MACROMOLÉCULAS SINTÉTICAS

Las macromoléculas artifíciales intervienen en todo aspecto de la vida  moderna de manera que es difícil imaginar un mundo sin polímeros. Tenemos las fibras textiles para vestido, alfombrado y cortinajes, zapatos, juguetes, repuestos para automóviles, materias para construcción, caucho (o hule) sintético, equipo, artículos médicos, utensilios de cocina, cuero sintético y etc.

POLÍMEROS

Al proceso de formar moléculas muy grandes, de alta masa molecular a partir de unidades de más pequeñas, se le llama polimerización. La molécula, o unidad grande, se llama polímero, y la unidad pequeña se denomina monómero.

Debido a su gran tamaño, los polímeros con frecuencia se denominan macromoléculas. A algunos polímeros sintéticos se les llama plásticos. La palabra plásticos quiere decir “capaz de ser moldeada”. Aunque no todos los polímeros son moldeables ni se pueden re moldear, la palabra plástico se ha utilizado para designar cualquier sustancia derivada de polímeros. 

POLÍMEROS DE ADICIÓN                                  

Los polímeros de adición son aquellos que son producidos por reacciones que permiten obtener longitud específico o determinadas. Los polímeros de adición se forman por algún tipo de mecanismo en cadena, el cual puede ser: aniónico, catiónico o por radicales libres, según el tipo de monómero utilizado. En cada caso se cubren las tres etapas por las que pasa cualquier polimerización: iniciación, propagación y terminación. Por ejemplo, en la polimerización de un compuesto olefinico (de olefina = alqueno) con vía de radicales libres, estas etapas puede delinearse de la siguiente forma

INICIACION

Formación del intermedio reactivo, en este caso un radical libre.

El radical iniciador (en este caso el radical fenilo) se añade al monómero insaturado de la etapa de iniciación para generar el monómero de radical libre.

PROPAGACION

En la etapa de la propagación tiene lugar una adición consecutiva del monómero para constituir la cadena que va creciendo. El valor de n establece el peso molecular del polímero.

TERMINACION

La terminación interrumpe la cadena que crece, y acaba con la reacción de polimerización. El acoplamiento de dos radicales libres puede resultar en la terminación de cadena.

La reacción de polimerización del etileno es otro ejemplo típico de una reacción de adición. En dicha reacción el etileno funge como monómero, es decir, la molécula pequeña con la cual se hace la molécula mas grande de polímero. Se puede crear una gran diversidad de polímeros de adición a partir de monómeros parecidos al etileno. Al reemplazar uno o más átomos de hibridación en el etileno, se obtienen varias series de plomeros útiles como el plicloruro de vinilo (PVC), el poliacrilonitrilo y el polietileno.

POLIMEROS DE CONDENSACION

En una reacción de polimerización por condensación se une dos moléculas (condensadas) y una pequeña molécula ya sea agua o alcohol, se suprime o se elimina. Para que una polimerización de condensación forme materiales de peso molecular muy elevado, la reacción de condensación debe tener lugar una y otra vez de manera repetida

Los polímeros son materiales amorfos que no se presentan faces cristalinas bien definidas con punto de fusión definido, si no que se ablandan durante un intervalo de temperatura. Aunque los polímeros se clasifiquen como materiales amorfos tiene cierta proporción de ordenamiento o cristalinidad

CARBOHIDRATOS, LIPIDOS Y PROTEINAS

En la actualidad es fundamental el estudio de las sustancias químicas llamadas macromoléculas por su gran tamaño y peso. Se conoce dos tipos de dichas moléculas: las naturales y las sintéticas. Dentro de las naturales se encuentran los carbohidratos los lípidos y las proteínas, las cuales forman parte de los seres vivos.

En el caso de las macromoléculas sintéticas, que son los polímeros, la adición y la condensación nos permiten adentrarnos en la obtención de sustancias, como el polietileno, hule, caucho, poliuretano, nylon, dacron, polipropileno, policlorudo de vinilo y muchas otras más que nuestra sociedad moderna demanda.

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos realizan muchas funciones vitales en los organismos vivos, entre ellos conforman la estructura esquelética de plantas, insectos y crustáceos, y la estructura exterior de los microorganismo. Así mismo constituyen una importante reserva alimentaria en el organismo de almacenamiento de las plantas, así como el hígado y los músculos de los animales.

Los carbohidratos se conocen también como glúcidos o hidratos de carbono y se clasifican en monosacáridos, disacáridos, polisacáridos y mucopolisacaridos.

