POLIMEROS SINTETICOS Y NATURALES

Objetivos

Identificar las principales características y propiedades de los polímeros

Diferenciar Polímeros Naturales dePolímerosSintéticos

POLIMERO: MOLECULA DE GRAN MASA

MOLECULAR QUE ESTA FORMADA POR LA UNION QUIMICA DE UNIDADES REPETITIVAS DENOMINADAS“MONOMEROS”

Es una macromolécula formada por la unión de moléculas

de menor tamaño que se conocen como monómeros.

nn

1 MONOMERO

2 DIMERO

3 TRIMERO

4 -20 OLIGOMEROS

> 20 POLIMERO

POLIMEROS:

¿Que es un polímero?

CLASIFICACIÓN

Según sunaturaleza:1. Naturales2. sintéticos

Según sucomposición:1. HOMOPOLIMEROS2. COPOLIMEROS

Según suestructura:1. Lineales2. Ramificados3. Entrecruzados

Según la reacción de polimerización:1. Reacción de adicion:2. Reacción porcondensación

Un polímero es un compuesto molecular de masa molar grande formado de

muchas unidades químicas repetidas.

Polímeros naturales

•Proteínas

•Ácidos nucleicos

•Celulosa

•Caucho Natural

Polímeros sintéticos

•Nylon

•Poliester

.Plumavit

25.1

Según sunaturaleza

Polímeros naturales.

Corresponden a los polímeros que forman parte de los seres vivos, como plantas y animales. Algunos ejemplos son:

almidón, caucho natural, proteínasy ácidos nucleicos.

Polímeros sintéticos o artificiales.

Son aquellos polímeros sintetizados a través de procesos químicos en laboratorios o en industrias a partir de materias primas

Algunos ejemplos son elcaucho vulcanizado, elpolietileno y elpoliéster.

Según sucomposición

Homopolímeros:

Son macromoléculas formadas por la repetición de unidades monoméricas idénticas. La celulosa y el caucho son homopolímeros naturales; el polietilenoy el PVC son homopolímeros sintéticos.

Copolímeros:

Son macromoléculas originadas por dos o más unidades monoméricas distintas. La seda es un copolímero natural y la baquelita, uno sintético. Los copolímeros más comunes están formados por dos monómeros diferentes que pueden generar cuatro combinaciones distintas.

Según suestructura

Polímeros lineales: El monómero que los genera presenta dos puntos de ataque, de modo que la polimerización ocurre unidireccionalmente y en ambos sentidos.

Polímeros ramificados. El monómero que los origina posee tres o más puntos de ataque, de modo que la polimerización ocurre tridimensionalmente, es decir, en las tres direcciones del espacio.

Polímeros entrecruzados: Los polímerosposeen estructura tridimensional donde las cadenas están unidas a otras por enlaces laterales.

Según la reacción de polimerización

Adición

Condensación

POLIMEROS NATURALES

Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos.

Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón,la madera (celulosa), la quitina, etc.

Lee la siguiente información y, luego, comenta las preguntas con

tus compañeros y compañeras.

La ingeniería genética se dedica a la manipulación y

modificación del material genético. En humanos las finalidades

son variables: van desde el tratamiento de enfermedades hasta

fines exclusivamente experimentales.

Para poder llevar a cabo estas técnicas, fue necesario conocer la

secuencia completa del ADN del ser humano. El Proyecto

Genoma Humano, que se inició en 1989 y concluyó en 2001,

permitió develar los códigos que contiene el cromosoma

humano, secuenciando la información que transmite cada gen.

Este hecho ha generado algunas controversias, como lo es la

privacidad de esta información y su utilización como herramienta

discriminatoria, al conocerse de antemano las potencialidades de

una persona o las susceptibilidades a ciertas enfermedades.

1. ¿Qué opinas sobre poder elegir, por

ejemplo, los rasgos físicos de tus hijos o

guiarte por la genética a la hora de

escoger una pareja? Fundamenta.

2. Imagina que las empresas tuvieran

acceso al código genético de cada

persona. ¿Qué crees que sucedería?,

¿estarías de acuerdo o en

desacuerdo?, ¿por qué?

