de macromolécula fue introducido por H. Staudinger en 1992.
Un polímero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que abarca desde miles a millones de gramos, y por estar formado por muchas unidades repetidas. Las propiedades físicas de los polímeros, también conocidos como macromoléculas, son muy distintas a las de las moléculas pequeñas comúnes, y para estudiarlas se necesitan técnicas especiales. La mayor parte de los polímeros sintéticos son compuestos orgánicos. Los ejemplos más comúnes son el nylon, polihexametilenadipamida; el dacrón, polietilentereftalato; y la lucita o plexiglas, polimetilmetacrilato. El desarrollo de la química de los polímeros empezó en los años 20 de este siglo con la investigación del comportamiento desconcertante de ciertos materiales, incluidos la madera, la gelatina, el algodón y el hule. Por ejemplo, cuando el hule, cuya fórmula empírica conocida es C5H8 se disolvía en un disolvente orgánico, la disolución presentaba varias propiedades poco comunes, como viscosidad alta, presión osmótica baja y una disminución insignificante del punto de congelación. Estas observaciones sugerian que estaban presentes algunos solutos de masa molar muy grande, pero los químicos de esa época no estaban preparados para aceptar  la idea de que pudiera existir dichas moléculas gigantes. En lugar de ello, postularon que materiales como el hule consistían de agredados de unidades moleculares pequeñas, como C5H8 o C10H16, unidas por fuerzas intermoleculares. Esta creencia errónea persistió durante varios años, hasta que Hermann Staudinger demostró sin duda alguna que dichos agregados eran, de hecho, moléculas extraordinariamente grandes, y que cada una contenía muchos miles de átomos unidos por enlaces covalentes. Cuando se logró entender la estructura de estas macromoléculas se abrió el camino para la fabricación de polímeros, que ahora se manifiesta en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria. Alrededor del 90 % de los químicos actuales, incluidos los bioquímicos, trabajan con polímeros.


Los polímeros sintéticos tienen muchas propiedades útiles. La resistencia de un tipo de polímero conocido como lexan es tan grande, que se utiliza para hacer ventanas a prueba de balas.







IMPORTANCIA DE LAS MACROMOLÉCULAS NATURALES

Nuestro organismo necesita de ciertos compuestos orgánicos para un mejor funcionamiento. La ciencia que estudia esto es la bioquímica y se define como la ciencia que estudia la naturaleza y el comportamiento químico de la materia viva. Esta ciencia nos explica el comportamiento de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en los procesos metabólicos. También explica la función de las vitaminas y las enzimas. Las macromoléculas naturales forman parte de los procesos vitales del ser humano.
La estructura de cada una de ellas permite que cumplan una función que las diferencia de las otras. Esas sustancias pueden ser encontradas en los alimentos que el ser humano consume diariamente y mediante procesos metabólicos en el interior del organismo pueden ser descompuestas en moléculas más sencillas con el objetivo de brindar la energía necesaria al cuerpo. 
El mayor interés en las macromoléculas naturales está centrada en las proteínas y en los ácidos nucleicos, pero también incluyen a los polisacáridos como la celulosa y los polímeros de isopreno como el caucho natural, la hemoglobina, los almidones y los virus.
La mayoría de las macromoléculas son solubles en los solventes apropiados, por lo menos hasta cierto grado y forman, entonces, soluciones verdaderas.
Se habla de tres grande tipos: carbohidratos, lípidos y proteínas.
  Carbohidratos
Los carbohidratos realizan muchas funciones vitales en los organismos vivos, conforman la estructura esquelética de plantas, insectos y crustáceos, y la estructura exterior de los microorganismos. Constituyen una importante reserva alimentaria en los órganos de almacenamiento de las plantas, así como en el hígado y los músculos de los animales. Los carbohidratos son compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, estos dos últimos elementos lo tienen en la misma proporción que en el agua; es decir, dos átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno. Su fórmula empírica es (CH2O)n; n es el número de veces que está presente cada átomo de carbono, hidrógeno y oxígeno.
Son las fuentes más importantes de enrgía en los organismos.
Los carbohidratos se conocen también como glucidos o hidratos de carbono. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos, polisacáridos y mucopolisacáridos
Los carbohidratos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno; el hidrógeno y el oxígeno suelen hallarse en proporción de dos a uno, igual que en el agua. El nombre carbohidrato (que significa hidrato de carbono) se basa en esta relación de hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el término resulta equívoco, porque no existe agua como tal en un carbohidrato. Actualmente se definen los carbohidratos como derivados de polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas. Un azúcar que contiene un grupo aldehídico se llama aldosa y uno que contiene un grupo cetónico se llama cetosa.

Monosacáridos. Son los azúcares más simples. Entre los más conocidos tenemos la glucosa o dextrosa y la fructuosa.
La glucosa (C6H12O6) que también se llama dextrosa o azúcar de uva, se obtiene del jarabe de maíz. Está presente como uno de los principales azúcares en la miel y en el jugo de muchas plantas y frutas. En los animales, la glucosa es un componente vital de la sangre; de manera que cuando se encuentra en ayunas, la glucosa tiene alrededor de 90 miligramos de glucosa por cada 100 ml de sangre. Es un sólido cristalino, de sabor dulce y soluble en agua. Se usa para endulzar, es sustituto de la miel, se emplea en la elaboración de dulces, carnes, jarabes, vinos y cerveza. Se usa en la producción de alcohol etílico o etanol. Se halla en exceso en la orina de los diabéticos.
Propiedades físicas y químicas:
Cada átomo de carbono posee un grupo de hidróxilo (-OH), con la excepción del primero y el último carbono, todos son asimétricos, haciéndolos centros estéricos con dos posibles configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto número de isómeros. Por ejemplo la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O)6, de la cual, exceptuando dos se sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de los esteroisómeros posibles. En el caso de gliceraldehído, una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales son enentiómerosy epímeros.
Tienen la propiedad de desviar la luz poralizada, propiedad que le confiere su carbono asimétrico, llamandose dextrógiros los que la desvían hacia la derecha, y levórigos, hacia la izquierda. Todos tienen una actividad óptica menos la dihidroacetona.


Disacáridos. Cuando dos moléculas iguales o diferentes de monosacáridos reaccionan con eliminación de una molécula de agua, se forma un disacárido. El enlace que se establece entre las dos unidades de monosacáridos recibe el nombre de enlace glucosídico (más correctamente O-glucosídico), y consiste en la unión de dos grupos -OH (hidroxilo) con peérdida de una molécula de agua. Este enlace se forma entre un carbono (llamado anomérico) del primer monosacárido y cualquier otro del segundo. Esta como todas la reacciones que se dan en las células no es espontánea sino catalizada por enzimas. La reacción es reversible, pero en la naturaleza requiere también la presencia de enzimas hidrolíticas específicas para cada disacárido (maltasa, sacarosa, etc). Los principales disacáridos son:
  • La sacarosa (C12H22O11) es el azúcar de mesa ( que proviene de la caña o de la remolacha), se considera que es el compuesto de carbono puro más barato en el comercio.                                                                           Se forma en las plantas por la unión de dos monosacáridos: glucosa y fructuosa. Es un sólido blanco, cristalino y soluble en agua. Se emplea en la fabricación de dulces, caramelos, jaleas, medicamentos, licores y jarabes.
  • La maltosa o azúcar de malta. Está formada por dos unidades de alfa glucos, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La molécula tiene características reductoras. Se encuentra libre de forma natural en la mata, de donde recibe el nombre y forma parte de los varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno), de los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón germinados. Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas.
  • La lactosa o aúcar de la leche. está formado por galactosa y glucosa, unidas con enlace glucosídico beta 1-4. También tiene carácter reductor. Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Gran parte de la población mundial presenta la llamda "intolerancia a la lactosa", que es una enfermedad caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa.
  • La celobiosa. Está formado por dos unidades de beta- glucosa, con enlace 1-4. Está presente en la molécula de la celulosa y no se encuentra libre.
  • La isomaltosa. Conste de dos unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6. Está presente en los polisacáridos de "almidón y glucógeno", tampoco se halla libre.
Sacarosa
Polisacáridos. Son polímeros de aproximadamente 30 o más moléculas de monosacáridos. Los tres polisacáridos más importantes son el almidón, el glucógeno y la celulosa. Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (más de tres), mediantes enlace O- glucosídico, igual al de los disacáridos, con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. De elevado peso molecular, carecen de poder reductor y pueden desempeñar funciones de reserva energética o función estructural. Los polisacáridos que tienen función de reserva energética presentan enlace alfa-glucosídico y son: almidón, que es el polisacárido de reserva propio de los vegetales, y está integrado por dos tipos de polímeros: la amilosa, formada por unidades de maltosa, unidades mediantes enlaces alfa (1-4). Presenta estructura helicoidal y la amilopectina, formada también por unidades ,ediante enlaces alfa (1-4) con ramificaciones en posición alfa(1-6). Glucógeno es el polisacárido de los animales. Se encuentra abundantemente en el hígado y en los músuculos. Molécula muy similar a la amilopectina; pero con mayor abundancia de ramificaciones. Entre los polisacáridos estructurales, destaca la celulosa, que forma la pared celular de la célula vegetal. La celulosa está constituida por unidades de beta-glucosa, este enlace impide que pueda ser metabolizada en el aparato digestivo.    
Propiedades y clasificación:
  • Homopolisacáridos. Formadas por el mismo tipo de monosacáridos. Destacan por su interés el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.
  • Heteropolisacáridos. Formadas por diferentes monómeros. Entre ellos se encuentra la pectina, la hemicelulosa, el agar-agar, diversas gomas y mucopolisacáridos..
Nos centramos en los 4 principales homopolisacáridos:

