lipidos quimica organica 2

LÍPIDOS

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL CARTAGENA

FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA, ARTE Y DISEÑO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

VICTOR IGUARÁNJEISSON FLÓREZ

MAICOL GONZÁLEZ

Introducción. Naturaleza de los lípidos. Funciones de los lípidos. Propiedades físicas de los lípidos. Propiedades químicas de los

lípidos Clasificación. Cefalinas. Glicolipidos . Esteroides .

CONTENIDO

Los lípidos Concepto: son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría son biomoléculas, compuestas principalmente por C, H y O (en menor medida); aunque también pueden contener P, S y N.

Características: son hidrofóbicas o insolubles en agua, pero sí en solventes orgánicos, como la bencina, el benceno y el cloroformo.

INTRODUCCIÓN

Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes: Reserva energética

(triglicéridos), Función estructural

(fosfolípidos de las bicapas) y,

Función reguladora (esteroides).

NATURALEZA DE LOS LÍPIDOS

Algunos de los lípidos son reservas a largo plazo que las células metabolizan para producir energía.

Las cubiertas protectoras de las hojas de las plantas y la piel de los animales están compuestas de varios lípidos.

Otros lípidos se clasifican como hormonas o vitaminas.

Naturaleza de los lípidos

Función de reserva

Función estructural

Función biocatalizado

ra.

Función transportador

a.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Solubilidad:Son moléculas bipolares o anfipáticas (del griego amphi, doble). La cabeza de la molécula es polar o iónica y, por tanto, hidrófila (-COOH). La cadena es apolar o hidrófoba (grupos -CH2- y -CH3 terminal).

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS LÍPIDOS

Punto de fusión: En los saturados, el punto de fusión aumenta debido al nº

de carbonos, mostrando tendencia a establecer enlaces de Van der Waals entre las cadenas carbonadas.

CH3

O

OH

CH3

O

OH

CH3

O

OH

CH3

O

OH

Puentes de Hidrogeno

Fuerzas de van der waals

Fuerzas de van der waals

Los insaturados tienen menos interacciones de este tipo debido al codo de su cadena.

Carácter Anfipatico : Ya que el acido graso esta formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta ultima es la que posee la característica hidrófoba por lo cual es responsable de su insolubilidad en agua.

Esterificación :Los ácidos grasos pueden formar esteres con grupos alcohol de otras moléculas.

Autooxidacion:Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los dobles enlaces covalentes

Saponificación :Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugares a jabones (sal del acido graso).

Punto de Fusión:Depende de la longitud de la cadena y de su numero de instauraciones, siendo los ácidos grasos insaturados los que requieren menor energía para fundirse.

PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS

DE LOS ÁCIDOS GRASOS

PROPIEDADES QUÍMICAS • Saponificación• Halogenación • Hidrogenación • Esterificación

REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN

Hidrólisis alcalina de los triglicéridos : jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Se denomina también desdoblamiento hidrolítico  Es una reacción exotérmica. La reacción típica es:

ácidos grasos + solución alcalina = jabón + glicerina

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS LÍPIDOS

SAPONIFICACIÓN

El aporte de jabones favorece la solubilidad y la formación de micelas de ácidos grasos.

Mecanismo de reacción

SAPONIFICACIÓN

los jabones se disuelven en agua (debido al comportamiento anfipático) dando lugar a micelas monocapas, o bicapas si poseen agua en su interior.

SAPONIFICACIÓN

El efecto limpiador de jabones y detergentes se debe a que en su molécula existe una parte lipofílica por medio de la cual se unen a la grasa o aceite, mientras que la otra parte de la molécula es hidrofílica, tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella; así, el jabón toma la grasa y la lleva al agua formando una emulsión

SAPONIFICACIÓN

También tienen un efecto espumante cuando la monocapa atrapa aire y detergente o emulsionante si contienen pequeñas gotas de lípido.

SAPONIFICACIÓN

Índice de saponificación: Numero de miligramos de hidróxido de potasio que se requiere para saponificar 1 gramo de una grasa o aceite.

