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Lípidos

Enviado por yasiel



Lípidos

  1. Definición de lípidos
  2. Clasificación de lípidos
  3. Propiedades físicas de los ácidos grasos
  4. Ceras
  5. Saponificación
  6. Detergente sintético
  7. Oxidación biológica de los triglicéridos
  8. Importancia biológica de los lípidos
  9. Fosfolípidos
  10. Esteroides
  11. Lípidos isoprenoides
  12. Regla de Ruzicka
  13. Resina de pino
  14. Resumen
  15. Bibliografía

Introducción

Definición de lípidos

Los lípidos son aquellas moléculas orgánicas, denominadas también biomoléculas, presentes en el tejido de los animales y las plantas, los cuales pueden ser separados o aislados con solventes de baja polaridad tales como: tetracloruro de carbono, cloroformo, éter de petróleo, éter etílico, bencina, benceno, tolueno, mezclas de benceno o tolueno y etanol en proporción 2:1. Se encuentran en la madera dentro de las sustancias extraibles en disolventes poco polares.

El análisis de estas fracciones ha demostrado que en el extracto obtenido se encuentran diferentes tipos de compuestos orgánicos como son: Ácidos de alta masa molecular, (denominados ácidos grasos) Ceras, Triglicéridos, Fosfolípidos, Glucolípidos, Terpenos, Terpenoides, Esteroles y Esteroides

Clasificación de lípidos

Los lípidos pueden clasificarse de acuerdo a su estructura química, aquellos que presentan enlaces éster y pueden ser hidrolizados, tales como ceras, glicéridos se denominan lípidos hidrolizables y los que no presentan enlaces ésteres , denominados no hidrolizables en los que se encuentran los esteroles, esteroides, terpenos y terpenoides.

Los lípidos hidrolizables, se clasifican en: lípidos simples, compuestos, los lípidos no hidrolizables se clasifican en isoprenoides y esteroides.

Los lípidos se clasifican en dependencia de las reacciones químicas que experimentan , de esta manera aquellos que reaccionan con disolución de NaOH al 40%, originando sales, se denominan lípidos saponificables, y los que no experimentan este tipo de reacción se consideran lípidos no saponificables.

Los Lípidos se pueden clasificar en dependencia de las funciones que realiza en los organismos vivos, encontrando en la naturaleza aquellos que realizan la función de reserva y lípidos citoplasmáticos ( presentes en orgánulos celulares, mitocondrias y membrana celular).

Los lípidos también se clasifican considerando si aportan ácidos grasos que no son sintetizados por los organismos animales, los que reciben el nombre de esenciales; y los no esenciales son producidos por el metabolismo animal no necesitan ser ingeridos, son producto del metabolismo.

Lípidos simples

Los lípidos simples se caracterizan por presentar la función éster, observe que producto de los efectos electrónicos presentes en el carbono, el mismo constituye un centro de baja densidad de electrones, lo que favorece las reacciones de sustitución nucleofílica.

Estas reacciones presentan un mayor grado de complejidad, debido a que los lípidos simples son compuestos que presentan varios grupos funcionales, los lípidos simples son abundantes en las plantas y animales. En las plantas superiores lignificadas se encuentran en el follaje, la corteza, ramas, semillas, flores, frutos y madera, ésta última presenta bajos contenidos de ceras y glicéridos.

Características estructurales

Los lípidos simples son abundantes en la naturaleza en forma de: ceras y glicéridos. Los glicéridos a su vez se encuentran en forma de grasas y aceites.

Las ceras son consideradas mezclas de ésteres de alta masa molecular formadas por ácidos grasos y alcoholes monohidroxilados, donde n y m representan el número de veces que se repite el grupo CH2, entonces los valores más frecuentes son: n = 8-18 y

m =16-36.

Los glicéridos están constituidos por ácidos grasos de alta masa molecular y alcoholes trihidroxilados como el propanotriol, glicerol o glicerina.

