LIPIDOS Ing. Lucía del Carmen Cid 1er cuatrimestre de 2012.

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1 LIPIDOS Ing. Lucía del Carmen Cid 1er cuatrimestre de 2012

2 LIPIDOS  Del griego: lipos que significa grasa. Son constituyentes de las plantas y animales, que se caracterizan por su solubilidad en solventes no polares (Eter dietílico, cloroformo, ciclohexano).  Son nutrientes esenciales en la dieta de los seres humanos y los animales. Proveen la fuente más concentrada de energía en los alimentos. Aportan alrededor de 2.5 veces más energía metabólica que los carbohidratos y las proteínas.  Estructura de los lípidos: Puede variar mucho. Algunos son ésteres (ej: triglicéridos), otros son hidrocarburos, algunos son acíclicos y otros cíclicos y policíclicos.

3  ACIDOS GRASOS: Se obtienen por hidrólisis ácida de un triglicérido. La mayoría de los ácidos grasos no tiene ramificaciones y contiene un número par de átomos de C (12 a 20C). Esto se debe a que la biosíntesis de estos ácidos se inicia con una unidad acetato de 2C. Estructura de los ácidos grasos: RCOOH  Los ácidos grasos saturados más abundantes son el palmítico y el esteárico.  Acidos grasos insaturados: Si presentan dobles enlaces, en la naturaleza tienen la configuración cis.  Carbono  es el terminal  –CH3 del ácido graso.  Acido graso omega 3: Cuando el primer doble enlace a partir del carbono omega de la cadena, se encuentra a 3 carbonos de dicho extremo, se tiene un ácido  3. Muchas investigaciones correlacionan la cantidad de ácidos  3 y  6  en la dieta con la disminución de afecciones cardíacas.

4 Triglicéridos: las grasas y aceites son triglicéridos, es decir, triésteres de la glicerina o glicerol. Grasas: Los triglicéridos animales poseen mayor porcentaje de ácidos grasos saturados, por lo que suelen ser sólidos a temperatura ambiente (grasas). Incluyen las partes grasas de la carne, la manteca, etc. Aceites: Los triglicéridos vegetales y de los animales marinos tienen un alto contenido de ácidos grasos insaturados, y son líquidos a temperatura ambiente. Ceras: son monoésteres naturales de ácidos grasos de cadena larga y alcoholes de cadena larga. Se diferencian de las parafinas o alcanos en que son ésteres de alto peso molecular producidos directamente por seres vivos mientras que los alcanos se obtienen de la destilación fraccionada del petróleo.

5 Temperatura de Fusión de los ácidos grasos NombreNº de carbonosFórmula Pto. de fusión (ºC) Láurico12CH 3 (CH 2 ) 10 COOH44 Mirístico14CH 3 (CH 2 ) 12 COOH58 Palmítico16CH 3 (CH 2 ) 14 COOH63 Esteárico18CH 3 (CH 2 ) 16 COOH70 Araquídico20CH 3 (CH 2 ) 18 COOH77 Oleico18CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH13

6 La explicación para el resultado que causa la saturación o insaturación sobre el punto de fusión resulta evidente si analizamos modelos moleculares espaciales. Una cadena de C saturada es relativamente lineal. Las largas cadenas saturadas de las grasas están por completo extendidas, en conformaciones escalonadas. Por eso, se pueden acomodar en forma muy regular, como ocurre en los cristales. En consecuencia, los TG saturados son sólidos a Tamb. Por lo general, los dobles enlaces de los aceites tienen la configuración cis, la cual tuerce la cadena y dificulta la formación de una estructura sólida organizada. Por lo tanto, el punto de fusión se reduce.

7 SAPONIFICACION: Es la hidrólisis alcalina de los triglicéridos, con producción de glicerina (el alcohol) y las sales de los ácidos grasos constituyentes. En condiciones básicas se forman sales de ácidos grasos de cadena larga o jabones. HIDRÓLISIS ACIDA DE UN TG: La hidrólisis ácida de los triglicéridos produce glicerina y ácidos grasos.

8 En general, una grasa o aceite consiste en una mezcla compleja de TG. Por lo tanto, la composición de una grasa o aceite se expresa en términos del % de los diferentes ácidos grasos que se obtienen por hidrólisis ácida. Los aceites contienen un % mucho mayor de ácidos grasos insaturados que las grasas. Los puntos de fusión de los ácidos grasos insaturados son bastante menores que los de los correspondientes ácidos grasos saturados. Comparemos, por ejemplo, los puntos de fusión de los ácidos esteárico y oleico, cuya única diferencia estructural es un doble enlace. La insaturación da por resultado una reducción considerable del punto de fusión, y por lo tanto la formación de un aceite, un líquido a temperatura ambiente.

9 NOMENCLATURA DE LOS TRIGLICERIDOS SIMPLES: Los 3 ácidos grasos son idénticos. MIXTOS: los restos de los ácidos grasos son distintos. Tripalmitato de glicerilo CH 2 ─COO─ (CH 2 ) 14 CH 3 │ CH─COO─(CH 2 ) 16 CH 3 │ CH 2 ─COO─(CH 2 ) 7 CH═CH(CH 2 ) 7 CH 3 Palmitoestearo oleato de glicerilo

10 REACCIONES DE GRASAS Y ACEITES A)REACCIONES DE ADICIÓN Debido a la presencia de dobles enlaces, las grasas y aceites sufren reacciones de adición, características de los alquenos; por ejemplo: adición de halógenos. 1) Índice de yodo: gramos de yodo que se adicionan a 100 g de grasa o aceite, mide el grado de insaturación de la grasa o aceite. Altos índices de yodo indican alto grado de insaturación.aceite