El almidón es la forma de almacenamiento más importante de carbohidratos en el reino vegetal. En las semillas de los cereales y en los tubérculos feculentos como la papa y el camote, se encuentra como material de reserva para la germinación. Es un sólido blanco, insoluble en agua fría y se dispersa en agua caliente (forma del engrudo). Se emplea en lavanderías, en textiles, en la fabricación de jarabes, alcohol; pegamentos para ropa de papel.
Las plantas produces carbohidratos durante las fotosintesís, proceso mediante el cual transforman el dióxido de carbono y el agua en cabohidratos y oxígeno, utlizando energía solar. Los carbohidratos proporcionan la energía que necesita el organismo para realizar sus procesos y funciones vitales. Por ejemplo, mantienen estable la temperatura del cuerpo y el funcionamiento del corazón para bombear sangre; también ayudan al hígado en el metabolismo de las sutancias nutritivas.
amiloplastos
  • La amilosa es el compuesto minoritario (menos del 30%). Es un polímero de alfa glucosa, con enlaces 1-4. Puesto que cada dos unidades forman una maltosa, también se puede decir que está compuesto por unidades de maltosa. La molécula tiene una estructura lineal (sin ramificaciones) y de aspecto helicodial.
  • La amilopectina está compuesta también por unidades de alfa-glucosa con enlaces 1-4 que forman el núcleo central de la molécula helicoidal, pero además, hay enlaces alfa 1-6 que forman isomaltosas y que constituyen puntos de ramificación cada 12-30 glucosas.Dentro de cada ramificación los enlaces siguen siendo 1-4, salvo en las nuevas ramificaciones. En conjunto, la molécula tiene unas cinco o seis veces más unidades de glucosa que la amilosa, lo que supone algo más de mil unidades.
Glucógeno. Tiene la misma composición que la amilopectina y una estructura molecular semejante, aunque con mayor número de ramificaciones (cada 8-10 glucosas), por lo que el tamaño y el peso molecular son mayores. Su función es también de reserva o almacén de glucosa, pero es exclusivo de las células de los animales. Se acumula en forma de granos, sobre todo en el citoplasma de las células musculares y hepáticas. El glucógeno muscular proporciona glucosa como combustible para la contracción muscular, mientras que el del hígado es la reserva general de la glucosa que pasa la sangre y se distribuye a las células. Celulosa. Su función es esctructural, pues forma la parde de todas las células vegetales, a las que da forma y consistencia. Es especialmente abundante en los tejidos vegetales de las células muertas, como el leño del interior de los árboles y muchas fibras vegetales (cáñamo, esparto, algodón, etc). De hecho, se considera que es la molécula orgánica más abundante en la naturaleza. Solo excepcionalmente aparece en un grupo de animales, los Tunicados, como las ascidias.
Su interés económico es muy grande pues se emplea en la industria de fabricación de papel, plásticos, explosivos, etc.
Está formada por unidades de beta-glucosa, con enlace 1-4, por lo que puede decidirse también que se trata de un polímero del disacárido celobiosa. La molécula tiene forma de cadena helicoidal, sin ramificaciones. Unas moléculas se unen lateralmente a otras mediante puentes de hidrógeno y forman microfibrillas que se agrupan en otros haces mayores pudiento, en algunos casos, cionstituir fibras visibles a simple vista, como las del algodón.
El tipo de enlace tiene consecuencias biológicas importantes, ya que no es hidrolizada por las enzimas digestivas por tanto, los animales no digieren celulosa. Solo algunos insectos, como el lepisma o "panecillo de plata", que se come las páginas de nuestros libros, ciertos moluscos como el caracol y muchos microorganismos pueden descomponerla mediante enzimas hidrolíticas llamadas celulosas. Quitina. Es un polímero de un derivado de la glucosa, la N-acetil-glucosamina, con enlaces beta 1-4, y forma cadenas semejantes a la celulosa que se unen lateralmente, por lo que resultan muy resistente al ataque de agente químicos. Las enzimas quitinasas, capaces de degradar la quitina por hidrólisis, son muy escazas en la naturaleza (existen en los caracoles y en ciertos insectos tropicales), por lo que en general, no es digerible.


 Aplicaciones
Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. La celulosa se puede convertir en rayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.



UNA VENTANA AL CONOCIMIENTO
                           
Familia corriendo al aire libre
Los azúcares que se absorben por el tubo intestinal son muy poco (concretamente tres: glucosa, fructuosa y galactosa) y pueden ser sustituidos entre sí. Las necesidades diarias son las siguientes: Niños de 2 a 4 años         100-200g Niños de 4 a 6 años          200-300g Niños de 7 a 10 años       300-400g Niños de 11 a 16 años     400-450g Adultos                    500g Cuando hay un consumo de carbohidratos mayor del necesario, se almacenan en el cuerpo en forma de glucógeno que se puede convertir en grasa. Su exceso puede contribuir a la obesidad.
 Lípidos
Esta clase de compuesto orgánicos, lo constituyen las grasas y aceites, ambos se agrupan bajo el término general de lípido. Son constituyentes esenciales de prácticamente todas las células animales y vegetales. En el cuerpo humano se concentran en las membranas celulares, en el cerebro y tejido nervioso.
El término lípido fue propuesto por el bioquímico Bloor para dar nombre al grupo de sustancias insolubles o casi insolubles en agua, pero solubles en disolventes, como éter, cloroformo, disulfuro de carbono, alcohol caliente, etc.
Químicamente los lípidos están formados por cinco elementos principales: carbono, hidrógeno, oxígeno y, a veces, nitrógeno y fósforo.
Bloor dividió los lípidos en tres clases:
  1. Lípidos simples: Comprenden los lípídos más abundantes, grasas o triglicéridos, y las ceras que son menos abundantes.
  2. Lípidos compuestos: Son los fosfolípidos que contienen fósforo y los galactolípidos que contienen galactosa.
  3. Lípidos derivados: Son los esteroides, los terpentenos y las vitaminas, entre otros que son producidos por las células vivas.

Función de los lípidos.
Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:
  1. Función de reserva: Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.
  2. Función estructural: Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.
  3. Función biocatalizadora: En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta funciónlas vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
  4. Función transportadora: El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.
Ácidos grasos
Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos de número par de átomos de carbono. El número par deriva del modo de biosíntesis, que se realiza a través de aposiciones sucesivas de unidades C-C de dos átomos de carbono. Podemos distinguir (a) el grupo carboxilo -COOH, que al pH de los medios biológicos aparece normalmente disociado como -COO- y (b) la cadena hidrocarbonada CH3-CH2-CH2-. Esta última es fuertemente hidrofóbica, mientras que el grupo carboxilo interacciona fácilmente con el agua. Esto da a los ácidos grasos un cierto carácter anfipático (es decir, que en la misma molécula coexisten zonas hidrofílicas e hidrofóbicas).
Cuando la cadena hidrocarbonada está constituída solamente por carbonos sp3, es decir, está plenamente saturada, hablamos de ácidos grasos saturados; pero muy a menudo se presentan insaturaciones en forma de dobles enlaces C=C: hablamos entonces de ácidos grasos insaturados. Estos últimos tienen puntos de fusión más bajos que los saturados. Por eso los lípidos ricos en ácidos grasos saturados suelen ser sólidos a la temperatura ambiente (grasas) mientras que los ricos en insaturados son líquidos (aceites).
Las verdaderas grasas, son las más abundantes de todos los lípidos. Los aceites son untuosos al tacto, solubles en éter y cloroformo, e insolubles en agua. Los ácidos grasos saturados como el palmítico y el esteárico, así como las mantecas y los sebos, son grasas sólidas. 
Por su parte, los ácidos grasos insaturados presentan dobles enlaces, que casi invariablemente son del tipo geométrico cis-. Si hay una sola insaturación en la molécula, hablamos de Monoinsaturados; si hay varias, de Poliinsaturados. En este último caso, las insaturaciones nunca se presentan en conjugación, sino cada tres átomos de carbono.
Desde el punto de vista estructural, la presencia de una insaturación en cis- hace que la molécula presente una angulación, a diferencia de las cadenas rectas de los ácidos saturados. Esta angulación es la causa del menor punto de fusión de estos ácidos.Cuando hay varias angulaciones, la molécula puede llegar a tener una forma de herradura (caso del ácido araquidónico). Los tres ácidos poliinsturados que se presentan (linoleico, linolénico y araquidónico) son esenciales en la dieta humana.
Los ácidos no saturados como el oleico y las grasas que forman los aceites de ricino, olivo, ajonjolí, cártamo, cacahuate y coco, son grasas líquidas.