Los detergentes

Tienen las mismas dos características estructurales de los jabones:1. Poseen una cadena hidrocarbonada larga, no polar e hidrofóbica que es solubleen grasas y aceites.2. Posee un extremo polar hidrofílico que es soluble en agua.

Pueden ser :

• Detergentes anicónicos.• Detergentes catiónicos. • Detergente no iónico .

SAPONIFICACIÓN

Acción de las impurezas del agua sobre el jabón

Una desventaja de los jabones es su escasa eficacia en aguas duras. Cuando se usa jabón en este tipo de aguas se forman las sales de los ácidos grasos con cationes como : magnesio, calcio…

Las sales de calcio y magnesio son insolubles y precipitan formando grumos.

SAPONIFICACIÓN

ESTERIFICACIÓN Es la reacción química que se produce entre un acido orgánico y un alcohol para dar Ester mas agua .

El Ester obtenido puede reaccionar posteriormente para dar una reacción de saponificación.

PROPIEDADES QUÍMICA DE LOS LÍPIDOS

ESTERIFICACIÓN

REACCIONES DE ADICIÓN

Las grasas o aceites sufren reacciones de adicióncaracterísticas a las de los alquenos.

• Adición de hidrógenos.• Adición de halógenos.

PROPIEDADES QUÍMICA DE LOS LÍPIDOS

HIDROGENACIÓN

Proceso químico mediante el cual los aceites se transforman en grasas sólidas mediante la adición de hidrógeno a altas presiones y temperaturas, y en presencia de un catalizador.

• Consiste en el aumento del punto de fusión de los aceites comestibles insaturados.

REACCIONES DE ADICION

HIDROGENACIÓN

Hidrogenación del ácido oleico

HALOGENACIÓN

Los ácidos grasos insaturados, en forma libre o combinada como esteres en grasas y aceites, reaccionan con los halógenos adicionándose a los dobles enlaces. índice de yodo , se define como el número de gramos de yodo (o equivalentes de yodo) que se adicionan a una grasa o aceite. Sobre este valor influyen varios factores, entre ellos el porcentaje de ácido insaturado en la molécula de triacilglicerol y el grado de instauración de cada ácido graso.

REACCIONES DE ADICION

HALOGENACION

LÍPIDOS

ÁCIDOS GRASOS

LÍPIDOS SAPONIFICABLE

S

LÍPIDOS NO SAPONIFICABLE

S

Saturados

Insaturados

Simples

ceras Triacilglicerol

es

Lipidos complejo

s Terpenos Esteroideseicosanoid

esFosfolípidos

Glucolípidos

CLASIFICACIÓN

Son generalmente ácidos carboxílicos no ramificados, con un número par de átomos de carbono entre 12 y 24.

ÁCIDOS GRASOS

Son aquellos con la cadena hidrocarbonada repleta de hidrógenos, por lo que todos los enlaces entre sus átomos de carbono son simples, sin ningún doble enlace,  son generalmente de cadena lineal y tienen un número par de átomos de carbono; por ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico.

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS ÁCIDOS GRASOS

Fórmula Molecular

Nombre común

Nombre UIQPA

Abreviatura

Láurino Dodecanoico C12Fórmula Abreviada C11H23COOH

MirísticoTetradecanoico C14

Fórmula Abreviada C13H27COOH

Palmítico Hexadecanoico C16Fórmula Abreviada C15H31COOH

EsteáricoOctadecanoico C18

Fórmula Abreviada C17H35COOH

AraquídicoEicosanoico C20

Fórmula Abreviada C19H38COOH

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS

Los ácidos grasos insaturados poseen dobles enlaces C=C.

Se encuentran en general en la configuración cis.

Por ejemplo, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico.

