Aplicaciones de la Química
Orgánica
La química
orgánica es una rama de la química en la que se estudian los compuestos del
carbono y sus reacciones.
Existe una amplia gama de sustancias
(medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y naturales, hidratos de
carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas orgánicas.
Los químicos orgánicos determinan la
estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan
procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos.
Esta rama de la química ha afectado
profundamente la vida desde el siglo XX: ha perfeccionado los materiales
naturales y ha sintetizado sustancias naturales y artificiales que, a su vez,
han mejorado la salud, han aumentado el bienestar y han favorecido la utilidad
de casi todos los productos actuales.
Materiales orgánicos son todos aquellos
que poseen en su estructura química el elemento carbono, por lo tanto entran en
su categoría todos los seres vivos, los hidrocarburos, y en especial el petroleo y sus derivados, etc.
Importancia de la química orgánica
A pesar de su aparición tardía en la historia de la química, la química de los
compuestos del carbono es en la actualidad la rama de las ciencias químicas que
crece con mayor rapidez. La variedad de productos derivados del carbono puede
resultar prácticamente ilimitada debido a las propiedades singulares de dicho
átomo y, por tanto, constituye una fuente potencial de nuevos materiales con
propiedades especiales, de medicamentos y productos sanitarios, de colorantes,
de combustibles, etc.
Algunos de estos ejemplos son considerados a
continuación.
La materia viviente es, en parte,
materia constituida por derivados del carbono. Las transformaciones que sufren
los seres vivos, y que observamos a simple vista, se corresponden, desde un
punto de vista sub microscópico o molecular, con cambios o reacciones químicas
de las sustancias biológicas. Azúcares, grasas, proteínas, hormonas, ácidos
nucleicos, son algunos ejemplos de sustancias, todas ellas compuestos del
carbono, de cuya síntesis y degradación en el interior de los organismos vivos
se ocupa la bioquímica.
Medicamentos
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El mundo de los medicamentos ha
constituido en el pasado y constituye en la actualidad una parte importante de
la investigación y el desarrollo de productos derivados del carbono. Su
importancia en orden a mejorar la esperanza de vida de los seres humanos y sus
condiciones sanitarias hace de esta área del conocimiento científico una
herramienta imprescindible para la medicina. Pero, ¿por qué los medicamentos son,
por lo general, compuestos orgánicos? ¿Cuál es el origen de este hecho?
Los fármacos actúan en el organismo a
nivel molecular y es precisamente el acoplamiento entre la molécula del fármaco
y el receptor biológico, es decir, el sitio de la célula o del microorganismo
sobre el cual aquél actúa, el último responsable de su acción curativa.
Los receptores biológicos suelen ser
moléculas de gran tamaño y por este motivo son las cadenas carbonadas de los
compuestos orgánicos las que pueden poseer una estructura geométrica que mejor
se adapte a la porción clave del receptor; tal hecho, junto con la presencia de
grupos funcionales con acciones químicas definidas, son responsables de la
abundancia de sustancias orgánicas entre los productos farmacéuticos.
Polímeros orgánicos
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Los polímeros orgánicos son compuestos formados por
la unión de dos o más unidades moleculares carbonadas idénticas que reciben el
nombre de monómeros. La
unión de dos monómeros da lugar a un dímero, la de tres a un trímero, etc.
Los polímeros pueden llegar a contener cientos o
incluso miles de monómeros, constituyendo moléculas gigantes o macromoléculas.
Existen en la naturaleza diferentes
sustancias que desde un punto de vista molecular son polímeros, tales como el
caucho o las proteínas; pero en el terreno de las aplicaciones los más
importantes son los polímeros artificiales. Su síntesis en los laboratorios de
química orgánica ha dado lugar a la producción de diferentes generaciones de
nuevos materiales que conocemos bajo el nombre genérico de plásticos.
La sustitución de átomos de hidrógeno de
su cadena hidrocarbonada por otros átomos o grupos atómicos ha diversificado
las propiedades de los plásticos; la investigación en el terreno de los
polímeros artificiales ha dado como resultado su amplia implantación en nuestra
sociedad, sustituyendo a materiales tradicionales en una amplia gama que va
desde las fibras textiles a los sólidos resistentes.
Usos de compuestos orgánicos
Alcanos: Pueden ser utilizados como “marcadores” para estimar la ingestión,
digestibilidad y composición de la dieta para herbívoros.
Alquenos: El Halotano (2bromo-2cloro-1,1,1-trifluoroetano) es utilizado como
anestésico volátil halogenado en medicina.
Alquinos: El gas acetileno es incoloro, inodoro - el olor que a veces se percibe
cuando se lo prepara a partir del carburo de calcio se debe al desprendimiento
de gases provenientes de impurezas de fósforo presente en el carburo de calcio.
Su uso más antiguo ha sido como gas para iluminación, a tal punto que ciudades
enteras han sido alumbradas con acetileno, Nueva York, por ejemplo. Se
utilizaban picos especiales para producir una adecuada mezcla de acetileno y
aire, obteniéndose una llama blanca muy intensa.
Alcoholes: Se utiliza experimentalmente el alconafta como combustibles de
vehículos como combustibles alternativos.
Cetonas y Aldehídos: Se caracterizan ambos por tener el grupo carbonilo por lo cual se les
suele denominar como compuestos carbonílicos. Estos compuestos tienen una
amplia aplicación tanto como reactivos y disolventes así como su empleo en la
fabricación de telas, perfumes, plásticos y medicinas. En la naturaleza se
encuentran ampliamente distribuidos como proteínas, carbohidratos y ácidos
nucleicos tanto en el reino animal como vegetal.
Acidos: El ácido sulfúrico (H2SO4)
se utiliza en producción de fertilizantes, para la producción de ésteres, ácido
fosfórico, ácido acético, ácido cítrico y otros diversos productos químicos, en
la industria de explosivos, industria farmacéutica, como agente químico en
análisis, refinación de petróleo, sistemas de tratamientos de agua (como
purificador), industria de plásticos y fibras, limpieza de materiales, etc.
Aminas: Se utilizan como
base en la fabricación de plaguicidas agrícolas.
Amidas: Se usan
principalmente como agentes espumantes y espesantes en la industria cosmética.
Esteres: La familia de los ésteres es muy variada y encuentra un amplio uso en
cosmética. Los más importantes son ésteres de ácidos carboxílicos de cadena
saturada formados por reacción con óxido de etileno, sorbitol, glicerina,
etc...
Éteres: El más importante
de los éteres simétricos es el dietil éter, el disolvente empleado comúnmente
en la extracción y preparación de los reactivos de Grignard.
Para ampliar más sobre el tema visitar las
siguientes páginas donde se obtendrá mayor información:
Vídeo Aplicaciones de la química orgánica
Actividad N°3
técnica: QQQ
Instrucciones: Complete el siguiente cuadro sobre
el tema aplicaciones de la química orgánica, mediante la técnica QQQ, lo cual
significa: que se sobre el tema, que quiero saber sobre el mismo y una vez observado
el vídeo y completado las lecturas
escribir que aprendí.
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¿Que se?
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¿Qué quiero saber?
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¿Que aprendí?
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