Acilgliceroles y Ceras
Los acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con el Propano-1,2,3-triol o glicerol. Dado que éste tiene tres posiciones posibles de esterificación , distinguimos entre Monoacilgliceroles (monoglicéridos), Diacilgliceroles (diglicéridos), y Triacilgliceroles (triglicéridos). Estos últimos son el contingente principal de los lípidos de reserva energética, y se almacenan en el tejido adiposo; determinadas semillas vegetales contienen también una gran cantidad de triacilgliceroles (las Oleaginosas)
El glicerol no tiene ningún carbono asimétrico. Pero cuando se esterifican las distintas funciones hidroxi de la molécula, el carbono 2- de la misma puede convertirse en asimétrico. Por eso decimos que el carbono 2- es proquiral. Para denotar de forma precisa los tres carbonos del glicerol, se utiliza la convención sn-. Para ello, colóquese con el puntero la molécula de forma que el carbono 2 presente la misma configuración que el L-gliceraldehido. En esta situación, llamamos carbono 1 al que queda arriba, y 3 al que queda abajo. Para denotar que estamos considerando al glicerol en esta posición se utiliza el prefijo sn-, esto es sn-glicerol.
Los monoacilgliceroles son compuestos anfipáticos, ya que los dos grupos hidroxi no esterificados de la molécula confieren carácter polar a la misma. Caben asimismo tres tipos distintos de diacilgliceroles: 1, 2 sn-; 1,3 sn- y 2,3 sn-.
Los diacilgliceroles son asimismo anfipáticos gracias al -OH libre restante. Los diacilgliceroles son importantes segundos mensajeros celulares, encargados de la activación de la protein kinasa C.
Los triacilgliceroles tienen sus tres posiciones esterificadas, y de ahí un carácter mucho más hidrofóbico que los anteriores. Como vimos anteriormente, son los lípidos de reserva por excelencia en los seres vivos, y como tales, representan un porcentaje importante del peso corporal.
Los ácidos grasos pueden esterificarse asimismo a otros alcoholes. Generalmente lo hacen a alcoholes de cadena hidrocarbonada larga, alcoholes grasos, dando lugar a los compuestos que denominamos Ceras. Las ceras tienen un carácter fuertemente hidrofóbico, y su función suele ser de protección estructural. Se presenta como ejemplo la estructura del Palmitato de cetilo.
Lípidos anfipáticos
Con este nombre conocemos una extensa familia de lípidos que se caracterizan por tener, en la misma molécula, una zona polar, que interacciona fácilmente con el agua, y una zona hidrofóbica, de la cual el agua, y otros compuestos polares, quedan excluídos.
La característica más relevante de los lípidos anfipáticos es su capacidad de autoestructuración: las interacciones entre zonas polares y zonas hidrofóbicas de unas moléculas con otras dan lugar a agregados supramoleculares como las micelas, monocapas y bicapas, además de otras. La estructura en bicapa es el motivo básico de todas las membranas biológicas. Por ello, los lípidos anfipáticos son los componentes básicos de todas las membranas, y de ahí su enorme importancia.
Los lípidos anfipáticos se estructuran generalmente a partir de un alcohol (glicerol o esfingosina, generalmente) esterificado a uno o dos ácidos grasos, que constituyen la zona hidrofóbica de la molécula. Al tiempo, el alcohol se esterifica por otra parte a un grupo polar. Dependiendo de la naturaleza de este grupo polar, clasificamos los lípidos anfipáticos como:
  • Fosfolípidos:
Dependiendo de la naturaleza del alcohol primario, distinguimos entre Glicerofosfolípidos y Esfingofosfolípidos.
Para ver detenidamente la estructura de los primeros, empezaremos por el alcohol primario, que en este caso es el Glicerol (que aquí aparece representado sin los átomos de hidrógeno de los grupos -OH). Este glicerol aparece esterificado en la posición 1 sn- por un residuo de ácido graso, en este caso ácido palmítico: Mientras que la posición 2 sn- está esterificada por otro residuo de ácido graso, ácido linoleico: El -OH en el carbono 3 sn- está esterificado a ortofosfato:  El cual a su vez se esterifica a un segundo alcohol, colina: La porción diacilglicerilfosfato recibe el nombre de ácido fosfatídico; por lo que el conjunto:  recibe el nombre de Fosfatidil colina o Lecitina.
En su estructura podemos ver la parte hidrofóbica de la molécula, constituída por los dos radicales acilo sustituyendo al glicerol, y la parte polar, de la misma, compuesta por el grupo fosfocolina. La polaridad de este último está determinada por la carga electronegativa del fosfato y la carga electropositiva del grupo trimetilamonio de la colina:
Los diferentes fosfolípidos se forman según sea la naturaleza del segundo alcohol. Así, tenemos la Fosfatidil etanolamina (cefalina), en la que el segundo alcohol es etanolamina; o la Fosfatidil serina, donde el grupo fosfato está sustituído por el aminoácido serina.
El segundo alcohol puede ser asimismo otra molécula de glicerol, en cuyo caso tenemos el Fosfatidil glicerol, cuyo -OH en sn-3 puede estar esterificado a otro residuo de ácido fosfatídico, dando lugar al Difosfatidil glicerol o cardiolipina.
Encontramos también como segundo alcohol al mio-Inositol, el cual da lugar a Fosfatidil inositoles o fosfoinosítidos, los cuales muy frecuentemente aparecen fosforilados en algunos de los grupos hidroxi del inositol. Tal es el caso del Fosfatidil inositol 4,5 bisfosfato. Al ser atacado por la fosfolipasa C libera, por una parte, un diacilglicerol:  y por otra, inositol-1,4,5 trisfosfato (IP3), los cuales son importantes mensajeros químicos intracelulares. El primero activa a la protein kinasa C, y el segundo estimula la liberación de iones Ca++ a partir de los reservorios del retículo endoplásmico.
Otro tipo de fosfolípidos son los Plasmalógenos . En éstos, el grupo acilo sustituyente en 1 sn- está unido en forma vinil-éter,en lugar de la unión éster que hemos visto hasta ahora.
La unión éter aparece asimismo en algunos lípidos anfipáticos propios de las Arquebacterias, como el 2, 3 Difitanil sn-gliceril éter . Este lípido es triplemente anómalo en comparación con los anteriores. En primer lugar, los grupos acil sustituyen las posiciones 2 y 3 del sn-glicerol (en lugar de 1 sn- y 2 sn- como hemos visto hasta ahora); en lugar de residuos acil, tiene dos cadenas poliprenoides saturadas (fitanil); y por último, la unión de éstas al glicerol es a través de un éter y no de un éster.
Las enzimas que hidrolizan glicerofosfolípidos reciben el nombre de fosfolipasas. Se conocen fosfolipasas de varios tipos. La acción de las fosfolipasas sobre una lecitina puede esquematizarse así:
Fosfolipasa A1, que separa el grupo acilo en el carbono 1 sn-: del resto de la molécula: 
Fosfolipasa A2, que separa el grupo acilo en 2 sn-: del resto de la molécula:
Fosfolipasa C, que separa el diacilglicerol  del grupo fosfocolina 
Fosfolipasa D, que separa ácido fosfatídico del alcohol colina .
Los compuestos resultantes de la acción de las fosfolipasas A1 y A2 reciben el nombre de lisofosfolípidos. Podemos ver la estructura de una lisolecitina y de una lisocefalina.
Si el alcohol primario es la esfingosina, cuya estructura será tratada más adelante, tendremos los esfingofosfolípidos. El grupo amino de la esfingosina es sustituído por un radical graso en unión N-acil; y el grupo alcohólico , por una fosfocolina en la molécula de esfingomielina.

