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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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