Monosacáridos: son los azucares más simples. Entre los más conocidos tenemos la glucosa o dextrosa y la fructosa.

La glucosa: (C₆H₁₂ O₆) que también se llama dextrosa o azucares de uva se obtiene del jarabe del maíz. Esta presente como uno de los principales azucares de la miel y en el jugo de muchas plantas y frutas.

Disacáridos: cuando dos moléculas iguales o diferentes de monosacáridos reaccionan con eliminación de una molécula de agua, se forma un disacárido.

La sacarosa: (C₁₂H₂₂O₁₁) es el azúcar de mesa (que proviene de la caña o de la remolacha) el cual se considera que es un compuesto de carbono puro más barato en el comercio. Se forman en las plantas por la unión de dos monosacáridos: glucosa y fructosa.

Polisacáridos: son polímeros de aproximadamente 30 o más moléculas de monosacáridos. Los 3 monosacáridos más importantes son el almidón, el glucógeno y la celulosa.

El almidón: es la forma de almacenamiento más importante de  carbohidratos en el reino vegetal. Es un sólido blanco, insoluble en agua fría y se dispersa en agua caliente (forma el engrudo). En las semillas de los seriales y de los tubérculos feculentos como la papaya y el camote, se encuentra como material de reserva para la germinación.

Las plantas producen carbohidratos durante la fotosíntesis, proceso mediante el cual, utilizando solo energía solar, transforma el dióxido de carbono y el agua en carbohidratos y oxigeno. Los carbohidratos proporciona la energía que necesita para realizar sus procesos y funciones vitales. Por ejemplo, mantiene estable la temperatura del cuerpo y el funcionamiento del corazón para bombear sangre; también ayuda al hígado en el metabolismo de las sustancias nutritivas.

LÍPIDOS

Esta clase de compuestos orgánicos lo constituyen las grasas y aceites y ambos agrupan bajo el termino general de lípidos, los cuales 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 en el tejido nervioso. El termino lípido lo propuso el bioquímico bloor para dar nombre al grupo de sustancias insolubles o casi insolubles en agua pero solubles en disolventes, como éter, cloro formo, desulfuro de carbono, alcohol caliente, etc.

Químicamente los lípidos están formados por 3 elementos principales: carbono, hidrogeno, oxigeno y a veces nitrógeno y fosforo

BLOOR dividió los lípidos en 3 clases:

1lipidos simples: comprenden los lípidos más abundantes, grasas o triglicéridos, y las ceras que son menos abundantes

2 lípidos compuestos: son los fosfolipidos que contienen fosforo y los galactolipidos que contienen galactosa

3lípidos derivados: son los esteroides los terpentenos y las vitaminas, entre otros que son producidos por las células vivas

Las verduras las grasas (si son liquidas a temperaturas ordinarias se llaman aceites) son las más abundantes de todos los lípidos.

Los aceites son untuosos al tacto, solubles en éter y cloroformo e insolubles en aguan. Los ácidos grasos saturados como el palmítico y esteárico, y así como las mantecas, los cebos son grasas solidas.

La saponificación es el proceso mediante el cual las grasas reaccionan con la sosa o hidróxido de sodio (NaOH) para obtener jabones que se definen como sales metálicas y ácidos grasos.

GRASAS O LÍPIDOS

Las grasas forman un capitulo muy importante en la alimentación. El hombre cubre sus necesidades calóricas y su dieta contiene de 30% a 40% de grasa. Se calcula de 2 a 4 años necesita diariamente unos 30 gramos de grasa mientras que el adulto no debe sobre pasar los 75 gramos de la cual debe corresponder a la grasa empleada en la preparación y condimentación de los alimentos (aceite, margarina, mantequilla, etc.)

Sin embargo la grasa “invisible” de ciertos alimentos (queso, chocolate, carne picada, embutido, salchicha, nueces, aceitunas, entremeses, dulces de nata, café con leche, bombones entre otros) adquieren tal importancia en la nutrición humana que las cifras optimas son fácilmente sobrepasadas.

PROTEINAS

La química de la proteína s es más compleja que la de los carbohidratos y lípidos.las proteínas  ya se reconocen como  constituyentes esenciales de protoplasma. Se señala que el compuesto más importante que constituye a los organismos vivos es las proteínas.

Las proteínas son polímeros de elevado peso molecular de un grupo de monómeros de bajo pero molecular llamados aminoácidos. Estas sustancias contienen dos grupos funcionales: amino (NH₂) y carboxilo (COOH)