Revista de polímeros
Lípidos, polisacáridos, proteínas y polinucleótidos son los principales grupos de macromoléculas que se encuentran en todos los organismos vivos. Estas moléculas gigantes llevan a cabo todas las funciones vitales que necesitan las células. Las macromoléculas participan en procesos como la digestión de los alimentos, el almacenamiento de información, la manipulación de la energía y el metabolismo. Son complejas y enormes asociaciones de subunidades moleculares que parecen imposiblemente difíciles de entender. Afortunadamente, todas están construidas según el mismo principio de construcción.
Los monómeros son pequeñas moléculas, en su mayoría orgánicas, que pueden unirse a otras moléculas similares para formar moléculas muy grandes, o polímeros. Todos los monómeros tienen la capacidad de formar enlaces químicos con al menos otras dos moléculas monoméricas.
Uno de los primeros seres humanos que descubrió y fabricó un polímero artificial fue el químico alemán Hans von Pechmann. Probablemente fue un accidente. En 1899 encontró una sustancia blanca, pegajosa y sospechosa en el fondo de un matraz en el que había estado intentando descomponer el diazometano. No tenía ni idea de lo que había hecho, así que encargó el análisis del material a Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner, que encontraron largas cadenas de -CH2-, a las que llamaron “polimetileno”.
Polímero Iupac
Un polímero es una sustancia compuesta por macromoléculas[2]. Una macromolécula es una molécula de alta masa molecular relativa, cuya estructura comprende esencialmente la repetición múltiple de unidades derivadas, real o conceptualmente, de moléculas de baja masa molecular relativa[3].
es una sustancia o material formado por moléculas muy grandes, o macromoléculas, compuestas por muchas subunidades repetidas[6]. Debido a su amplio espectro de propiedades,[7] tanto los polímeros sintéticos como los naturales desempeñan papeles esenciales y ubicuos en la vida cotidiana[8] Los polímeros van desde los conocidos plásticos sintéticos, como el poliestireno, hasta los biopolímeros naturales, como el ADN y las proteínas, que son fundamentales para la estructura y la función biológicas. Los polímeros, tanto naturales como sintéticos, se crean mediante la polimerización de muchas moléculas pequeñas, conocidas como monómeros. Su masa molecular consecuentemente grande, en relación con los compuestos de moléculas pequeñas, produce unas propiedades físicas únicas que incluyen dureza, alta elasticidad, viscoelasticidad y una tendencia a formar estructuras amorfas y semicristalinas en lugar de cristales.
Polimerización diferentes tipos
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Tipos de polímeros
Los ácidos nucleicos contienen los mismos elementos que las proteínas: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, además de fósforo (C, H, O, N y P). Los ácidos nucleicos son macromoléculas muy grandes compuestas por unidades repetitivas de los mismos bloques de construcción, los nucleótidos, similares a un collar de perlas formado por muchas perlas. También podemos definir los ácidos nucleicos como polímeros ensamblados a partir de muchos monómeros más pequeños unidos covalentemente.
Todos los nucleótidos están formados por tres subunidades: uno o varios grupos fosfato, un azúcar pentosa (azúcar de cinco carbonos, ya sea desoxirribosa o ribosa) y una base nitrogenada (ya sea adenina, citosina, guanina, timina o uracilo). Véase la figura \(\PageIndex{1}) a continuación.
Figura \(\PageIndex{1}) A la derecha se muestra un fragmento corto de ácido nucleico formado por cinco nucleótidos; un nucleótido está encerrado en un rectángulo rojo. Cada nucleótido está formado por una de las cinco bases nitrogenadas, un azúcar pentosa (ribosa o desoxirribosa) y un grupo fosfato. El ácido ribonucleico (ARN) tiene ribosa como pentosa, mientras que el ácido desoxirribonucleico (ADN) tiene desoxirribosa. Las cinco bases nitrogenadas se clasifican en pirimidinas (citosina, timina y uracilo), que tienen una estructura de anillo, y purinas (adenina y guanina), que tienen una estructura de doble anillo. Las moléculas de ARN pueden tener hasta unos pocos miles de nucleótidos y son monocatenarias, mientras que las moléculas de ADN tienen miles de millones de nucleótidos organizados en dos cadenas de nucleótidos que forman una hélice. El ADN, el ARN y las proteínas se relacionan entre sí como se muestra en la tabla \(\PageIndex{1}) que aparece a continuación.