Los glicéridos pueden presentar un grupo hidroxilo esterificado, denominados monoacilglicérido, diacilglicérido cuando presentan dos grupos hidroxilos esterificados y triacilglicérido, cuando se esterificaron los tres grupos hidroxilos.

Los glicéridos cuando presentan cadenas carbonadas saturadas reciben la denominación de grasas, todos los átomos de carbono presentan hibridación sp3, excepto el carbono del grupo funcional (éster), por lo que se deduce que los ácidos grasos presentes en estas estructuras son de cadenas saturadas.

Los aceites se caracterizan por presentar instauraciones o sea la presencia de dobles enlaces en las cadenas de los ácidos grasos que forman la estructura del glicérido, por tanto no todos los átomos de carbono presentan hibridación sp3, aparece una nueva funcionalidad, donde los átomos de carbono presentan hibridación sp2 y diferente reactividad química, los ácidos grasos presentes son no saturados, observe que los ácidos grasos saturados presentan un empaquetamiento u ordenamiento específico en las moléculas de triglicérido lo que explica que las grasas sean sustancias sólidas, mientras que la estereoquímica particular de los ácidos grasos que constituyen los aceites (ácidos grasos no saturados) con isomería geométrica, siendo más abundante el isómero cis, proporciona un ordenamiento espacial diferente, lo cual se puede constatar en las figuras que aparecen a continuación.

Los lípidos simples son sustancias neutras, solubles en solventes orgánicos de baja polaridad, insolubles en agua, con olores característicos, su consistencia varía desde líquidos oleaginosos hasta sustancias semi-sólidas a sólidas.

Sus propiedades tales como acidez y grado de saturación, facilidad de saponificación están relacionadas con su estructura química. Estas propiedades se pueden determinar mediante los siguientes índices:

Índice de yodo: gramos de yodo que se adicionan a 100 g de grasa o aceite, mide el grado de saturación de la grasa o aceite.

Índice de acidez: es el número de miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para neutralizar 1 g de grasa o aceite, es una medida de la acidez de los lípidos simples.

Índice de saponificación: miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para saponificar 1 g de grasa o aceite.

Los ácidos presentes en la estructura de los lípidos simples, son ácidos monocarboxílicos, presentando un grupo carboxilo y cadenas que varían en longitud desde 4 hasta 40 átomos de carbono, siendo los más abundantes en la naturaleza los ácidos de 16 a 18 átomos de carbono. Los ácidos se clasifican en saturados y no saturados, son abundantes en el grano del maíz, fríjol de soya, grasa humana y animal.

Materia prima

Ac. Palmítico

Ac. Esteárico

Ac. Oleico

Ac. Linoleico

aceite de maíz

10

5

45

38

aceite de soya

10

-

25

55

Grasa de puerco

30

15

45

5

Mantequilla

25

10

35

-

Grasa humana

25

8

46

10

Isomería de los ácidos grasos presentes en los lípidos simples

Los ácidos grasos no saturados, pueden presentarse en la naturaleza con una instauración, con dos o más instauraciones e inclusive pueden presentar otros grupos funcionales tales como el grupo hidroxilo.

Los ácidos grasos no saturados presentan un doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10, y esta instauración es responsable de la presencia de isómeros geométricos (cis-trans). Encontrándose estos ácidos en dos formas diasterómeras diferentes.

En la naturaleza se pueden encontrar con dos y tres dobles enlaces y los mismos presentan este tipo de estereoisomería con un mayor grado de complejidad.

Los ácidos carboxílicos, que se presentan en la naturaleza, como constituyente de las ceras y los glicéridos pueden presentar diferentes longitudes de las cadenas y grupos funcionales diferentes al grupo carboxilo. En la tabla se muestran la estructura de algunos de ellos.