  • Glicolipidos
En los Glicolípidos la parte polar está constituída por un monosacárido o un oligosacárido, unido por un enlace, normalmente beta-glicosídico, a un alcohol, que en la gran mayoría de los casos es la Esfingosina. Consta de una cadena hidrocarbonada en la cual hay un doble enlace en trans-, y está sustituída por un grupo amino y un grupo hidroxi, teniendo como puede apreciarse una estructura muy parecida a un glicerol sustituído en sn-1. El grupo amino se une a un ácido graso a través de un enlace amida -CO-NH-, y el compuesto resultante es una N-acil esfingosina o Ceramida:  La ceramida constituye la porción hidrofóbica de estos lípidos.
Por su parte, la ceramida se une a través del grupo -OH de la esfingosina a un monosacárido mediante un enlace b-glicosídico. Si el monosacárido es la galactosa, tendremos la estructura denominada Cerebrósido: El mono- u oligosacárido unido de esta manera a la ceramida constituye la parte polar del lípido.
Los distintos glicolípidos se diferencian en la naturaleza del aminoalcohol, aunque en la mayoría de los casos es la citada esfingosina; en la naturaleza del ácido graso N-ligado al mismo; y sobre todo, en el oligosacárido unido a la ceramida, que puede alcanzar grados importantes de complejidad.
Lípidos Isoprenoides
Con este nombre conocemos a los lípidos formados por la condensación lineal de unidades isoprenoides. Desde un punto de vista experimental, corresponden a los llamados lípidos insaponificables, que quedan en la fase orgánica después de una saponificación. Las unidades prenoides están teóricamente basadas en el Isopreno o Isopenteno. Según el número de unidades prenoides que entran a constituir la molécula, tendremos lípidos monoprenoides, diprenoides, triprenoides, tetraprenoides, etc. Otra nomenclatura para estos lípidos se basa en la unidad terpénica, que equivale a un diprenoide; así, tendríamos los hemiterpenos (monoprenoides), los monoterpenos (diprenoides), los sesquiterpenos (triprenoides), los diterpenos (tetraprenoides), etc.
Un grupo particularmente importante de lípidos isoprenoides está constituído por los Esteroides , que son derivados hexaprenoides. Son asimismo lípidos isoprenoides multitud de productos naturales y aceites esenciales; y de especial interés para nosotros, las vitaminas liposolubles (A, D, E y K).
La unidad prenoide básica en el metabolismo es el Isopentenol, o más bien, su éster pirofosfórico Isopentenil difosfato junto con su isómero Dimetilalil difosfato.
La condensación de estos dos últimos da lugar a un compuesto diprenoide, el Geranil difosfato, forma metabólica del Geraniol.
A su vez, la condensación de este último con una nueva unidad monoprenoide da lugar a un compuesto triprenoide, el Farnesil difosfato, que es el derivado metabólico del alcohol triprenoide Farnesol.
La biosíntesis de lípidos isoprenoides continúa mediante la condensación cola a cola de dos unidades triprenoides (farnesil difosfato) para formar el compuesto hexaprenoide Escualeno, del que deriva la totalidad de los esteroides.
Podemos citar también, a título de ejemplo, como compuesto tetraprenoide el Fitol; y como compuesto octaprenoide, el b-Caroteno, precursor de los retinoides o vitaminas A.
Vitaminas liposolubles
Las vitaminas liposolubles son los Retinoides o vitaminas A, los Calciferoles o vitaminas D, los Tocoferoles o vitaminas E y las Naftoquinonas o vitaminas K.
Los Retinoides o vitaminas A derivan de la escisión de una molécula de beta-caroteno mediante una oxigenasa. En la molécula de Retinol podemos ver las características principales de estos compuestos. Se trata de derivados tetraprenoides (es decir, constan de 20 átomos de carbono) que forman, por un lado, un sistema cíclico (beta-ionona) y por otro una cadena poliprenoide que termina en una función oxigenada; en este caso es un alcohol primario. Los distintos retinoides se diferencian en la naturaleza de esta función; si es un aldehido, tendremos el Retinal; si es un ácido, el ácido Retinoico.
Los retinoides tienen un papel importante en la transcripción de determinados genes; sin embargo, su papel mejor conocido radica en la transducción del estímulo visual en la retina. En los fotorreceptores, el grupo prostético de la rodopsina y de las diferentes conopsinas es el 11-cis Retinal. Al incidir un fotón de luz visible sobre el mismo, se isomeriza a todo-trans Retinal; y esta isomerización es la causa desencadenante del impulso nervioso visual. Otro retinoide es el Ácido retinoico.
Los Tocoferoles o vitaminas E son asimismo derivados poliprenoides, cuya función en el organismo parece ser la protección antioxidante. Se presenta la estructura del a-Tocoferol, que consta de un sistema cíclico, el cromano, y una cadena lateral poliprenoide.
Las Vitaminas K son cofactores en el proceso de carboxilación del ácido glutámico para dar ácido g-carboxi glutámico, modificación postraduccional indispensable en la síntesis de determinados factores de la coagulación, como la protrombina. Se presenta la estructura de la Naftoquinona (vitamina K1), con un sistema cíclico naftoquinónico y una cadena lateral poliprenoide.


Esteroides
Los esteroides son compuestos hexaprenoides derivados del Escualeno. Este compuesto sufre una serie de transformaciones metabólicas, dando lugar a un sistema alicíclico, el Ciclopentanofenantreno. En los diversos esteroides este sistema aparece sustituído y modificado; dos grupos metilo en C-10 y C-13; por una cadena lateral en C-17; y suele haber una función oxigenada, hidroxi- o ceto-, en C-3. Hasta ahora sólo se han presentado los carbonos de la molécula; la molécula entera es el Colestanol, que pertenece a los esteroles o alcoholes esteroideos , con una cadena lateral de ocho átomos de carbono.
El colestanol pertenece a la llamada serie allo-, en la que los dos primeros anillos (A y B) del sistema cíclico están unidos en trans. Puede observarse que los sustituyentes en C-2 (metilo) y en C-5 (hidrógeno) están dirigidos hacia lados contrarios del sistema. Los sustituyentes que se dirigen igual que el metilo, se llaman sustituyentes en b; los que lo hacen en la dirección del hidrógeno, se llaman sustituyentes en a.
El Coprostanol es un isómero del colestanol. El coprostanol pertenece a la serie normal-, en la que los dos primeros anillos (A y B) están unidos en cis. Puede observarse que los sustituyentes en C2 (metilo) y C5 (hidrógeno) están situados del mismo lado del sistema; es decir, los dos en b.
Colestanol y Coprosterol son ambos derivados por reducción del Colesterol, el esterol más abundante en tejidos animales, donde es un constituyente esencial de las membranas plasmáticas, en las que contribuye a su fluidez. El colesterol es asimismo abundante en las lipoproteínas del plasma sanguíneo, y tiende a depositarse en los ateromas, lesiones típicas de la arteriosclerosis.
Pertenece también a los esteroles el 1,25 Dihidroxi colecalciferol, que es la forma activa de la vitamina D. Este compuesto interviene en lel proceso de absorción intestinal del calcio.
Otra serie de esteroides está constituída por los ácidos biliares, que poseen una cadena lateral más corta que los esteroles y funciones hidroxi- situadas en a, además de un grupo carboxilo terminal en la cadena lateral. Son los detergentes de la bilis; se presenta la estructura del Ácido cólico. Otras formas de ácidos biliares son el Ácido quenodesoxicólico, el Ácido desoxicólico y el Ácido litocólico. Normalmente los ácidos biliares se presentan como sus conjugados de glicina, el Ácido glicocólico, o de taurina, el Ácido taurocólico.
Otras series de esteroides tienen importancia como hormonas. Tenemos, por ejemplo, entre las hormonas de la corteza suprarrenal (corticoides), el 21-desoxicortisol, la Aldosterona, la Corticosterona, y el Cortisol.
Y entre las hormonas sexuales, tenemos la Progesterona como representante de los gestágenos, hormonas de la segunda mitad del ciclo genital femenino y de la gestación; el 17-b-Estradiol entre los estrógenos, hormonas de la primera mitad del ciclo femenino; obsérvese que a diferencia de todos los demás esteroides, el anillo A es aromático; y la Testosterona, representante de los andrógenos, que son las hormonas sexuales masculinas.



UNA VENTANA AL CONOCIMIENTO 

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj5ej8g9yiqTx-F9p1Npnr8VA-tN258NpfxKR1VjeKp1bamnj-iBPbBSCnJNUSW2dBC6wSDUhAjlCMHk6YzmAJ1KegjeBb9zP6Q8x-WOCFVq606DW_GHo7no_Ejx007bcGnTkQWd95C_pA/s400/gordas.jpg
El hombre cubre necesidades calóricas si su dieta contiene de 30 a 40% de grasas. Las grasas
forman un capítulo muy importante en la alimentación. Se calcula que un niño de dos a cuatro
años necesita diariamente 30g de grasas; mientras que el adulto no debe sobrepasar los 75g de los
cuales la mitad debe corresponder a la grasa empleada en la preparación y condimentación de los alimento (aceites, margarina, mantequilla, etc). Sin embargo la grasa "invisible" de ciertos alimentos (quesos, chocolate, carne picada, embutidos, nueces, aceitunas, estremeces, dulces de nata, café con leche,bombones, entre otros) adquiere tal importancia en la nutrición humana que las cifras óptimas son con facilidad sobrepasadas. El exceso de grasa conduce a la obesidad, ya que se acumula en el organismo y propicia diversos padecimientos entre los que se encuentran las enfermedades cardiacas.
ASÍ QUE MUCHO CUIDADOS CON SOBREPASARSE DE LAS GRASAS,
SI NO QUIERE ACABAR COMO ESTAS PERSONAS !!

 PROTEINAS
La química que tienen las proteínas es más compleja que la de los carbohidratos y los lípidos. Las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes en las células; constituyen más de el 50 % de su peso seco. Cada proteína tiene funciones diferentes dentro de la célula. Además la mayor parte dela información genética transmitida por las proteínas. Las proteínas son verdaderas macromoléculas que alcanzan dimensiones de las micelas en el estado coloidal. La estructura de tamaño micelar con cargas eléctricas en su superficie les confiere propiedades de absorción. Las macromoléculas proteínicas en ocasiones están compuestas por una sola cadena polipeptídica; en tal caso reciben el nombre de monoméricas. Cuando la proteína esta formada por varias cadenas polipeptídicas que pueden o no ser idénticas entre sí, reciben el nombre de oligoméricas. Las proteínas son macromoléculas por lo cual poseen pesos moleculares elevados. Todas producen por hidrolisis µ -aminoácidos. Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc. Las proteínas ya se reconocen como constituyentes eseiciales del protoplasma. Señalándose que el compuesto más importante que constituye a los organismos vivos en la proteína (del griego que significa primero); así lo mencionó Berzelius en una carta a Mulder en 1838. Estos compuestos nitrogenados son los sólidos más abundantes en el protoplasma celular. El núcleo celular, uno de los componentes del protoplasma, contiene proteínas (nucleoproteínas) relacionadas con la división celular y con la herencia. Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) llamados aminoácidos, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares protéicos". Estos edificios macromoléculas se construyen y desmonoran con gran facilidad dentro de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparación y regulación.dos. Hay unos 20 tipos diferentes de aminoácidos, ocho de los cuales deben estar presentes en la dieta. Éstos son los aminoácidos llamados esenciales. A diferencia de las proteínas animales, es posible que las proteínas vegetales no contengan todos los aminoácidos esenciales en las cantidades necesarias.