3. ¿Cuál sería tu postura si en la

legislación se estableciera como

normativa la prohibición de toda

manipulación genética,

exceptuando aquellas que

apuntan a fines terapéuticos?

POLISACARIDOS(Hidratos de Carbono)

Composición de los carbohidratos

Los carbohidratos también denominados glúcidos o hidratos de carbono, están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. La glucosa, cuya fórmula molecular es C6H12O6 , fue el primer carbohidrato obtenido de manera pura. En principio se pensó que eran carbonos hidratados (C(H2O)), ya que su relación mínina de átomos es de 1:2:1 (C:H:O), razón por la cual se les denominó hidratos de carbono o carbohidratos.

Monosacáridos

Los monosacáridos son las unidades elementales de los carbohidratos y, desde el punto de vista químico, todos tienen en su estructura elgrupo hidroxilo (–OH) y el grupo carbonilo (–C=O). Este último puede estar en forma de aldehído (–CHO) o de cetona (–CO–), existiendo así aldosas y cetosas,respectivamente.

De acuerdo con el número de carbonos, los monosacáridos pueden clasificarse en triosas (tres), tetrosas (cuatro), pentosas (cinco),hexosas (seis), y así sucesivamente.

Estructura de los monosacáridos

La estructura de los monosacáridos puede representarse mediante cadenas abiertas o cerradas. Las cadenas cerradas se forman debido a la reacción entre el grupo carbonilo y uno de los grupos hidroxilo. Por ejemplo, la glucosa se cicla originando así un anillo heterociclo hexagonal. Producto de esta ciclación se pueden generar dos estructuras de glucosa distintas “α-glucosay β-glucosa”

Glucosa

Es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6. Es una hexosa, es decir, contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, es un aldehído. Es una forma deazúcar que se encuentralibre enlas frutas y en lamiel.

Fructosa

La fructosa, es una formade azúcarencontrada en losvegetales,las frutas y la miel.Esun monosacárido con la misma fórmula empírica que la glucosa pero con diferente estructura, es decir, es un isómero de esta. Es una hexosapero cicla en furano (al contrario que laglucosa que lo hace en pirano)

Galactosa

La galactosa es un azúcar simple o monosacárido formado por seis átomos de carbono o hexosa, que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y las glucoproteínas de las membranas celulares, sobre todo de las neuronas.

Disacáridos

La unión de dos monosacáridos da origen a un disacárido. En la mayoría de los casos, la reacción ocurre entre el hidroxilo de un monosacárido y el hidroxilo del otro. El nuevo enlace que se origina entre ambos monosacáridos se llama enlace glucosídico. Este enlace se forma debido a que un átomo de oxígeno sirve de puente entre las dos unidades monoméricas.

Maltosa

La unión entre dos moléculas de glucosa, a través del enlace alfa-1,4 produce un disacárido llamado maltosa.

Celobiosa

Se forma por la unión de dos moléculas de glucosa a través de un enlace Beta-1,4, no se encuentra libre en la naturaleza y se obtiene por hidrolisis de lacelulosa.

Sacarosa

ENLACE GLUCOSIDICO

En el enlace glucosídico reacciona elgrupo OH del carbono anomérico del primer monosácarido con un OH unido a un carbono (anomérico o no) del segundo monosacárido. Se forma un disacárido y una molécula de agua

El proceso es realmente una condensación, se denomina deshidratación por la característica de la pérdida de la molécula de agua, al igual que ocurre en la formación del enlace peptídico).

EJEMPLOS

TAREA:

•INVESTIGAR SOBRE LAS CARACTERISTICAS

QUIMICAS DE LOS SIGUIENTES POLIMEROS

NATURALES, INDICANDO SUS RESPECTIVOS

MONOMEROS Y LA FORMADE POLIMERIZACION

(REACCION):

•POLISACARIDOS

•PROTEINAS

•ACIDOS NUCLEICOS

Polímeros en plantas e insectos

Celulosa

Macromolécula mas abundante en la biomasa terrestre, esta presente en todos los vegetales.

Monómero: ß–D- glucosa,

monómeros iguales →

homopolisacarido.

C6H12O6 glucosa

Monosacáridos se

encuentran

en forma cíclica

Almidón

Polisacarido producido por

vegetales a partir de CO2

del aire +agua.