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS ÁCIDOS GRASOS

Nombre común

Nombre UIQPA

Abreviatura

palmitoleico 9-cis- hexadecenoico

C16:1

fórmula abreviada C15H29COOH

Oleico 9-cis- octadecenoico

C18:1

Fórmula abreviada C17H33COOH

Linoleico 9, 12 todo-cis- octadecadienoico

C18:2

Fórmula abreviada C17H31COOH

Linolénico 9,12,15 todo-cis- octadecatrienoico

C18:3

Fórmula abreviada C17H29COOH

Araquidónico 5,8,11,14 todo-cis- eicosatetraenoico

C20:4

Fórmula abreviada C19H31COOH

Fórmula Molecular

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

ÁCIDOS GRASOS

Los acilglicéridos son ésteres de ácidos grasos con glicerol (glicerina).

Una molécula de glicerol puede reaccionar con hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos hidroxilo.

ACILGLICÉRIDOS

SIMPLES

Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:

Monogliceridos :Solo existe un ácido

graso unido a la molécula de glicerina

Triacilgliceridos :La glicerina está unida

a tres ácidos grasos

Diacilgliceridos :La molécula de

glicerina se une a dos ácidos grasos .

ACILGLICÉRIDOS

Son triésteres del glicerol y de tres ácidos grasos, Cuando se combinan 3 moles de ácido graso con 1 mol de glicerol, en presencia de un catalizador ácido, se produce 1 mol de triacilglicérido :

TRIACILGLICERIDOS

ACILGLICÉRIDOS

Los triacilglicéridos se subdividen en simples y mixtos:

Los triacilglicéridos simples tienen el mismo ácido graso enlazado a cada uno de los tres átomos de carbono del glicerol. La triestearina y la trioleina (nombres comunes) son ejemplos de triacilglicéridos simples.

Los triacilglicéridos mixtos son compuestos que tienen dos o tres ácidos grasos diferentes enlazados al glicerol.

DIVISIÓN DE LOS TRIACILGLICERIDOS

TRIACILGLICERIDOS

CÉRIDOS

Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras; esta característica permite que la función típica de las ceras consista en servir de impermeabilizante.Por ejemplo la cera de abeja.

SIMPLES

Contienen un grupo fosfato o más. Lípidos complejos, saponificables y polares. Hay dos clases principales de estos: los fosfogliceridos y los esfingolipidos. * Fosfogliceridos Contiene un grupo fosfato. Son una variante de la estructura de los triacilgliceroles. El fosfórico es un ácido triprótico, tiene tres grupos ácido reactivos ypuede formar un segundo éster con un alcohol adicional. Molécula anfipática.

FOSFOLÍPIDOS

COMPLEJOS

•Los fosfogliceridos mas importantes son la lecitina y la cefalina

•Tienen una larga cola hidrocarbonada no polar y que se encuentra unida a una cabeza iónica polar. • Las membranas celulares están compuestas principalmente de fosfogliceridods organizados en una bicapa lipidica.

FOSFOLIPIDOS

FOSFATIDILCOLINA (LECITINA)

Es el más común de los fosfolípidos. Contiene la importante sal de amonio cuaternaria, colina, unida a un residuo de ácido fosfórico mediante un enlace éster. La lecitina existe como sal interna o ion interno (zwitterion). La lecitina pura es un sólido ceroso de color blanco que de inmediato se ennegrece cuando se expone al aire. En contraste con las grasas y aceites, se dispersa en el agua en forma coloidal y es insoluble en acetona. Es especialmente abundante en la yema de huevo y en el frijol de soya.

FOSFOLIPIDOS

FOSFOLIPIDOS

•Los diferentes fosfolípidos se forman según sea la naturaleza del segundo alcohol.

• En el caso de la fosfatidiletanolamina el segundo alcohol es etanolamina.

CEFALINAS

FOSFOLIPIDOS

Fosfatidil serina, el grupo fosfato está sustituido por el aminoácido serina.

CEFALINAS

FOSFOLIPIDOS

El segundo alcohol puede ser asimismo otra molécula de glicerol, en cuyo caso tenemos el Fosfatidil glicerol.

CEFALINAS

FOSFOLIPIDOS

Compuestos que contienen estructuras tanto de lípidos como de carbohidratos. Aquellos que son solubles en agua reciben el nombre de liposacáridos Aquellos que son solubles en disolventes orgánicos no polares se clasifican como glicolípidos.