Los aminoácidos
Son las unidades básicas que forman las proteínas. Su denominación responde a la composición química general que presentan, en la que un grupo amino (-NH2) y otro carboxilo o ácido (-COOH) se unen a un carobono ALPHA.gif (842 bytes) (-C-). Las otras dos valencias de ese carbono quedan saturadas con un átomo de hidrógeno (-H) y con un grupo qímico variable al que se le denomina radical (-R-).
fig2.jpg (25853 bytes)
Tridimensionalmente en carbono ALPHA.gif (842 bytes) presenta una configuración tetraédrica en la que el carbono se dispone en el centro y los cuatro elementos que se unen a él ocupan los vértices. Cuando en el vértica superior se dispone el -COOH y se mira por la cara opuesta al grupo R, según la disposición  del grupo amino (-NH2) a la izquierda o a la derecha del carbon ALPHA.gif (842 bytes) se habla de "ALPHA.gif (842 bytes)-L-aminoácidos o de ALPHA.gif (842 bytes)-D.aminoácidos respectivamente. En las proteínas sólo se encuentran aminoácidos de configuración L.
En la naturaleza existen 80 aminoácidos diferentes, pero de todos ellos sólo unos 20 forman parte de las proteínas.
  1. Apolares: La cadena R posee grupos hidrófobos que interaccionan con otros hidrófobos mediantes fuerzas de Van der Waals. Pueden ser :
  •  Apolares alifáticos: La cadena R es de naturaleza alifática.
  • Apolares aromáticos: La cadena R contiene anillos aromáticos.
  • Polares con carga: La cadena R contiene grupos polares cargados pueden ser :
  1.  Ácidos: La cadena R aporta grupos carboxilo cargados negativamente (aniónicos).
  2. Básicos: La cadena R aoporta grupos amino cargados positivamente (catiónicos)
Como vemos tenemos aminácidos apolares, polares sin carga y polares con carga. Los organismos que un organismo no puede sintetizar y, por tanto, tienen que ser  suministrados con la dieta se denominan aminoácidos esenciales; y aquellos que el organismo puede sintetizar se llaman aminoácidos no esenciales.Para la especie humana son esenciales ocho aminoácidos: treonina, netionina, lisina, valina, triptófano, leucina, isoleucina y fenilalanina (además puede añadirse la histidina como esencial durante el crecimiento, pero no para el adulto).
Las proteínas constituyen alrededor del 50% del peso seco de los tejidos y no existe proceso biológico alguno que no dependa de la participación de este tipo de sustancias. Las funciones principales de las proteínas son:
  • Ser esenciales para el crecimiento. Las grasas y carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno.
  • Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la síntesis tisular.
  • Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas.
  • Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de diversos medios como el plasma.
  • Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo. Son las enzimas. Actúan como transporte de gases como oxígeno y dióxido de carbono en sangre. (hemoglobina).
  • Actúan como defensa, los anticuerpos son proteínas de defensa natural contra infecciones o agentes extraños. Permiten el movimiento celular a través de la miosina y actina (proteínas contráctiles musculares).
  • Resistencia. El colágeno es la principal proteína integrante de los tejidos de sostén.
Energéticamente, las proteínas aportan al organismo 4 Kcal de energía por cada gramo que se ingiere. Las proteínas son clasificables según su estructura química en: 
Proteínas simples: Producen solo aminoácidos al ser hidrolizados. Albúminas y globulinas: Son solubles en agua y soluciones salinas diluidas (ej.: lactoalbumina de la leche). Glutelinas y prolaninas: Son solubles en ácidos y álcalis, se encuentran en cereales fundamentalmente el trigo. El gluten se forma a partir de una mezcla de gluteninas y gliadinas con agua. Albuminoides: Son insolubles en agua, son fibrosas, incluyen la queratina del cabello, el colágeno del tejido conectivo y la fibrina del coagulo sanguíneo. Proteínas conjugadas: Son las que contienen partes no proteicas. Ej.: nucleoproteínas. Proteínas derivadas: Son producto de la hidrólisis.
En el metabolismo, el principal producto final de las proteínas es el amoníaco (NH3) que luego se convierte en urea (NH2)2CO2 en el hígado y se excreta a través de la orina. ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de esas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.  

La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria. 

Existen dos tipos de estructura secundaria:
  1. La a(alfa)-hélice
  2. La conformación beta

esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

Estructura terciaria


La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:
  • el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.
  • los puentes de hidrógeno. 
  • los puentes eléctricos.
  • las interacciones hifrófobas. 

Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.


UNA VENTANA AL CONOCIMIENTO

Las proteínas son las sustancias más complejas conocidas en química, las cuales se encuentran tanto en los animales como en las plantas, y pueden obtenerse de los alimentos, las grasas y los hidratos de carbono. Su nombre se deriva de proteios, en griego significa primario, por la gran importancia que representan en toda la materia viva. Ejemplos de ellas son la gliadina (en el trigo), la albúmina (en la clara de huevo), la hemoglobina (en la sangre), la caseína (en la leche), la hemocianina (en el caracol) son algunos ejemplos de proteínas. La composición elemental de las proteínas típicas sería de 50% carbono, 25% de oxígeno, 16% de nitrógeno, y 7 % de hidrógeno. A veces contienen azufre (poco más de 1%) y fósforo aún en menos proporción.


MACROMOLÉCULAS SINTÉTICAS



Mediante las reacciones de polimerización es posible unir por eslabones de valencia primaria un gran número de moléculas de masa molecular relativamente baja, en moléculas gigantes. Tales macromoléculas o polímeros pueden consistir en cientos o miles de moléculas más pequeñas combinadas en una estructura final en forma mas o menos repetitiva. Así se pueden unir moléculas de butadieno (M=54) para producir polibutadieno con masa molecular hasta de 5-6 millones. Las moléculas polímeros de este tipo generalmente son lineales, de pequeña sección transversal y longitud muy grande. Además, dichas moléculas son muy flexibles. Como resultado, pueden tener diversas formas que varían desde la esférica, cuando están completamente replegadas, hasta la de barra cuando están totalmente extendidas. Sin embargo, la configuración más probable de muchas de esas cadenas enrolladas no es ni de esfera ni la de barra, sino una disposición arrollada al azar intermedia entre las dos. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAS que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamado "monómeros" unidos entre sí mediante enlaces covalentes. -Polímeros sintéticos- El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehído y fenol. Otros polímeros importantes se sinterizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS) en 1911 o el poli (cloruro de vinilo) (PVC) en 1912. La característica principal de los polímeros es tener un peso molecular alto, lo que afecta decisivamente a las propiedades químicas y físicas de éstas moléculas.

   
PROPIEDADES DE LAS MACROMOLÉCULAS, PROCESO DE FABRICACIÓN

En el proceso de fabricación de las macromoléculas experimentales utilizados en la determinación estructural de macromoléculas no son diferentes de los que se usan en la determinación estructural de moléculas "pequeñas", y su descripción queda fuera del alcance de esta asignatura:Todos los métodos espectrópicos, incluyendo el Infrarrojo, UV- visible, dicroismo circular, fluorescencia, resonancia de spín electrónico, y la resonancia magnética nuclear se vienen utilizando desde hace décadas en la elucidación de la estructura de macromoléculas. Especialmente importante ha sido, y lo es actualmente la difracción de Rayos X, y en los últimos años ha adquirido especial relevancia a la resonancia magnética nuclear y los métodos derivados de la microscopía electrónica, de efecto túnel, y de fuerzas.
Las macromoléculas por su estructura se dividen en 4 niveles:
  • La primera estructura: Es la secuencia de subunidades o monómeros que la forman.
  • La segunda: hace referencia a la configuración que adquiere la cadenala cadena principal de las macromolécula. Los ejemplos más característicos se encuentran en proteínas y ácidos nucleicos, por ejemplo la estructura de a-hélice que adoptan muchas cadenas polipeptídicas, las láminas B, ó el plegamiento prácticamente aleatorio al que se hace referencia con el término ovillo al azar, ó polímero flexible.
  • La tercera estructura: es el plegamiento general que adquiere la macromolécula en el espacio.
  • La cuarta estructura: hace referencia a la posible asociación de más de una molécula de polímero para formar agregados oligoméricos (dímeros, octámeros, etc.)

