6. Los terpenos | 🕹️ Alquenos | Joseleg

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Evidentemente alquenos se producen de la misma manera que los alcanos, es decir como subproductos de la refinación del petróleo, sin embargo a diferencia de los alcanos, no sé qué no si tienen un rol más importante a nivel biológico. Dado lo anterior en esta sección cubriremos las fuentes biológicas de los alquenos.

Un terpeno es un compuesto cuyo esqueleto de carbono se puede dividir en dos o más unidades que son idénticas al esqueleto de carbono del isopreno (metil-1,3-butadieno). El carbono 1 de una unidad de isopreno se denomina cabeza; El carbono 4 se llama la cola. Los terpenos se forman uniendo la cola de una unidad de isopreno a la cabeza de otra. Esto se llama la regla del isopreno.

6.1

Un estudio de los terpenos permite vislumbrar la maravillosa diversidad que la naturaleza puede generar a partir de un simple esqueleto de carbono. Los terpenos también ilustran un principio importante de la lógica molecular de los sistemas vivos, a saber, que en la construcción de moléculas grandes, las subunidades pequeñas se unen enzimáticamente mediante un proceso iterativo y luego se modifican mediante reacciones catalizadas por enzimas precisas posteriores. Los químicos usan los mismos principios en el laboratorio, pero sus métodos no tienen la precisión y selectividad de las reacciones catalizadas por enzimas de los sistemas vivos.

Probablemente los terpenos que más le resulten familiares, al menos por el olor, sean componentes de los llamados aceites esenciales obtenidos por destilación al vapor o extracción con éter de diversas partes de las plantas. Los aceites esenciales contienen sustancias de peso molecular relativamente bajo que son en gran parte responsables de las fragancias características de las plantas. Muchos aceites esenciales, particularmente los de flores, se usan en perfumes.

Un ejemplo de un terpeno obtenido de un aceite esencial es el mirceno, C₁₀H₁₆, un componente de la cera de arrayán y los aceites de laurel y verbena. El mirceno es un trieno con una cadena principal de ocho átomos de carbono y dos ramificaciones de un carbono.

6.2

Los enlaces de cabeza a cola entre las unidades de isopreno son mucho más comunes en la naturaleza que los patrones alternativos de cabeza a cabeza o de cola a cola. El término "terpeno" fue acuñado en 1866 por el químico alemán August Kekulé. El nombre "terpeno" es una forma abreviada de "terpentina", una ortografía obsoleta de "trementina".

Aunque a veces se usan indistintamente con "terpenos", los terpenoides (o isoprenoides) son terpenos modificados que contienen grupos funcionales adicionales, generalmente que contienen oxígeno (IUPAC, 2020). Algunos usan los términos terpenos y terpenoides indistintamente. Ambos tienen olores fuertes y, a menudo, agradables, que pueden proteger a sus anfitriones o atraer a los polinizadores. El inventario de terpenos y terpenoides se estima en 55000 entidades químicas (Chen & Baran, 2009).

El Premio Nobel de Química de 1939 fue otorgado a Leopold Ružička "por su trabajo sobre polimetilenos y terpenos superiores" (Grandin, 1966), "incluida la primera síntesis química de hormonas sexuales masculinas" (Hillier & Lathe, 2019).

Los terpenos también son importantes bloques de construcción biosintéticos. Los esteroides, por ejemplo, son derivados del triterpeno escualeno. Los terpenos y los terpenoides también son los constituyentes principales de los aceites esenciales de muchos tipos de plantas y flores (Omar et al., 2016). En las plantas, los terpenos y los terpenoides son mediadores importantes de las interacciones ecológicas. Por ejemplo, desempeñan un papel en la defensa de las plantas contra la herbivoría, la resistencia a las enfermedades, la atracción de mutualistas como los polinizadores, así como la posible comunicación planta-planta (Martin, Gershenzon, & Bohlmann, 2003; Pichersky, Noel, & Dudareva, 2006). Otras funciones de los terpenoides incluyen la modulación del crecimiento celular y el alargamiento de la planta, la captación de luz y la fotoprotección, y el control de la permeabilidad y la fluidez de la membrana (Roberts, 2007).

Los árboles liberan mayores cantidades de terpenos en climas más cálidos, donde pueden funcionar como un mecanismo natural de siembra de nubes. Las nubes reflejan la luz del sol, lo que permite que la temperatura del bosque se regule (Adam, 2008).

Figura 6‑1. Nasutitermes corniger es una especie de termita arbórea endémica del neotrópico. Está muy relacionado con Nasutitermes ephratae. La especie ha sido estudiada con relativa intensidad, particularmente en la isla de Barro Colorado, Panamá. Estos estudios y otros han demostrado que la termita interactúa con muchos organismos diferentes, incluido un murciélago que se posa en su nido y varias especies de hormigas que cohabitan con la termita.

Algunos insectos utilizan algunos terpenos como forma de defensa. Por ejemplo, las termitas de la subfamilia Nasutitermitinae ahuyentan a los insectos depredadores mediante el uso de un mecanismo especializado llamado pistola fontanelar, que expulsa una mezcla resinosa de terpenos (Nutting, Blum, & Fales, 1974).

Los terpenos son incoloros, aunque las muestras impuras suelen ser amarillas. Escala de puntos de ebullición con tamaño molecular: terpenos, sesquiterpenos y diterpenos respectivamente a 110, 160 y 220 °C. Al ser altamente no polares, son insolubles en agua. Al ser hidrocarburos, son altamente inflamables y tienen una gravedad específica baja (flotan en el agua).

Los terpenoides (mono-, sesqui-, di-, etc.) tienen propiedades físicas similares pero tienden a ser más polares y, por lo tanto, ligeramente más solubles en agua y algo menos volátiles que sus análogos terpénicos. Los derivados altamente polares de los terpenoides son los glucósidos, que están ligados a los azúcares. Son sólidos solubles en agua. Son aceites ligeros al tacto considerablemente menos viscosos que los aceites vegetales familiares como el aceite de maíz (28 cP), con una viscosidad que oscila entre 1 cP (agua ala) y 6 cP. Como otros hidrocarburos, son altamente inflamables. Los terpenos son irritantes locales y pueden causar trastornos gastrointestinales si se ingieren.