Ácidos

Átomos de carbono

Estructura

Saturados Butírico

4

Caproico

6

Caprílico

8

Cáprico

10

Láurico

12

Mirístico

14

Palmítico

16

Esteárico

18

No saturados Palmitoleico

16

Oleico

18

Ricinoleico

18

Linoleico

18

Linolénico

18

Araquídico

20

 

Observe que los ácidos que abundan en la naturaleza son de números pares de átomos de carbono, los ácidos insaturados como el palmitoleico, oleico y ricinoleico presentan una instauración entre el carbono 9 y 10 (Δ 9). El ácido linoléico presenta dos instauraciones entre los átomos de carbono 9 y 10, 12 y 13 (Δ9,12). El ácido linolénico presenta tres dobles enlaces entre los átomos de carbono 9 y 10, 12 y 13, 15 y 16 (Δ9, 12,15). El αcido araquídico presenta cuatro dobles enlaces, en los carbonos 9 y 10, 12 y 13, 15 y 16, 18 y 19 (Δ 9, 12, 15,18).

Propiedades físicas de los ácidos grasos.

Los ácidos grasos presentes en las ceras y los glicéridos, tienen temperaturas de fusión que aumentan con el aumento de la masa molecular en el caso de los ácidos grasos saturados. En el caso de los ácidos grasos no saturados la temperatura de fusión disminuye en la medida que aumenta el número de instauraciones.

Ácidos

Temperatura de fusión (oC)

Caproico

-3

Caprílico

17

Cáprico

31

Láurico

44

Mirístico

58

Palmitoleico

63

Estéarico

70

Oleico

4

Linoleico

-12

Linolénico

-11

Los alcoholes más abundantes en las ceras son los que presentan de 16 –30 átomos de carbono, observe que los mismos son alcoholes monohidroxilados con átomos de carbono par. La temperatura de fusión aumenta con el aumento de la masa molecular, los alcoholes de cadenas largas se denominan alcoholes grasos.

Alcoholes

No de carbonos

Temperatura de fusión (oC)

Cetílico

16

49

Carnaubílico

24

-

Cerílico

26

79

Mirisílico

30

86

Ceras

Las ceras son mezclas de ésteres de alta masa molecular, constituidas por ácidos grasos y alcoholes monohidroxilados, son abundantes en la naturaleza, las mismas pueden ser obtenidas de fuentes animales y plantas ejemplos de ellas tenemos la cera de abeja, la cera de carnauba, la lanolina, en los árboles forestales se puede encontrar la cera del follaje de conífera y de varios tipos de latifolias.

Comportamiento químico

Las ceras debido a la presencia del enlace éster experimenta reacciones de sustitución nucleofílica. La hidrólisis en medio alcalino produce sales de ácidos grasos y alcoholes monohidroxilados y en un medio ácido origina ácidos grasos y alcoholes de la misma naturaleza (monohidroxilados).

La ecuación general que representa la hidrólisis alcalina de una cera se muestra a continuación:

Un ejemplo en el cual se puede constatar los productos que se obtienen de la hidrólisis en medio básico del palmitato de cetilo se muestra a continuación, sin embargo esta reacción no es útil para la obtención de jabones.

La hidrólisis de las ceras es de gran utilidad cuando se necesita estudiar la composición de los ácidos grasos y alcoholes presentes en las ceras.

Glicéridos

Las reacciones químicas en que participan los glicéridos han sido ampliamente estudiadas debido a que presentan un gran valor para la industria y la civilización humana.

Baste señalar que la extracción de grasas y aceites, marcó un precedente importante en la alimentación humana y su refinación ha constituido un paso de avance para disminuir los riesgos de enfermedades por el consumo de colesterol presentes en estos materiales lipídicos. La obtención de jabón constituyó un avance importante en la salud humana, en la higiene y riesgo a contraer enfermedades.

Reacciones de los glicéridos

La hidrólisis de los triglicéridos se produce mediante la escisión del enlace éster, y la formación de ácidos y glicerina.

Ecuación general de hidrólisis ácida de un triglicérido

La hidrólisis enzimática se produce en presencia de catalizadores biológicos (enzimas lipasas). En los animales se producen en el estómago y el intestino. En los vegetales y plantes superiores lignificadas, las enzimas lipasas tienen su máxima actividad en el proceso de germinación de las semillas oleaginosas.