11 2) Hidrogenación catalítica de aceites vegetales. Producción de margarina Los aceites vegetales altamente insaturados se convierten en grasas vegetales sólidas (margarinas) mediante la hidrogenación catalítica de algunos de sus dobles enlaces. El proceso de hidrogenación usado hasta 1995 en USA causaba isomerización de cis a trans. Estos ácidos grasos trans tienen efectos adversos sobre la salud (aumentan el colesterol malo, LDL, y disminuyen el bueno HDL). Ni, Presión

12 B) REACCIONES DE OXIDACION Ej: Enranciamiento: cuando las grasas y aceites se exponen al aire tienden a oxidarse o hidrolizarse con producción de ácidos carboxílicos volátiles, que tienen un sabor agrio y olor desagradable. El proceso es llamado enranciamiento, hace que la leche, manteca, margarina y aceites adquieran un sabor desagradable y no se puedan usar. C) SAPONIFICACION O HIDRÓLISIS ALCALINA

13 JABONES Y DETERGENTES JABON: La molécula de jabón posee una larga cadena de 12 a 18 C, completamente no polar, es decir, soluble en grasas y aceites. El otro extremo de la molécula es el grupo carboxilato polar, que es soluble en agua. Por consiguiente, la molécula de jabón tiene carácter anfipático: Una parte no polar o “cola” (hidrofóbica) Una parte polar o “cabeza” (hidrofílica) Mecanismo de acción del jabón 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 la siguiente figura. MICELA:

14 ACCION DEL JABON Cuando un jabón se disuelve en agua, las moléculas se orientan sobre la superficie del agua con el extremo iónico sumergido y la cadena hidrocarbonada no polar flotando sobre la superficie, de modo que la molécula de jabón satisface sus características de solubilidad opuestas. Esta orientación reduce la tensión superficial del agua: la superficie líquida ya no está compuesta de moléculas fuertemente unidas por puentes de H sino por cadenas de hidrocarburos no polares y no asociadas. Las moléculas de jabón para las cuales no hay espacio sobre la superficie, se orientan bajo la superficie, formando micelas o conglomerados tridimensionales en los cuales las cadenas hidrocarbonadas se orientan hacia el interior y los extremos iónicos, solubles en agua, constituyen la superficie exterior. Cuando una prenda sucia se sumerge en agua jabonosa, las películas de aceite no polares se disuelven en el interior hidrocarbonado de las micelas. Las micelas permanecen en una dispersión coloidal sin coagular, debido a la repulsión iónica entre sus superficies externas cargadas negativamente.

15 DETERGENTES Las aguas duras contienen en solución sales de calcio y magnesio. Ej: Aguas en el Partido de la Costa, generalmente aguas de pozo. El agua dura “corta” el jabón, (no forma espuma) dado que reaccionan con dichas sales formando sales insolubles de calcio y magnesio, de acuerdo con: 2RCOO - Na + +Ca 2+ (RCOO - ) 2 Ca 2+ +2Na + Los detergentes poseen las mismas características estructurales que los jabones: 1) Poseen una cadena hidrocarbonada larga, hidrofóbica, soluble en grasas y aceites. 2) Tienen un extremo polar hidrofílico, que es soluble en agua. Según la estructura de la porción hidrosoluble,hay tres clases principales de detergentes: a)Aniónicos b)Catiónicos c)No iónicos

16 Los detergentes aniónicos más comunes son los alquilsulfatos y alquilbenceno Sulfonatos (ABS). Detergentes catiónicos: el extremo soluble en agua es una sal de amonio cuaternaria. Tienen propiedades germicidas. Se usan en shampoos para manos, enjuagues bucales, jabones bactericidas, etc. Son sales de amonio cuaternario. Ej: cloruro de benzalconio. Detergentes no iónicos: el extremo soluble en agua es polar y puede formar puentes de H con el agua, pero no es iónico. Se usan en acondicionadores para la ropa. Alquilsulfato

17 DETERGENTES BIODEGRADABLES Casi todos los detergentes actuales son biodegradables, es decir, que pueden ser metabolizados por bacterias presentes en suelos o aguas. En particular, estos detergentes pueden ser degradados por procesos biológicos en las plantas de tratamiento de aguas residuales, antes de su vuelco a un cuerpo receptor: río, lago, etc. Para que un detergente sea biodegradable es necesario que la larga cadena de alquilo no posea ramificaciones.

18 BIODIESEL Se describe químicamente como una mezcla de compuestos orgánicos de ésteres monoalquílicos de mezclas de ácidos grasos de cadena larga. Estos ésteres grasos tienen pesos moleculares y propiedades similares a los constituyentes del combustible Diesel que se obtiene del petróleo.ácidos El proceso de transesterificación consiste en hacer reaccionar, el aceite (normalmente aceite vegetal) con un alcohol de baja masa molecular, normalmente metanol o etanol, en presencia de KOH y se obtiene como subproducto, de valor agregado, glicerina que puede ser aprovechada por la industria cosmética, de productos de limpieza, entre otras.procesoalcoholvalorindustria

19 Se presenta en estado líquido y se obtiene a partir de recursos renovables como aceites vegetales de soja, colza/canola, girasol, palma y otros, como así también de grasas animales, a través de un proceso denominado Transesterificación. Transesterificación: Reacción de la Química Orgánica en la cual un éster reacciona con un alcohol para formar un nuevo éster y un nuevo alcohol.

20 Bibliografía Bailey, P. S. and Bailey, C. A. “Química Orgánica. Conceptos y Aplicaciones”. 5ta Edición. Pearson Prentice Hall, 1998. Hart, H.; Hart, D. J. and Craine, L. E. “Química Orgánica”, 9na Edición. McGraw- Hill Interamericana S. A., 1995.