ALCOHOLES, FENOLES Y ÉTERES

ALCOHOLES, FENOLES Y ÉTERES

Oxidación biológica del etanol

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[O] = Enzima alcohol deshidrogenasa o nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) y su coenzima.

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Las enzimas son moléculas de proteínas que incrementan las velocidades de las reacciones químicas sin que ellas sufran cambios. Las enzimas son catalizadores biológicos más eficaces que la mayoría de los catalizadores de uso industrial (p. ej., Pd) o de laboratorio. Las reacciones biológicas en los humanos ocurren a 37 oC y en medio acuoso. No hay a disposición del organismo elevadas temperaturas, presión y reactivos fuertes. Las enzimas permiten la selectividad de los reactivos y el control sobre la velocidad de la reacción, que no pueden obtenerse con otra clase de catalizadores.

Algunas enzimas consisten solamente de cadenas de polipéptidos. Otras, contienen porciones no proteicas (grupos prostéticos) llamadas cofactores. La porción proteica de la enzima se le llama apoenzima. Los cofactores puede ser iones metálicos, tales como Zn2+ o Mg2+, o bien compuestos orgánicos. Los cofactores orgánicos son llamados coenzimas. En cualquier caso, una apoenzima no puede catalizar una reacción sin su cofactor, así como el cofactor no puede funcionar sin su apoenzima. El compuesto sobre el cual la enzima opera, aquel cuya velocidad de se incrementa, se la llama substrato. Hay una porción específica de la enzima a la cual el substrato se adhiere durante la reacción. A esta parte se le llama sitio activo. Si la enzima tiene coenzimas, ellas están localizadas en el sitio activo. En la NAD+, el sitio activo es el anillo de nicotinamida del cofactor.

Así, el mecanismo propuesto para la oxidación del etanol es el siguiente:

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                               NAD                                                 NAD-H

El etanol pierde uno de los hidrógenos como ion hidruro (H:), del átomo de carbono al cual está unido el grupo –oxhidrilo; seguidamente, o muy probablemente, de manera simultánea, pierde el protón del oxígeno del oxhidrilo para dar acetaldehído. En la reacción  inversa, el acetaldehído gana un ion hidruro de la NAD-H y un protón del disolvente.

Posteriormente, otra enzima oxida el acetaldehído a ion acetato (el anión no tóxico del ácido acético)

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Sin embargo, los productos de la oxidación de otros  alcoholes inferiores, como el metanol, y el etilenglicol, por ejemplo  no resultan ser tan inocuos como lo son los productos de oxidación del etanol.

Así, por ejemplo, el metanol primeramente es oxidado a formaldehído y, seguidamente, éste a ácido fórmico.. Ambos productos son extremadamente tóxicos ya que atacan el sistema nervioso central produciendo ceguera y hasta la muerte (la ingestión de 15 ml de metanol puede causar ceguera; 30 ml la muerte). La acidosis severa es otro de los síntomas característicos causado por el envenenamiento con alcohol metílico.

El etilenglicol es un líquido incoloro, viscoso, de sabor dulce, soluble en agua y más denso que ésta. Cuando se ingiere resulta ser tan tóxico como el metanol ya que el producto final de la oxidación biológica del mismo es el  ácido oxálico, el causa acidosis metabólica, fallo renal y hemólisis.

En los países de clima frío, su uso más importante es como anticongelante en los radiadores de los vehículos. En los países de clima caliente se utiliza como ‘refrigerante’ (coolant)  en los radiadores  de los vehículos. Debido a que el punto de ebullición del etilenglicol (198° C) es mucho mayor que el del agua, que evita la ebullición y evaporación del agua del sistema de enfriamiento del vehículo automotriz. Además, el etilenglicol no tiene los efectos corrosivos que tiene el agua sobre el metal., prolongando así la vida útil del motor.

FORMACIÓN DE ESTERES

Éteres inorgánicos

        La reacción de los alcoholes primarios y secundarios con oxiácidos conduce a la formación de ésteres inorgánicos en los que el grupo -OH del ácido se convierte en -OR.

Por ejemplo, a temperatura ambiente, el etanol y el ácido sulfúrico forman el éster hidrógeno sulfato de etilo

        CH3CH2-OH + HOSO3H  ----->  CH3CH2-OSO3H

Los ésteres del ácido nitroso se forman rápidamente por reacción directa entre el ácido y el alcohol. El nitrito de isopentilo (nitrito de isoamilo), un medicamento de gran valor terapéutico en el tratamiento de la angina pectoris, funciona dilatando los pequeños vasos sanguíneos y relajando los músculos lisos, reduciendo la hipertensión y aliviando el dolor severo de la angina de pecho. Sin embargo, este compuesto tiene un olor desagradable.

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Otro compuesto que se emplea con el mismo fin es el poderoso explosivo conocido con el nombre de nitroglicerina. La nitroglicerina, se encuentra disponible en forma líquida (diluida con alcohol para hacerla no explosiva), en tabletas (que se colocan debajo de la lengua) o en forma de pasta y parches.

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Los ésteres del ácido fosfórico (AMP, ADP y ATP) son muy importantes para la vida.

Esteres orgánicos

Los alcoholes reaccionan con los ácidos carboxílicos y sus derivados para dar ésteres orgánicos, carboxiésteres (ver ácidos carboxílicos y sus derivados)

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