Ecuación general de hidrólisis enzimática de un triglicérido

triglicérido glicerol ácido graso

Un ejemplo de la hidrólisis de los triglicéridos en presencia de enzimas lipasas puede ser representado por la siguiente ecuación química.

Saponificación

El jabón es una mezcla sales de metales alcalinos (usualmente sales de sodio), provenientes de ácidos de 16, a 18 átomos de carbono, pero pueden contener sales de sodio de ácidos carboxílicos de baja masa molecular.

Se estima que el jabón fue descubierto por los fenicios, otros atribuyen este descubrimiento a los antiguos egipcios; se supone que data del año 600 A.C., se conoce también que tribus teutónicas hacían el jabón pero se desconocía su acción limpiante, estos datos fueron publicados por Julio Cesar, no obstante estos descubrimientos fueron olvidados, no fue hasta el Renacentismo que el jabón fue redescubierto. Su utilización con los fines actuales data del siglo XVIII.

La preparación o manufactura del jabón no ha variado mucho, se usan las mismas técnicas que antiguamente, se trata la grasa o aceite con disolución de NaOH al 40%, mediante la reacción conocida como Saponificación, entonces se produce la hidrólisis de los triglicéridos formando ácidos grasos y glicerol o glicerina los ácidos se convierten en sales en presencia de una base.

triglicérido glicerol sal de ácidos grasos

Ecuación general de saponificación de un triglicérido

Los aceites se saponifican originando mezclas de sales de ácidos grasos insaturados y la glicerina.

En la antigüedad cuando no se conocía la sosa (NaOH), se utilizaba cenizas de madera las cuales contienen potasio en forma de carbonatos (K2CO3), y estas sales proporcionaban el medio alcalino para producir la reacción de saponificación.

Para completar esta reacción, en ocasiones se adicionan sales para favorecer la precipitación del jabón y el glicerol se recupera mediante destilación. El glicerol es utilizado en la industria cosmética, para disminuir la humedad del tabaco y en la industria farmacéutica.

El jabón es purificado en agua a la temperatura de ebullición, precipitado, secado en moldes, adicionados varios aditiv os, como perfumes, sustancias medicinales, bactericidas etc.

Las moléculas de la sal de sodio de los ácidos grasos, o sea, el jabón presenta acción limpiante debido a su estructura química, las mismas son largas cadenas de hidrocarburos que presentan un enlace iónico entre el anión carboxilato y el sodio, lo que le proporciona un carácter hidrófilo (afinidad por el agua).

Como resultado él se disuelve en agua, sin embargo la cadena hidrocarbonada es no polar y por tanto hidrófoba (no tiene afinidad por el agua), estos dos efectos contrarios hace que el jabón sea atraído por las grasas y por el agua y dice de sus acción limpiante. Las partículas del jabón son suspendidas en el agua formando micelas de 50 a 150 moléculas, donde las cadenas hidrocarbonadas se ordenan y el grupo funcional queda expuesto al agua, según esquema II.

Esquema I.

El jabón actúa como un surfactante disminuyendo la tensión superficial del agua, su acción se debe a que las cadenas de hidrocarburo de las moléculas del jabón se disuelven en sustancias poco polares, tales como gotitas de aceite o grasa y la parte iónica de la molécula es atraída por el agua según el esquema III.

Se podrá observar que se produce entonces una repulsión entre estos agregados moleculares, debido a la presencia de cargas iguales y es por esto que las partículas de jabón no colapsan y se encuentran suspendidas en la disolución.

Esquema II.

La principal desventaja de los jabones es que precipita con el agua dura (agua que contiene iones Ca2+ ; Mg2+; Fe2+), debido a que la sal del ácido puede intercambiar el ión sodio por el calcio, según la siguiente ecuación.

Reacciones químicas de los glicéridos no saturados.