Glicolípidos

ESFINGOLÍPIDOS Son compuestos derivados de la esfingosina. Son una clase de fosfolípidos que no tienen glicerol en su estructura. La esfingosina consta de una cadena hidrocarbonada en la cual hay un doble enlace en trans-, y está sustituida por un grupo amino y un grupo hidroxi.

Los distintos glicolípidos se diferencian en la naturaleza del amino alcohol.

Glicolípidos

Entre los esfingolípidos se encuentran los siguientes tipos de compuestos:

CerebrósidosLos cerebrósidos se encuentran en las membranas de plantas y animales, en las células nerviosas, en espermatozoides, leucocitos, hematíes; los cerebrósidos liberan, por hidrólisis, glicerol, un ácido graso, un carbohidrato (galactosa) y un alcohol nitrogenado, la esfingosina. EsfingomielinaEl esfingolípido más abundante es la esfingomielina, la cual contiene un enlace amídico con el átomo de nitrógeno de la esfingosina y un grupo fosfato unido a un grupo colina localizado en el átomo de carbono terminal. Las esfingomielinas tienen su función principal en el cerebro y en el tejido nervioso. Mal de Gaucher y Tay-Sachs

Glicolípidos

Químicamente los aceites esenciales de plantas consisten principalmente en mezclas de lípidos llamados terpenos.

Son moléculas orgánicas pequeñas con una gran diversidad de estructuras.

TERPENOS

Todos los terpenos están relacionados de acuerdo con la regla

del isopreno propuesta por Leopold

Ruzicka.

limoneno

TERPENOS

Los terpenos se clasifican de acuerdo

con el numero de unidades del isopropeno.

TERPENOS

BIOSÍNTESIS DE TERPENOS

En general se utilizan dos equivalentes de isopreno : pirofosfato de isopentilo y el

pirofosfato de dimetilalil.

TERPENOS

El pirofosfato de dimetilalil es un agente alquilante efectivo en reacciones semejantes a la SN2. este con ayuda del

pirofosfato de isopentilo forma el pirofosfato de geranilo, el cual es el precursor de todos los mono terpenos.

BIOSÍNTESIS DE TERPENOS

La reacción de pirofosfato de geranilo con pirofosfato de isopentilo produce el pirofosfato de farnesilo.

BIOSÍNTESIS DE TERPENOS

La reacciones posteriores del pirofosfato de farnesilo con otras moléculas de isopentil pirofosfato dan carbonos que sirven como precursores de los diterpenos y los sesterterpenos. Los triterpenos no provienen de una reacción anterior con pirofosfato de isopentilo.

BIOSÍNTESIS DE TERPENOS

ESTEROIDES Los extractos lipidicos de plantas y animales contienen estas moléculas.

Estas moléculas están basadas en el sistema tetraciclico :

A B

DC

ESTEREOQUÍMICA DE LOS ESTEROIDES

Dos anillos de ciclo hexano pueden unirse de modo cis o trans.

ESTEROIDES

En el hombre la mayor parte de los esteroides funcionan como hormonas.

Hay dos clases principales :

Las sexuales. Adrenocorticales.Hormonas sexuales: Masculinas : Las mas importantes son la testosterona y la androsterona. La androstenodiona es una hormona usada principalmente por los atletas.

ESTEROIDES: HORMONAS

Femeninas: Las mas importantes son la estrona y el estradiol. Hay otra hormona llamada progestina, en donde la progesterona es la mas importante.

ESTEROIDES: HORMONAS

Hormonas Adrenocorticales

Son secretadas por las glándulas adrenales. Hay dos tipos de estos: los mineralocorticoides y los glucocorticoides.

ESTEROIDES: HORMONAS

Biosíntesis de esteroides

La biosíntesis de esteroides se efectúa por epoxidación catalizada por enzimas del escualeno para producir oxido de escualeno seguida de la ciclación catalizada por acido y una cascada extraordinaria de nueve reacciones secuenciales de carbocation para producir el lanosterol. El lanosterol se degrada por otras enzimas para producir colesterol, el cual es convertido por varias enzimas que forman un conjunto de diferentes esteroides.

ESTEROIDES

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