BENEFICIOS DEL USO ADECUADO Y RACIONAL DE LOS COMPUESTOS DE LAS MACROMOLÉCULAS
Unos de los materiales que se hacen con macromoléculas son por ejemplo materiales biodesintegrables, que son mezclas de bioplásticos con polímeros sintéticos no biodegradables, que por acción de los microorganismo se pueden desintegrar, convirtiéndose básicamente en agua y dióxido de carbono sólo las macromoléculas de bioplástico, mientras que las macromoléculas de alto peso molecular del polímero sintético permanecen intactas.
Desde el punto de vista de la "contaminación", se percibe que son una mejora al problema, por dejar ese residuo sintético sin degradar. Para el uso de macromoléculas existe una ley que prohibe el uso incorreto o que dañe al ser humano o la naturaleza. Las macromoléculas sintéticas son productos de un proceso que podríamos llamarle unión química secuencial entre molécula y molécula, de tal forma que quede una cadena muy larga de hidrocarburos a cuyo proceso se le llama polimerización. La polimerización es el proceso sintético por medio del cual se forman polímeros a partir de unidades de baja masa molecular denominadas monómeros. Aunque existen muchas clases específicas de polímeros, como la del vinilo, del dieno, de emulsión, de volumen, catiónica, aniónica, etc., se concentrará la atención principalmente a la descripción del mecanismo y la cinética de dos tipos de reacciones, de adición y de condensación. La polimerización por adición puede ocurrir por reacciones en cadena em que intervienen radicales libres de forma similar a la reacción HBr. En este caso, el polímero se forma por eslabonamiento progresivo de monómeros en unidades de mayor tamaño, y éstas, asimismo, continúan su crecimiento por su unión adicional con monómeros. Los monómeros típicos que sufren tales reacciones son los que contienen uno o dos enlaces dobles. Ejemplos son el etileno, el cloruro de vinilo, el estireno y el butadieno. Las polimerizaciones por condensación se producen por el acoplamiento de dos moléculas con la eliminación de una molécula menor como agua o amoníaco. Así, se toma un hidroxiácido como HOOC-OH, la eliminación de H2O entre el grupo carboxílco de una molécula y el grupo OH de otra conduce a la reacción. Algunos ejemplos de polímeros sintéticos industriales son: Polietileno, polipropileno, poliestireno, poliéster, polioetileno, cloruro de polivinilo, etanoato de poivinilo y politetrafluoroetileno.

POLÍMEROS DE ADICIÓN 
 
POLIETILENO.
Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno.
Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos comerciales. Las cadenas de polietileno se disponen bajo la temperatura de reblandecimiento Tg en regiones amorfas y semicristalinas.
Aplicaciones.
PEBD:
  • Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.
  • Películas para agro.
  • Recubrimiento de acequias;
  • Envasado automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.
Stretch film;
  • Base para pañales desechables.
  • Bolsas para suero.
  • Contenedores herméticos domésticos.
  • Bazar.
  • Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos.
  • Tuberías para riego.
PEAD:
  • Envases para: detergentes, lejía, aceites automotor, champú, lácteos.
  • Bolsas para supermercados.
  • Bazar y menaje.
  • Cajones para pescados, gaseosas, cervezas.
  • Envases para pintura, helados, aceites.
  • Tambores.
  • Tuberías para gas, telefonía, agua potable, minería, láminas de drenaje y uso sanitario.
  • Bolsas tejidas.
  • Guías de cadena, piezas mecánicas.
También se usa para recubrir lagunas, canales, fosas de neutralización, contra tanques, tanques de agua, plantas de tratamiento de aguas, lagos artificiales, canalones de lámina, etc.
POLIPROPILENO.
El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos.
                                                                         Estructura química. Por su mecanismo de polimerización, el PP es un polímero de reacción en cadena (”de adición” según la antigua nomenclatura de Carothers). Por su composición química es un polímero vinílico (cadena principal formada exclusivamente por átomos de carbono) y en particular una poliolefina.
                                                                         Propiedades. El PP isotáctico comercial es muy similar al polietileno, excepto por las siguientes propiedades:
Menor densidad: el PP tiene un peso específico entre 0,9 g/cm³ y 0,91 g/cm³, mientras que el peso específico del PEBD (polietileno de baja densidad) oscila entre 0,915 y 0,935, y el del PEAD (polietileno de alta densidad) entre 0,9 y 0,97 (en g/cm³) Temperatura de reblandecimiento más alta Gran resistencia al stress cracking Mayor tendencia a ser oxidado (problema normalmente resuelto mediante la adición de antioxidantes) El PP tiene un grado de cristalinidad intermedio entre el polietileno de alta y el de baja densidad.
Propiedades ópticas. El PP homopolímero es transparente, con un índice de refracción en torno a 1,5. Esto, unido a su buena resistencia mecánica, lo hace un material muy utilizado para producir vasos desechables.
Propiedades eléctricas. El PP es un buen dieléctrico. Por ello se le utiliza en películas muy delgadas para formar capacitores de buen desempeño.
APLICACIONES.
El PP es transformado mediante muchos procesos diferentes. Los más utilizados son:
Moldeo por inyección de una gran diversidad de piezas, desde juguetes hasta parachoques de automóviles Moldeo por soplado de recipientes huecos como por ejemplo botellas o depósitos de combustible Termoformado de, por ejemplo, contenedores de alimentos. En particular se utiliza PP para aplicaciones que requieren resistencia a alta temperatura (microondas) o baja temperatura (congelados). Producción de fibras, tanto tejidas como no tejidas. Extrusión de perfiles, láminas y tubos.





POLICLORURO DE VINILO.

Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80 °C y se descompone sobre 140 °C. Cabe mencionar que es un polímero por adición y además una resina que resulta de la polimerización del cloruro de vinilo o cloroetileno. Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama.
El átomo de cloro enlazado a cada átomo de carbono le confiere características amorfas principalmente e impiden su recristalización, la alta cohesión entre moléculas y cadenas poliméricas del PVC se deben principalmente a los momentos dipolares fuertes originados por los átomos de cloro, los cuales a su vez dan cierto impedimento estérico es decir que repelen moléculas con igual carga, creando repulsiones electrostáticas que reducen la flexibilidad de las cadenas poliméricas, esta dificultad en la conformación estructural hace necesario la incorporación de aditivos para ser obtenido un producto final deseado.
         En la industria existen dos tipos:
  1. Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran medida al hierro (que se oxida más fácilmente).
  2. Flexible: cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos tensado.
El PVC se caracteriza por ser dúctil y tenaz; presenta estabilidad dimensional y resistencia ambiental. Además, es reciclable por varios métodos.
                                                                           Características. Tiene una elevada resistencia a la abrasión, junto con una baja densidad (1,4 g/cm3), buena resistencia mecánica y al impacto, lo que lo hace común e ideal para la edificación y construcción. Al utilizar aditivos tales como estabilizantes, plastificantes entre otros, el PVC puede transformarse en un material rígido o flexible, característica que le permite ser usado en un gran número de aplicaciones. Es estable e inerte por lo que se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad, por ejemplo los catéteres y las bolsas para sangre y hemoderivados están fabricadas con PVC, así como muchas tuberías de agua potable. Es un material altamente resistente, los productos de PVC pueden durar hasta más de sesenta años como se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua potable y sanitarios; de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una prolongada duración del PVC así como ocurre con los marcos de puertas y ventanas. Debido a las moléculas de cloro que forman parte del polímero PVC, no se quema con facilidad ni arde por si solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado. Los perfiles de PVC empleados en la construcción para recubrimientos, cielorrasos, puertas y ventanas, se debe a la poca inflamabilidad que presenta. Se emplea eficazmente para aislar y proteger cables eléctricos en el hogar, oficinas y en las industrias debido a que es un buen aislante eléctrico. Se vuelve flexible y moldeable sin necesidad de someterlo a altas temperatura (basta unos segundo expuesto a una llama) y mantiene la forma dada y propiedades una vez enfriado a temperatura ambiente, lo cual facilita su modificacion. Alto valor energético. Cuando se recupera la energía en los sistemas modernos de combustión de residuos, donde las emisiones se controlan cuidadosamente, el PVC aporta energía y calor a la industria y a los hogares. Rentable. Bajo costo de instalación y prácticamente costo nulo de mantenimiento en su vida útil.



POLIESTIRENO.
El poliestireno (PS) es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno. Existen cuatro tipos principales: el PS cristal, que es transparente, rígido y quebradizo; el poliestireno de alto impacto, resistente y opaco, el poliestireno expandido, muy ligero, y el poliestireno extrusionado, similar al expandido pero más denso e impermeable. Las aplicaciones principales del PS choque y el PS cristal son la fabricación de envases mediante extrusión-termoformado, y de objetos diversos mediante moldeo por inyección. Las formas expandida y extruida se emplean principalmente como aislantes térmicos en construcción.
                                                    Ramificación. 
Las moléculas de poliestireno formadas en los procesos industriales actuales son muy lineales. En laboratorio es posible generar ramificación añadiendo al reactor sustancias como el divinilbenceno o peróxidos tetrafuncionales pero el poliestireno así obtenido es más caro y apenas presenta ventajas frente a sus equivalentes lineales.
                                                    Tacticidad. 
El poliestireno cristal es completamente atáctico; es decir: los grupos fenilo se distribuyen a uno u otro lado de la cadena central, sin ningún orden particular. Por ello se trata de un polímero completamente amorfo (es decir, no cristalino).
Propiedades eléctricas. El poliestireno tiene muy baja conductividad eléctrica (típicamente de 10-16 S m-1), es decir, es un aislante. Por sus propiedades suele usarse en las instalaciones de alta frecuencia.





