A pesar de su aparición tardía en la historia
de la química, la química de los compuestos del carbono es en la actualidad la
rama de las ciencias químicas que crece con mayor rapidez. La variedad de
productos derivados del carbono puede resultar prácticamente ilimitada debido a
las propiedades singulares de dicho átomo y, por tanto, constituye una fuente
potencial de nuevos materiales con propiedades especiales, de medicamentos y
productos sanitarios, de colorantes, de combustibles, etc.
Algunos de estos ejemplos son considerados a continuación.
La materia viviente es, en parte, materia constituida por
derivados del carbono. Las transformaciones que sufren los seres vivos, y que
observamos a simple vista, se corresponden, desde un punto de vista
submicroscópico o molecular, con cambios o reacciones químicas de las
sustancias biológicas. Azúcares, grasas, proteínas, hormonas, ácidos nucleicos,
son algunos ejemplos de sustancias, todas ellas compuestos del carbono, de cuya
síntesis y degradación en el interior de los organismos vivos se ocupa la
bioquímica.
Medicamentos
El mundo de los medicamentos ha constituido en el pasado y
constituye en la actualidad una parte importante de la investigación y el
desarrollo de productos derivados del carbono. Su importancia en orden a
mejorar la esperanza de vida de los seres humanos y sus condiciones sanitarias
hace de esta área del conocimiento científico una herramienta imprescindible
para la medicina. Pero, ¿por qué los medicamentos son, por lo general,
compuestos orgánicos? ¿Cuál es el origen de este hecho?
Los fármacos actúan en el organismo a nivel molecular y es
precisamente el acoplamiento entre la molécula del fármaco y el receptor
biológico, es decir, el sitio de la célula o del microorganismo sobre el cual
aquél actúa, el último responsable de su acción curativa. Pero para que ese
acoplamiento sea posible ambos agentes, fármaco y receptor, tienen que
presentar una cierta complementariedad tal y como sucede con una cerradura y su
correspondiente llave.
Los receptores biológicos suelen ser moléculas de gran tamaño y
por este motivo son las cadenas carbonadas de los compuestos orgánicos las que
pueden poseer una estructura geométrica que mejor se adapte a la porción clave
del receptor; tal hecho, junto con la presencia de grupos funcionales con
acciones químicas definidas, son responsables de la abundancia de sustancias
orgánicas entre los productos farmacéuticos.
Polímeros orgánicos
Los polímeros orgánicos son compuestos formados por la unión de
dos o más unidades moleculares carbonadas idénticas que reciben el nombre de monómeros. La unión de dos
monómeros da lugar a un dímero, la de tres a un trímero, etc.
Los polímeros pueden llegar a contener cientos o incluso miles de
monómeros, constituyendo moléculas gigantes o macromoléculas.
Existen en la naturaleza diferentes sustancias que desde un punto
de vista molecular son polímeros, tales como el caucho o las proteínas; pero en
el terreno de las aplicaciones los más importantes son los polímeros
artificiales. Su síntesis en los laboratorios de química orgánica ha dado lugar
a la producción de diferentes generaciones de nuevos materiales que conocemos
bajo el nombre genérico de plásticos.
La sustitución de átomos de hidrógeno de su cadena hidrocarbonada
por otros átomos o grupos atómicos ha diversificado las propiedades de los
plásticos; la investigación en el terreno de los polímeros artificiales ha dado
como resultado su amplia implantación en nuestra sociedad, sustituyendo a
materiales tradicionales en una amplia gama que va desde las fibras textiles a
los sólidos resistentes.
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