La química orgánica constituye indudablemente una de las ramas más importantes de la química, ya que sus aportes son extremadamente sustanciales para nuestra vida
Introducción
Los conceptos de la Química Orgánica como una disciplina para predecir el comportamiento de moléculas orgánicas y relacionadas, han atraído la atención de la humanidad desde tiempos inmemorables. La Química Orgánica está estrechamente relacionada con muchos campos importantes como Bioquímica, Farmacia, Agroquímica, Terapéutica tanto animal como vegetal, Química de los alimentos y Bromatología; Catálisis, Productos Naturales, Cinética Química, Desarrollo de nuevos materiales, y más recientemente con la Química verde.
En particular, la Química Orgánica con métodos innovadores ha jugado un rol fundamental en el desarrollo de numerosos procesos químicos de interés tanto a gran escala para la obtención de productos que se requieren en grandes cantidades como aquellos que tienen lugar a escala pequeña. También ha sido una herramienta muy útil para la generación de nuevos procesos basados en tecnologías limpias, a través de sistemas que eviten la formación de productos laterales o indeseados, o que utilicen energías alternativas renovables.
El desarrollo de la ciencia a nivel mundial va generando cada día nuevos desafíos, los que deben ser enfrentados por equipos multidisciplinarios siendo la Química Orgánica moderna uno de los mejores ejemplos de esto.
En el presente texto se presentan de manera clara y concisa los principales conceptos de Química Orgánica.
Marco Teórico
Los inicios de la rama de la Química que hoy se conoce como "Química Orgánica" se pueden ubicar en la demostración de Lavoisier (1784), de que los productos derivados de animales y vegetales están compuestos por carbono, hidrogeno y cantidades menores de oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. Veinte años más tarde (1807) Berzelius clasificó compuestos en "orgánicos" (los que se forman en los seres vivos) e "inorgánicos" (que están en minerales).
Posteriormente en 1828 Wöhler en su experimento obtuvo urea, compuesto presente en la orina de muchas especies animales, a partir de la sal inorgánica cianato de amonio. Este descubrimiento debilitó y finalmente destruyó la creencia arraigada por entonces, de que para formar compuestos orgánicos era necesaria la fuerza vital del organismo vivo.
Años más tarde, Justus Von Liebig (1840) descubrió que las plantas crecen al alimentarse aprovechando el dióxido de carbono del aire y el nitrógeno y los minerales del suelo; y que en el suelo los microbios transforman el nitrógeno en compuestos nitrogenados. Inventó el fertilizante nitrogenado. Años después Liebig creó el concepto de cadena carbonada.
En 1856, sir William Henry Perkin, mientras trataba de estudiar la quinina, accidentalmente fabricó el primer colorante orgánico ahora conocido como malva de Perkin. Este descubrimiento aumentó mucho el interés industrial por la química orgánica Posteriormente siguieron otros más como Hoffman, William Perkin, Adolf von Baeyer; quienes hicieron grandes aportes con respecto a la Química Orgánica.
Durante el siglo XX la Química Orgánica un desarrollo casi explosivo, tanto en la realización de investigaciones como a nivel de la industria; como ejemplo de ello cabe mencionar que: Emil Fischer realizó importantes investigaciones acerca de las proteínas (1099-1908), en el curso de las cuales descubrió dos aminoácidos con estructura molecular cíclica (la prolina y la hidroxiprolina), y estableció la naturaleza del enlace peptídico entre los aminoácidos de las proteínas; así mismo en 1901 comunicó la preparación del peptídico glicilglicina.
Poco después, Linus Pauling introdujo el concepto y las formulaciones de la resonancia en las moléculas (1928), y Ernst Hückel en 1931 comunicó sus investigaciones sobre las moléculas de compuestos aromáticos y sobre la aromaticidad.
Así fue evolucionando la Química Orgánica hasta llegar hasta lo que hoy conocemos, como muestra de ello están los medicamentos que son de gran utilidad en la vida cotidiana.
Desarrollo
La Química orgánica es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros hetero-átomos, también conocidos como compuestos orgánicos. La química orgánica se constituyó o se instruyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos".
La diferencia entre la química orgánica y la química biológica es que en la química biológica las moléculas de ADN tienen una historia y, por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica, creada hoy, es sólo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica.
La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban "la fuerza vital", es decir, los organismos vivos.
El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.
Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia esta disciplina también es llamada Química del carbono. Friedrich Wöhler es conocido como el padre de la Química orgánica por reportar la síntesis de la urea, sustancia con alto contenido de nitrógeno presente en la orina.
La Química Orgánica se ha definido como "la Química de los compuestos del carbono". Esta definición resulta adecuada, ya que los átomos de carbono presentan la curiosa capacidad de enlazarse entre sí, dando lugar a la formación de cadenas que pueden ser de variado tamaño: de cortas a muy largas, ya sean lineales o cíclicas, ramificadas o no. Puedes contener cientos de átomos de Carbono.
Un compuesto, o sustancia es una clase definida de materia (con todas sus moléculas iguales).
Las moléculas orgánicas son conjuntos de átomos ordenados y unidos entre sí mediante uniones predominantemente covalentes. Presentan un "esqueleto" de átomos de Carbono enlazados entre sí que forman lo que se llama "cadena carbonada".
Numerosos compuestos orgánicos, o mezclas de ellos, tienen importancia en nuestra vida cotidiana, son ejemplos el azúcar y otros edulcorantes, la cafeína que contienen el mate, café, té, y bebidas cola; o el alcohol que se usa como desinfectante; los pesticida, como los destinados a controlar los mosquitos, u otros insecticidas, etc.; los antibióticos, y todos los principios activos de los medicamentos; las proteínas de la leche, huevos y carnes; el aceite, la manteca, el almidón.
La mayor parte de las moléculas orgánicas tienen grupos funcionales (también llamados funciones químicas) unidos a átomos de Carbono. Una función o grupo funcional es un átomo o grupo de átomos, cuya presencia confiere propiedades características al compuesto al que está presente.
A continuación se muestran las principales funciones químicas en los compuestos orgánicos.
Conclusión
En conclusión, debemos decir que la química orgánica constituye indudablemente una de las ramas más importantes de la química, ya que sus aportes son extremadamente sustanciales para nuestra vida. Si consideramos el avance logrado en la farmacología, y por ende en la salud, gracias a la química orgánica y lo relacionamos al rápido progreso de nuestra humanidad en el último siglo debemos atribuir al experimento de Wöhler una insustituibilidad en el transcurso de estos últimos cien años. Además, debemos pensar en las virtudes potenciales que puede desarrollar la química orgánica tanto en el campo de la salud como en el de la alimentación. En un futuro cercano, con la ayuda de la química orgánica quizás podremos crear una cura para el cáncer o implementar las plantaciones de alimentos en África, para superar la hambruna del continente negro.
Es sin duda alguna la Química Orgánica la pauta para el desarrollo de la farmacología, y por ende el desarrollo de la humanidad en el ámbito de la salud.
Bibliografía
Encarta '96 Encyclopedia, Microsoft Corporation, 1996
12.000 Minibiografías, Santiago de Chile, Editorial Andina, 1986.
Enciclopedia Multimedia, Planeta DeAgostini, 1997.
R. H. LOGAN, Organic Chemistry, Dallas County Community College, 1997
QUÍMICA ORGÁNICA
Autor:
Victor Jesus Macedo.