Los aceites experimentan los mismos tipos de reacción que las grasas, excepto la hidrogenación catalítica al doble enlace carbono-carbono para producir grasas. Esta reacción presenta gran importancia desde el punto industrial debido a la conversión de aceites en grasas, proceso conocido como endurecimiento de los aceites, lo que permite el mejor almacenaje y transportación.

La hidrólisis de un triglicérido no saturado origina la formación de glicerol y ácidos grasos no saturados, cuando se produce la reacción en medio básico en presencia de NaOH o KOH, entonces se produce la formación de sales de ácidos grasos no saturados o jabones.

Detergente sintético.

Los detergentes sintéticos comenzaros a utilizarse después de la II guerra mundial y la estructura química es muy diferente a la del jabón (sales sódicas de ácidos grasos), los mismos son sulfonatos o sulfatos de sodio de cadenas largas (doce o más átomos de carbono); los mismos presentan las ventajas de no precipitar con los iones metálicos presentes en el agua dura.

Los jabones y detergentes pertenecen al grupo de compuestos conocidos como surfactantes; los cuales pueden disminuir la tensión superficial del agua, pero deben presentar una parte de la molécula hidrófoba ( varias cadenas de hidrocarburos) y una terminación hidrofílica (usualmente, pero no necesariamente iónica).

Los surfactantes pueden ser clasificados en aniónicos, catiónicos o neutrales en dependencia de la naturaleza de los grupos hidrofílicos. Los jabones son surfactantes aniónicos debido al la presencia del anión carboxilato, un ejemplo de surfactante catiónico es el cloruro de benzalconio (cloruro de N-bencil amonio cuaternario). Los surfactantes neutrales contienen grupos polares los cuales pueden interactuar con el agua a través de los enlaces por puente de hidrógeno.

Los surfactantes disminuyen la tensión superficial del agua debido a que destruyen los enlaces de hidrógeno en la superficie del agua, esto es debido a la posición que ocupan las cabezas hidrofílicas sobre la superficie del agua y sus colas hidrofóbicas se extienden fuera de la superficie del agua.

Oxidación biológica de los triglicéridos

La oxidación biológica de las grasas es un proceso que se produce en las plantas y animales en la cual se obtiene energía metabolicamente aprovechable para los procesos que se requieren en el organismo animal o vegetal, la misma se diferencia de las reacciones que se practican en el laboratorio es una reacción bioquímica que ocurre a nivel celular. Por tanto se entenderá que los catalizadores usuales en estas transformaciones se diferencian de los vistos en el Tema II, son catalizadores biológicos denominados enzimas, para reconocer que se trata de una enzima observe que presenta la terminación asa.

El proceso de degradación u oxidación biológica, también conocido como β- oxidación, se reconoce en bioquímica como el proceso de catabolismo.

El catabolismo de las grasas y aceites (triglicéridos), comienza con la hidrólisis para formar glicerol y ácidos grasos, ocurre en el estómago y en los intestinos de los animales y el hombre. El glicerol sigue una ruta metabólica en la cual es fosforilada para obtener monofosfato de glicerilo con posterior oxidación produciendo gliceraldehído- 3- fosfato.

Los ácidos grasos son catabolizados mediante el proceso de la β- oxidación que consta de cuatro etapas y este proceso se produce repetitivamente hasta degradación total de la molécula, produciendo acetilCoA.

Etapas de la β- oxidaciσn:

  1. Dos átomos de hidrógeno provenientes de los carbonos 2 y 3 son removidos para formar el éster α,β-insaturado. Esta es una reacciσn de deshidrogenación u oxidación que ocurre en presencia de la enzima acilCoAdeshidrogenasa.
  2. Se produce la adición de agua al doble enlace carbono- carbono, para producir el éster β- hidroxilado. La enzima que interviene en el proceso es la enoilCoAhidrolasa.
  3. Ocurre una oxidación del grupo hidroxilo del carbono β, obteniéndose el β-cetoacilCoA, en presencia de la enzima L-3- hidroxiacilCoAdeshidrogenasa.
  4. La ruptura de la cadena, que se produce por átomo de carbono β, origina el acetilCoA y un αcido de dos átomos de carbono menos el cual origina acilCoA cuando interviene otra molécula de la CoA

Importancia biológica de los lípidos

Los lípidos simples como las ceras presentan gran importancia en las plantas ya que cumplen funciones tales como recubren las hojas para evitar la transpiración y evitan el ataque de plagas y enfermedades cuando se encuentran en la corteza de las diferentes especies forestales.

Los glicéridos forman parte de la doble membrana que recubre las células animales, forman el tejido adiposo en los animales y el hombre constituyendo un material de reserva y constituyen fuentes de ácidos grasos esenciales para la alimentación, mediante su degradación o catabolismo reportan energía metabolicamente aprovechable en forma de ATP ( trifosfato de adenosina )

Fosfolípidos

Los fosfolípidos son lípidos hidrolizables, debido a que contienen la función éster y son lípidos compuestos debido a que rinden por hidrólisis glicerol, ácidos orgánicos grupos fosfatos y otros compuestos. Estos compuestos usualmente contiene dos grupos ésteres formado por ácidos grasos y un enlace éster con el grupo fosfato en el átomo de carbono tres.

La particularidad de los fosfoglicéridos es que sus moléculas contienen dos largas cadenas hidrofóbicas y un grupo hidrofílico altamente polar (un grupo que constituye un ión dipolar). Los fosfoglicéridos son por esta razón surfactantes neutrales.

L-lecitina L-cefalina

Observe que en las estructuras anteriores los enlaces ésteres de los átomos de carbono uno y dos las cadenas están ubicadas en posiciones contrarias, presentando una estereoquímica particular, el átomo de carbono dos es un centro estereogénico y las moléculas de lecitina y cefalina son disimétrica y por tanto moléculas quirales las cuales presentan actividad óptica y de acuerdo a su estructura se designa serie L para estos compuestos.

Observe que R y R’son radicales acilos que presentan de 12 a 20 átomos de carbono y el grupo fosfato enlazados al átomo de carbono 3, unido a una amina como la colina.

La lecitina y cefalina son dos tipos de fosfoglicérido que se encuentran principalmente en el cerebro, en las células nerviosas, en el hígado, yema de huevo, germen de trigo, levadura soya y otros compuestos.

Esteroides

Los esteroides son lípidos no hidrolizables, no saponificables en general, que contienen una estructura química muy particular, presentando cuatro anillos condensados, designados por A, B, C, D. Los átomos de carbono son enumerados como se muestra en la estructura siguiente.

Muchos esteroides pueden ser considerados como derivados del colestano. Observe que en esta estructura aparece la estructura base del perhidrociclopentanofenantreno.

Los esteroides pueden ser encontrados en casi todos los tejidos de los organismos vivos. Muchos esteroides actúan como hormonas en animales y el hombre.

Dentro del grupo de esteroides el colesterol es un importante componente de las membranas celulares en los animales superiores y es un intermediario necesario en la biosíntesis de hormonas esteroidales. Sin embargo este puede ser sintetizado a partir del acetil coenzimaA, y no es necesario como suplemento en la dieta. Altos niveles de colesterol en sangre está asociado con la ateroesclerosis (endurecimiento de las arterias).

Otros esteroides, como la cortisona y cortisol son ampliamente utilizados para el tratamiento de la inflamación debida a procesos alérgicos o artritis reumatoidea.

Los andrógenos, estrógenos y progesterona son compuestos esteroidales, así como los ácidos biliares. Cumpliendo funciones de regulación sexual, reproductivo y en caso de este último, se combina con sales de sodio de la glicina en el intestino los que propician la formación de agente emulsificantes, facilitando la digestión.