Amilosa(25%)+

amilopectina(75%)

Polimero 1 + polimero 2

Amilosa

Molécula lineal de almidón que está constituida por muchos anillos de glucosa unidos entre sí para formar largas moléculas que no tienen ramificaciones.

Amilopectina

Molécula del almidón que tiene ramificaciones y está constituida por muchos anillos de glucosa unidos entre sí para formarlargas moléculas con numerosas ramificaciones laterales cortas.

Caucho natural

Liquido lechoso que

fluye de la corteza del

arbol hevea brasiliensis “ arbolquellora”.

Resistencia mecanica,polimero del isopreno

GLUCOGENOEl glucógeno (o glicógeno) esun polisacárido dereserva energéticaformado por cadenasramificadasde glucosa; es insoluble en agua, en la que forma dispersionescoloidales.Abunda en el hígado y en menor cantidad en los músculos, así como también en variostejidos.

PROTEINASForman parte fundamental de todos los tejidos

de los seres vivos.

Compuestos químicos mas importantes en los

sistemas biológicos, con diferentes funciones.

Son importantes en el metabolismoenergético.

Regulación del PH de la sangre, coagulación de la

sangre , como anticuerpos, transporte de oxigeno,

catálisis de rx biológicas

Aminoácidos, monómerosde proteínas.Unidad estructural:

Carbono (central)

Grupo amino (básico)

Grupo carboxílico (ácido)

Átomo de Hidrógeno

Grupo Radical

R

CH

NH2 COOH

dos.

Reacción acido - base de los

aminoáci

Ion dipolar o zwitterion

La carga (+) se ubica en el nitrógeno → ion amonio NH4+

La carga (-) en los oxígenos → anión carboxílico COO-

Debido las cargas los aminoácidos son solubles en agua y

son anfoteros.

Clasificación de aminoácidos.

Existen 20 aminoácidos fundamentales. 10 son esenciales, incorporados por alimentos.

Carácterneutro:

(Phe)Glicina (Gly)

B) Carácter acido:

c) Carácter básico:Acido aspártico (Asp)

Acido glutámico (Glu)

Lisina (Lys)Arginina (Arg)

Enlace peptídico.-

Unión entre aminoácidos, enlacecovalente.

Estructura de las proteínas.1.-Estructura

primaria.

2.-estructura secundaria.

α - helice β - laminar

.

3.-Estructura

terciaria.

4.-Estructura

cuaternaria

Según organización estructural.

Proteinas fibrosas.- Son resistentes e inso-Luble en agua.

Globulares.

- enzimas,hormonas.

α queratina

Ácidos nucléicos

PREGUNTA PSU

Una polimerización por condensación se caracteriza por

A.la reacción de monómeros que contenganenlaces dobles.

B.la eliminación de moléculas pequeñas durante el proceso.

C. la hidratación durante el proceso.

D.el desprendimiento de oxigeno durante la reacción.

E. la formación de monómeros insaturados.

PREGUNTA PSUEl esquema muestraun dinucleótido de ARN.

Con respecto al esquema,los círculos representan

A) grupos fosfato.

B)desoxirribosas.

C) sacáridos.

D)bases nitrogenadas.

E)puentes de hidrógeno.

Los ácidos nucleicos (AN) fueron descubiertos por Freidrich Miescher en

1869.

En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido

desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y están presentes en

todas las células

Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las

características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la

síntesis de proteínas específicas.

Tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructurade

forma helicoidal.

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURADE LOS ÁCIDOSNUCLEICOS

Químicamente, estos ácidos están formados, por unidades llamadas nucleótidos: cada nucleótido a su vez, está formado por tres tipos de compuestos:

1. Una pentosa o azúcar de cinco carbonos: se conocen dos tipos de

pentosas que forman parte de los nucleótidos, la ribosa y la

desoxirribosa, esta última se diferencia de la primera por que le falta un

oxígeno y de allí su nombre. El ADN sólo tiene desoxirribosa y el ARN

tiene sólo ribosa, y de la pentosa que llevan se ha derivado su nombre,

ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente.

2. Una base nitrogenada: que son compuestos anillados que

contienen nitrógeno. Se pueden identificar cinco de ellas:

adenina, guanina, citosina, uracilo y timina.