Polimerización por adición.


Dicha reacción se realiza siguiendo diferentes mecanismos, pudiendo ser una polimerización por pasos, o en cadena. Sea como sea, el tamaño de la cadena va a depender de la temperatura y del tiempo que dure la reacción, pudiendo así, cada cadena un tamaño diferente y por lo tanto, también una masa molecular diferente.
Los polímeros pueden ser lineales, cuando se encuentran formados por una sola cadena de monómeros, o polímeros ramificados. Existen diferentes procesos para poder unir monómeros con el fin de formar grandes moléculas, así los polímeros se clasifican de diferentes maneras, según su origen, su mecanismo de polimerización, su composición química, sus aplicaciones, o también por las condiciones experimentales en la reacción, etc. Los polímeros de adición se encuentran dentro del grupo de polímeros clasificados según su mecanismo de polimerización. De este modo, los polímeros de adición son polímeros en los que en su reacción no se produce la liberación de compuestos de masa molecular baja. Se lleva a cabo la polimerización en este tipo de polímeros, cuando está presente un catalizador, que provoca la unión de un polímero detrás del otro, hasta el final de la reacción. Es decir, un polímero de adición se forma cuando tiene un catalizador y también una temperatura favorable para su formación, pues dichos factores harán que el alqueno abra su doble enlace, de manera que quede una valencia libre de cada átomo de carbono participante, pudiendo así añadirse moléculas de monómeros, hasta llegar a conseguir un polímero concreto. Dicha reacción implica siempre que se produzca una ruptura de las uniones entre monómeros, o también una apertura entre ellas, con el fin de permitir la formación de una cadena. Los ejemplos más claros de los polímetros de este tipo son lo plásticos, utilizados para la realización de partes estructurales de diversos equipos, como son tuberías, muebles, empaques.
Hay 5 tipos de reacción de polímeros por adición.

  • Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización de tipo vinilo.).
  • Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización tipo epóxido.).
  • Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula (polimerización alifática del tipo diazo.).
  • Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminación de una parte de la molécula (polimerización del tipo a -aminocarboxianhidro.).
  • Adición de birradicales formados por deshidrogenación (polimerización tipo p-xileno.).

POLIMERIZACION DE ADICION IONICA
Son reacciones en cadena que conducen a la formación de polímeros, se pueden iniciar también por cationes formados a partir de compuestos como AlCl3, BF3 y SnCl4, y por aniones de diversas clases generados de Na, K, amidas metálicas y otras sustancias. En estas reacciones la etapa de iniciación implica la formación del ion que luego se sumará fácilmente a los grupos vinílicos para formar iones carbonio (positivos) o carbaniones (negativos) que toman progresivamente monómeros para propagar la cadena. En general, la terminación de las cadenas crecientes ocurre predominantemente por transferencia de cadenas. En algunas polimerizaciones aniónicas no ocurre la transferencia de cadenas, y el único medio posible de terminar el creciente de las cadenas es la reacción de las mismas con impurezas presentes en el sistema. Cuando se eliminan tales impurezas resulta lo que Szwarc ha denominado un “polímero viviente”. En un polímero viviente o vivo la reacción se efectúa hasta que se usa todo el monómero. Cuando se agrega monómero más puro la polimerización se iniciará de nuevo y continuará hasta su terminación. Además, cuando se agrega un monómero diferente, reacciona también y produce una molécula polímera en la que una sección es un tipo de polímero y la otra un tipo diferente. Tales polímeros se denominan copolímeros en bloque. Las reacciones de adición iónicas generalmente tienen un coeficiente de temperatura negativa para la velocidad de reacción y, por tanto, en su caso la velocidad de polimerización aumenta a medida que disminuye la temperatura. De hecho, el isobutileno puede polimerizar rápidamente en presencia de BF3 o AlCl3 a un polímero de muy alta masa molecular a -100°C.




POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN.
NAILON.
Es un polímero artificial que pertenece al grupo de las poliamidas. Se genera formalmente por policondensación de un diácido con una diamina. La cantidad de átomos de carbono en las cadenas de la amina y del ácido se puede indicar detrás de los iniciales de poliamida. El más conocido, el PA6.6 es por lo tanto el producto formal del ácido butandicarboxílico (ácido adípico) y la hexametilendiamina. El nailon es una fibra textil elástica y resistente, no la ataca la polilla, no precisa planchado y se utiliza en la confección de medias, tejidos y telas de punto, también cerdas y sedales. El nailon moldeado se utiliza como material duro en la fabricación de diversos utensilios, como mangos de cepillos, peines, etc.
Con este invento, se revolucionó en 1938 el mercado de las medias, con la fabricación de las medias de nailon, pero pronto se hicieron muy difíciles de conseguir, porque al año siguiente los Estados Unidos entraron en la Segunda Guerra Mundial y el nailon fue necesario para hacer material de guerra, como cuerdas y paracaídas. Pero antes de las medias o de los paracaídas, el primer producto de nailon fue el cepillo de dientes con cerdas de nailon. Las primeras partidas llegaron a Europa en 1945.
Mecanismo de reacción.
El nailon 6,6 tiene un monómero, que se repite n veces, cuanto sea necesario para dar forma a una fibra. El primer 6 que acompaña al nailon nos dice el número de carbonos de la amida y la segunda cifra es el número de carbonos de la cadena ácida.
El nailon 6,6 se sintetiza por condensación en el laboratorio a partir del monómero cloruro del adipoilo y el monómero hexametilén diamina. Pero en una planta industrial de nailon, se fabrica generalmente haciendo reaccionar el ácido adípico (derivado del fenol) con la hexametiléndiamina (derivado del amoniaco).
Estructura. El nailon 6,6 es una estructura heterogénea ya que está conformado por C, H, CO, NH.
Policondensación. El nailon se produce por medio de policondensación. Cuando el oxígeno del carbonilo es protonado, se vuelve mucho más vulnerable al ataque del nitrógeno de nuestra diamina. Esto ocurre porque el oxígeno protonado porta una carga positiva. Al oxígeno no le gusta tener una carga positiva. Entonces atrae hacia sí mismo los electrones que comparte con el carbonilo. Esto deja al carbono del carbonilo deficiente de electrones y listo para que el nitrógeno de la amina le done un par. El dímero, si lo desea, también puede reaccionar con otros dímeros para formar un tetrámero. O puede reaccionar con un trímero para formar un pentámero y a su vez reaccionar con oligómeros más grandes. Finalmente, cuando esto sucede, los dímeros se transforman en trímeros, tetrámeros y oligómeros más grandes y estos oligómeros reaccionan entre sí para formar oligómeros aún más grandes. Esto sigue así hasta que se hacen lo suficientemente grandes como para ser considerados polímeros.



POLIURETANO.
El poliuretano (PUR) es un polímero que se obtiene mediante condensación de polioles combinados con polisocianatos. Se subdivide en dos grandes grupos: termoestables (este artículo) y termoplásticos (poliuretano termoplástico). Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes; pero también existen poliuretanos que son elástómeros, adhesivos y selladores de alto rendimiento, pinturas, fibras, sellantes, para embalajes, juntas, preservativos, componentes de automóvil, en la industria de la construcción, del mueble y múltiples aplicaciones más.
Su formulación se basa en polioles de bajo número de hidróxilo (OH) combinados con isocianatos de bajo contenido en grupos funcionales (NCO), unido a propelentes especiales y una cantidad exactamente medida de agua. La fórmula está estequiométricamente diseñada para lograr un material (espumado o no) de curado rápido y con una densidad entre 18 y 80 kg/m³.
Algunas aplicaciones de poliuretanos flexibles se encuentran en la industria de paquetería, en la que se usan poliuretanos anti-impacto para embalajes de piezas delicadas. Su principal característica es que son de celdas abiertas y de baja densidad (12-15 kg/m³). También existen los poliuretanos rígidos de densidad 30-50 kg/m³, utilizados como aislantes térmicos. La capacidad de aislamiento térmico del poliuretano se debe al gas aprisionado en las celdillas cerradas del entramado del polímero. Una variedad de los poliuretanos rígidos son los poliuretanos spray, que son formulaciones de alta velocidad de reacción, usados en revestimientos sujetos a la fuerza de gravedad, tales como aislamientos de edificios, estanques de almacenamiento, e incluso tubos o cañerías. Otra variedad de poliuretanos rígidos son los poliuretanos PIR, que son usados en revestimientos de cañerías que conducen fluidos a alta temperatura en zonas extremadamente húmedas. Su principal característica es la naturaleza ureica del polímero.
POLIESTERES.
El poliéster (C10H8O4) es una categoría de polímeros que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal. Los poliésteres que existen en la naturaleza son conocidos desde 1830, pero el término poliéster generalmente se refiere a los poliésteres sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del petróleo. El poliéster termoplástico más conocido es el PET. El PET está formado sintéticamente con etilenglicol más tereftalato de dimetilo, produciendo el polímero o poltericoletano. Como resultado del proceso de polimerización, se obtiene la fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboración de los hilos para coser y que actualmente tiene múltiples aplicaciones, como la fabricación de botellas de plástico que anteriormente se elaboraban con PVC. Se obtiene a través de la condensación de dioles (grupo funcional dihidroxilo). Las resinas de poliéster (termoestables) son usadas también como matriz para la construcción de equipos, tuberías anticorrosivas y fabricación de pinturas. Para dar mayor resistencia mecánica suelen ir reforzadas con cortante, también llamado endurecedor o catalizador, sin purificar.
El poliéster es una resina termoestable obtenida por polimerización del estireno y otros productos químicos. Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se usa en la fabricación de fibras, recubrimientos de láminas, etc.