Lípidos isoprenoides

Los lípidos isoprenoides se clasifican en terpenos y terpenoides, considerándose como derivados del isopreno, sin embargo ellos son divisibles en unidades de isopreno, de forma natural ellos se biosintetizan en las plantas a partir del pirofosfato de isopentenilo. Son abundantes en las plantas, en la actualidad se conocen alrededor de 22 000 compuestos diferentes, aunque existen muchos de estructuras desconocidas.

Características estructurales. Terpenos y terpenoides

Los compuestos terpénicos son sustancias extraparietales, que no constituyen parte de la pared celular, obtenidas del tejido de los vegetales y plantas superiores lignificadas, con solvente de baja polaridad; constituyen la fracción lipídica no hidrolizable, sin embargo algunos de ellos pueden saponificarse para obtener sales de sodio. Desde el punto de vista químico son estructuras derivadas del 2-metil 1,3- butadieno (isopreno).

Los lípidos isoprenoides se clasifican en terpenos y terpenoides. Los terpenos son hidrocarburos saturados y no saturados, cíclicos y acíclicos, mientras que los terpenoides poseen cadenas hidrocarbonadas pero exhiben la presencia de grupos funcionales (hidroxilo, carbonilo, carboxilo), las cadenas pueden ser cíclicas y anillos condensados).

Regla de Ruzicka.

Regla isoprénica: Toda sustancia de origen vegetal con un número de átomos de carbono múltiplos entero de cinco, con toda probabilidad es divisible en unidades de isopreno.

Terpenos

Unidades de isopreno

Número de átomos de carbono

Monoterpenos

2

10

Sesquiterpenos

3

15

Diterpenos

4

20

Sesterpenos

5

25

Triterpenos

6

30

Tetraterpenos

8

40

Politerpenos

> 8

> 40

 

Los terpenos se clasifican en dependencias de las unidades de isopreno.

La estructura de los terpenos y terpenoides se forma mediante la unión de unidades de isopreno, estas uniones pueden ser: cabeza-cabeza (uniones 1-1), cabeza-cola, (uniones 1-4), cola-cola (uniones 4-4).

cabeza mirceno

Monoterpeno

Monoterpenoides.

 

Sesquiterpeno

 

Resina de pino

Una de las fuentes principales de terpenos y terpenoides es la resina de los pinos, exudados arbóreos que se producen cuando se practican incisiones en la corteza de estas especies. Las resinas u oleorresinas son una mezcla de ácidos resinosos (ácidos diterpenoicos) disueltos en una mezcla de hidrocarburos terpénicos.

Mediante la destilación con arrastre con vapor de la resina de los pinos se obtiene una fracción volátil conocida como aceite de trementina o aguarrás, que incluye hidrocarburos terpenos y terpenoides tales como, α-pineno, β-pineno, mirceno, limoneno, farneseno, β-felandreno, Δ3-careno, borneol, canfeno, terpinoleno, metilcarvinol, p-cimol, longuifoleno.

En Cuba existen cuatro especies de pinos: Pinus caribaea, Pinus tropicalis, Pinus cubensis y Pinus maestrensis, estudios realizados han demostrado que contienen altos contenidos de α-alfa pineno (monoterpeno de 10 αtomos de carbono y pequeñas cantidades porcentuales de los demás compuestos terpénicos).

Especies de pinos

Contenido de α- pineno

Pinus tropicalis

93,2 - 96,9 %

Pinus occidentalis

87,1 – 94,1 %

Pinus cubensis

76,6 – 88,6 %

Pinus caribaea

67,3 – 91,0 %

Las especies de Pinus tropicalis, occidentalis y cubensis además presentan β- pineno y cantidades porcentuales muy pequeñas de los demás terpenos, mientras que el Pinus caribaea presenta altos contenidos de β- felandreno.

La resina de los pinos son mezclas de compuestos terpénicos, cuando se destila la resina se obtienen dos fracciones, una fracción volátil conocida como aceite de trementina formada por monoterpenos y monoterpenoides y una fracción no volátil conocida como pez rubia o colofonia

La oleorresina contiene de 16-20 % de aceite de trementina y de 64-70 % de colofonia.

Los terpenos y terpenoides son los encargados de impartir olor, color, sabor y resistencia al ataque de microorganismos e insectos a la madera de especies forestales.

La colofonia se obtiene como residuo sólido de la destilación de la resina es una mezcla de ácidos diterpenoicos tales como: ácido abiético, ácido neobiético, ácido dehidroabiético, ácido pimárico, dextropimárico, levopimárico y ácido palústrico.

La colofonia contiene ácido abiético (15-20 %), ácido neoabiético (15-20 %), ácido levopimárico (30-35 %) y ácido pimárico (16 %). La composición varía en dependencia del método de separación o sea si se destila la resina o si se obtienen los ácidos a partir del licor negro de los procesos de pulpeo.

 

Usos de la trementina

  • Desinfectante
  • Aromatizantes
  • Disolvente en la industria de pinturas y barnices
  • Sustancias humectantes (con baja tensión superficial).
  • Dispersante de pigmentos debido a que es una sustancia apolar en pinturas.
  • Se utiliza como sustancia secante.

Usos de la colofonia

  • Fabricación de colas papeleras para unir las fibras celulósicas. Estas mezclas de ácidos resínicos se tratan con NaOH, produciéndose la reacción de saponificación , obteniendo sales sódicas de los ácidos diterpenoicos.
  • Las colofonias y sus derivados se utilizan en la producción de sustancias tensoactivas, gomas de mascar, compuestos cerosos para el recubrimiento de cítricos para evitar la maduración excesiva.

Resumen

Las ceras son mezclas de ésteres simple de alta masa molecular, sólidos cerosos; mientras que los aceites y grasa son triglicéridos formados por la esterificación del glicerol con ácidos grasos de cadena larga (siendo los más abundantes entre 16 y 18 átomos de carbono). Los aceites son lípidos oleaginosos formados por ácidos grasos no saturados, los mismos contienen átomos de carbono par e isomería geométrica cis- trans alrededor del doble enlace, siendo los diasterómeros cis los más abundantes en la naturaleza. Las grasas son semisólidas o sólidas con ácidos grasos saturados.

El jabón consiste en una mezcla de sales de sodio o potasio de ácidos grasos, que se producen cuando se tratan los triglicéridos con disolución acusa de NaOH o KOH estas sales son surfactantes, disminuyendo la tensión superficial del agua, presentando acción limpiante. Otros surfactantes son sulfonatos o sulfatos que contienen largas cadenas hidrocarbonadas.

Los fosfoglicéridos tales como lecitina y cefalina contienen glicerol esterificado con dos moléculas ácidos graso y la fosfatidilamina, presentando un centro estereogénico, siendo moléculas quirales que pertenecen a la serie L.

El colesterol, cortisona y ácidos biliares son esteroides que contienen el sistema de anillos condensados del ciclopentanoperhidrofenantreno.

Los terpenos son hidrocarburos divisibles en unidades de isopreno, mientras que los terpenoides exhiben grupos funcionales presente en sus moléculas; tales como; hidroxilo, carbonilos y carboxilos. Son abundantes en la naturaleza y muchos de ellos son responsables del olor, color y resistencia al ataque de microorganismos e insectos en la madera de las plantas superiores lignificadas. Una fuente fundamental de terpenos y terpenoides son las resinas de los pinos.

Diagrama de flujo para el proceso de destilación de la resina

Bibliografía

  • Fessenden Ralf j., Fessenden Joan. S, Organic Marshall W. Logue. An International Thomson Publishing. Company, 1998.
  • Mc. Murry John. Organuc chemistry JTP. An International Thomson Publisking Compary 1984.
  • Solomons, G."Química Orgánica" University of South Florida 1997.

 

 

 

Autor:

Lic. Química Yasiel Arteaga Crespo

Dra. Ciencias Técnicas Leila R. Carballo Abreu


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