Aquellas bases formadas por dos anillos se denominan bases púricas (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos: Adenina (A), y Guanina (G).

Si poseen un solo ciclo, se denominan bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina), como por ejemplo la Timina (T), Citosina (C), Uracilo (U).

3. Un radical fosfato: es derivado del ácido fosfórico (H3PO4)

La unión de la pentosa con una base constituye un nucleósido (zona coloreada de la misma figura). La unión mediante un enlace éster entre el nucleósido y el ácido fosfórico da lugar al nucleótido.

Nucleótidos de importanciabiológica

ATP (adenosin trifosfato): Es el portador primario de energíade la célula. Esta molécula tiene un papel clave para el metabolismo de la energía.

La mayoría de las reacciones metabólicas que requieren energía están acopladas a la hidrólisis de ATP.

ATP (Adenosin trifosfato)

AMP cíclico: Es una de las moléculasencargadas de transmitir una señal

química que llega a la superficiecelular al interior de la célula.

NAD+ y NADP+: (nicotinamidaadenina dinucleótido y nicotinamidaadenina dinucleótido fosfato).Soncoenzimas que intervienen en lasreacciones de oxido-reducción, sonmoléculas que transportanelectronesy protones. Intervienen enprocesoscomo la respiración y la fotosíntesis.

POLINUCLEÓTIDOS

Existen dos clases de nucleótidos, los ribonucleótidos en cuya composición encontramos la pentosa ribosa y los desoxirribonucleótidos, en donde participa la desoxirribosa.

Los nucleótidos pueden unirse entre sí,mediante enlaces covalentes, para formar polímeros, es decir los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN.

Dichas uniones covalentes se denominan uniones fosfodiéster. El grupo fosfato de un nucleótido se une con el hidroxilo del carbono 5’ de otro nucleótido, de este modo en la cadena quedan dos extremos libres, de un lado el carbono 5’ de la pentosa unido al fosfato y del otro el carbono 3’ de la pentosa.

Estructura de un Polirribonucleótido

ADN –ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice, para esto se valieron de los patrones obtenidos por difracción de rayos X de fibras de ADN.

Este modelo describe a la molécula del ADN como una doble hélice, enrollada sobre un eje, como si fuera una escalera de caracol y cada diez pares de nucleótidos alcanza para dar un giro completo.

Representación abreviada de unModelo de la doble hélice de ADN

segmento de ADNM

irelN

erv

en

is

El modelo de la doble hélice establece que las bases nitrogenadas de las cadenas se enfrentan y establecen entre ellas uniones del tipo puente de hidrógeno. Este enfrentamiento se realiza siempre entre una base púrica con una pirimídica, lo que permite el mantenimiento de la distancia entre las dos hebras.

La Adenina se une con la timina formando dos puentes de hidrógeno y la citosina con la guanina a través de tres puentes de hidrógeno. Las hebras son antiparalelas, pues una de ellas tiene sentido 5’ ®3’, y la otra sentido 3’ ®5’.

Pares de

bases del

ADN:

La formación

específica de

enlaces de

hidrógeno

entre G y C y

entre A y T

genera los

pares de

bases

complementa

rias

Ne

ni

Las hebras

son

antiparalelas,

pues una de

ellas tiene

sentido 5’ ®

3’, y la otra

sentido 3’ ®

5’.

Una corta sección de la doble hélice de ADN

s

ARN –ÁCIDO RIBONUCLEÍCO

El ácido ribonucleíco se forma por la polimerización deribonucleótidos. Estos a su vez se forman por la unión de:

a) un grupo fosfato.

b) ribosa, una aldopentosa cíclica y

c) una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que puede ser citocina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la timina.

En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenasdobles.

La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia).

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas.Ellos son:

ARN mensajero(ARNm)

ARN ribosomal (ARNr)

ARN de transferencia (ARNt).

El ADN y el ARN sediferencian:

La masa molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARNel azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN esdesoxirribosael ARN contiene la base nitrogenadauracilo, mientras que el ADNpresentatiminala configuración espacial del ADN es la deun doble helicoide, mientras que el ARN esun polinucleótido linealmonocatenario,que ocasionalmente puedepresentar apareamientos intracatenarios