ACIDO TEREFTALICO.
El ácido ftálico (C6H4(CO2H)2) es una sustancia incolora, soluble en agua y en alcohol. Tiene un sistema fenílico con dos grupos carboxi en posición 1 y 2. Su nombre deriva del naftaleno del cual se generaba antiguamente por oxidación. Hoy en día la síntesis se basa en la oxidación del o-xileno.
El ácido ftálico (o su anhidruro que se genera del ácido fácilmente por simple calentamiento) es un compuesto de partida importante en numerosas síntesis orgánicos, sobre todo de colorantes del grupo trifenilmetil. Así por su reacción con el fenol en presencia de cloruro de cinc como ácido de Lewis y reactivo higroscópico se obtiene la fenolftaleína, con el resorcinol la fluorescina etc.
Los ésteres del ácido ftálico con alcoholes alifáticos de cadena larga se utilizan para modificar las propiedades mecánicas de unos plásticos como el policloruro de vinilo (PVC). Hay sospechas que son neurotóxicas y podrían ser cancerígenas.
El ácido ftálico tiene dos isómeros, el ácido isoftálico con los grupos carboxi en posición 1 y 3 y el tereftálico con los grupos en posición 1 y 4 sobre el anillo del benceno. El ácido isoftálico se emplea en la síntesis de unas resinas de poliéster mientras que el ácido tereftálico es entre otras aplicaciones la base del polietilentereftalato (PET), plástico empleado por ejemplo en la fabricación de envases de bebidas. Estos isómeros se generan igualmente a partir de los xilenos correspondientes.





ETILENGLICOL.
Es un compuesto químico que pertenece al grupo de los glicoles. El etilenglicol es un líquido transparente, incoloro, ligeramente espeso como el almíbar. A temperatura ambiente es poco volátil, pero puede existir en el aire en forma de vapor, el etilenglicol es inodoro pero tiene un sabor dulce. Se fabrica a partir de la hidratación del óxido de etileno (epóxido cancerígeno).
Se utiliza como anticongelante en los circuitos de refrigeración de motores de combustión interna, como difusor del calor, para fabricar compuestos de poliéster, y como disolventes en la industria de la pintura y el plástico. El etilenglicol es también un ingrediente en líquidos para revelar fotografías, fluidos para frenos hidráulicos y en tinturas usadas en almohadillas para estampar, bolígrafos, y talleres de imprenta.



POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN 


La polimerización por condensación exige moléculas distintas, bifuncionales y reactantes, en proporción estequiométrica, con/sin eliminación de subproducto, normalmente agua, durante la polimerización. El Nylon 6-6 (nombre comercial de la poliamida de condensación de la hexametilendiamina con el ácido adípico), ya sintetizado en 1929, es todavía uno de los plásticos más apreciados. Al comparar con la polimerización por adición, hay que señalar la ausencia de iniciador, la práctica desaparición de monómeros al iniciarse la polimerización, generándose dímeros, trímeros, etc., y que el final del crecimiento se consigue al añadir moléculas monofuncionales.
Estas son las siguientes características:
  • Formación de poliésteres, poliamidas, poliéteres, polianhidros, etc., por eliminación de agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas, diésteres entre otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas.).
  • Formación de polihidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de hidrógeno, con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos (policondensación del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.).
  • Formación de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidación de dimercaptanos (policondensación del tipo Thiokol.).


¿CONTAMINACIÓN MACROMOLECULAR?

Gran parte de la producción de plásticos es eliminada en forma de desechos... pero esto es un decir. Uno de los más graves problemas asociados con los plásticos es su indestructibilidad. Todos sabemos de la presencia de bolsas, botellas y otros objetos de plástico en playas, ríos, lagunas y predios. Conservadoramente se estima que en el mundo, cada año, alrededor de 250 000 toneladas de plástico tienen como destino final el medio ambiente, en donde se acumulan como basura. En algunas ciudades, parte de ese plástico se recicla y sirve posteriormente para la producción de bolsas.

Estos objetos plásticos, que están por todas partes, no son biodegradables, al igual que algunos detergentes. Debido al gran tamaño de las moléculas de éstos, los microorganismos bacterianos, responsables de la degradación de muchos de los desechos sólidos, son incapaces de atacar a los plásticos. Por otro lado, su combustión puede desprender gases tóxicos, principalmente ácido cianhídrico (que es, nada menos, el de la cámara de gases) y clorhídrico, de ahí que quemarlos no sea una solución para eliminarlos.

La proliferación de basura plástica puede resolverse, pero hace falta que todos participemos. La manera más sencilla de hacerlo es el reciclaje. Si todos clasificáramos nuestra basura y separáramos los objetos plásticos de los de vidrio, metal y materia orgánica, la reutilización de plásticos, metales y vidrio sería más factible.

Otra salida posible es el uso de aditivos que realicen la función inversa a la de los estabilizadores, es decir, que tiendan a destruir el material. Se ha demostrado que un tipo de aditivos sensibles a la luz induce la ruptura de las cadenas poliméricas después de cierto tiempo de exposición, lo cual facilita su posterior degradación bacteriana. Los compuestos llamados tiocarbamatos empiezan a usarse con este propósito.

LA SITUACIÓN EN MÉXICO
En el año de 1950, con la producción de poliestireno empezó a funcionar la primera planta polimerizadora del país. Tres años después, tanto en Monterrey como en la ciudad de México iniciaron operaciones dos plantas productoras de PVC. Anteriormente, todo el plástico se importaba, bien como productos terminados o como maquinaria y materias primas.
En la década de los sesenta se inicia la integración vertical, con la producción nacional de moldes y equipo auxiliar, así como de monómeros (PEMEX en 1966 produce polietileno de baja densidad).
En los setenta, la industria de polímeros se expande ampliamente debido al incremento de la demanda nacional, y se exportan algunos productos. Este crecimiento originó fuertes importaciones, tanto de monómeros como de bienes de capital, y así, paradójicamente, el auge del petróleo acarreó un déficit de monómeros.
En 1981, antes de la crisis económica, ya se importaban 315 000 toneladas de petroquímicos básicos, las dos terceras partes del consumo nacional. Hacia 1984, las importaciones de los dos principales básicos (etileno y propileno) sumaron 220 millones de dólares. No obstante, continúa la exportación de PVC, fibra poliéster y algunos productos manufacturados.

En nuestro país, alrededor de 32% de la producción está destinada a objetos de embalaje y envase. Otros mercados importantes son la construcción, los electrodomésticos y los juguetes. Menos de 1% está representado por el sector agrícola.
A pesar de su integración desarticulada, la industria de los polímeros le otorga al petróleo, materia prima de prácticamente todos los monómeros, un alto valor agregado. Por ello este sector tiene gran importancia en el desarrollo económico y tecnológico de nuestro país.
 

CONCLUSIÓN


Con este trabajo nos hemos podido dar cuenta de la importancia de las macromoléculas para nosotros, los seres vivos.


Hemos aprendido que las macromoléculas naturales y sintéticas son muy importantes en la vida diaria de todos los seres vivos ya que se encuentran en los alimentos y los productos que usamos durante todas nuestras vidas y de alguna manera las macromoléculas naturales y sintéticas se complementan.


También que las macromoléculas naturales están más relacionadas con nosotros de lo que nos imaginamos, ya que estamos compuesta de ellas, por lo que es súper importante en nuestras vidas.


Descubrimos que desde hace varias décadas el plástico es de suma importancia en la vida del ser humano, impulsando avances tecnológicos, y se han podido desarrollar aplicaciones inimaginables con dicho material. Esto nos da a las personas de todo el mundo cosas indispensables para su vida diaria. Su fácil manejo y beneficio permite ser usados en todos los sectores como  en alimentos, salud y medicina, construcción, vestido,  etc. Ya que sus características elevan nuestro nivel de vida brindándonos Salud, Seguridad, Funcionamiento y Valor. Los industria del plástico genera miles de empleos apoyando a nuestra economía.


Los plásticos son muy contaminante y desafortunadamente todos hacemos uso excesivo de ellos, pero si empezamos a mejorar nuestra cultura y a educarnos mejor podemos disminuir estas cifras y mediante el reciclaje  disminuirla aún mas !.










Esperamos que si alguien busca información a cerca de este tema le sea útil nuestra información.



BIBLIOGRAFIAS

http://html.rincondelvago.com/macromoleculas-y-polimeros.html
http://www.slideshare.net/SofyCardona/macromoleculas
http://www.monografias.com/trabajos11/polim/polim.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/polim/polim.shtml
http://www.textoscientificos.com/polimeros/polimerizacion
http://www.slideshare.net/MIEDOAZUL/polimerizacion-por-adicion



















1 comentario: