La Química y los sentidos

Transcripción

1 La Química de lo cotidiano. La Química y los sentidos. Bernardo Herradón 15 de abril de 2009 La Química y los sentidos

2 Mecanismo de la visión La RETINA recibe las impresiones luminosas y las transmite al cerebro. Está constituida por: CNS, unas células sensibles a la intensidad de la luz y a la visión de los colores, y BASTNES, células que detectan el blanco y el negro y los distintos tonos del gris. Mecanismo molecular de la visión H 3 C CH 3 CH 3 hν H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 H CH 3 H 3 C CH 3 11-cis retinal H todo-trans retinal H. K. Hartline, Premio Nobel, 1967

3 El espectro electromagnético c = λν E = hν LA QUÍMICA Y LS CLRES El color es un fenómeno físico relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético, que perciben las personas y algunos animales a través de los órganos de visión

4 LA QUÍMICA Y LS CLRES Interacción de la materia y la energía EL CLR DE LS BJETS Todo cuerpo iluminado absorbe todas o parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son analizadas por el ojo e interpretadas cómo colores según las longitudes de onda correspondientes Los colores complementarios son aquellos que, en el espectro, se encuentran justo uno frente al otro. Así, el complementario del verde es el rojo, el del azul es el naranja y del amarillo el morado.

5 EL CLR DE LS BJETS El color blanco resulta de la superposición de todos los colores, mientras que el negro es la ausencia de luz. La luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores (espectro) por medio de un prisma. En la naturaleza esta descomposición da lugar al arco iris. LA QUÍMICA Y LS CLRES Algunos colorantes naturales

6 Colores en la Naturaleza El color y la estructura de las moléculas Hidrógeno (H) Carbono (C) β-carten (C 40 H 56 )

7 El color y la estructura de las moléculas Hemoglobina Hidrógeno (H) CLRFILA (C 55 H 72 MgN 4 5 ) xígeno () Nitrógeno (N) Magnesio (Mg) N N Carbono (C) N Mg N

8 THE TTAL SYNTHESIS F CHLRPHYLL R. B. Woodward y col. J. Am. Chem. Soc., 1960, 82, N N Mg N N Síntesis de clorofila. Estrategia.

9 Síntesis de clorofila 46 etapas Tetrahedron 1990, 26, Fotosíntesis

10 Fotosíntesis artificial. Conversión de energía lumínica en energía química. Conversión de energía química en lumínica

11 Colorantes LÁSER N B N F F Química y color Aplicaciones: Pinturas Colorantes Tintes Pigmentos Fotografía Usos en alimentos, cosmética, contrucción, material escolar, industria textil, etc.

12 Química y color. Aplicaciones en cosmética. C 2 H Br Br C 2H H Br Br H Eosina Fluoresceina tro aditivos: Ti 2 (protege de la radiación UV y blanquea el color) Aceites y ceras (para darle consistencia) Agentes balsámicos Componentes minoritarios: vitamina E, aromatizantes, profiláctico antimicrobiano, protectores solares. Colorantes sintéticos von Baeyer, 1871

13 Colorantes sintéticos Reacción de Perkin: SENTID DEL LFAT dorante: Sustancia capaz de provocar una respuesta olfativa. lor: la sensación que resulta de la estimulación de los órganos olfativos. Detección de a compuestos químicos con diferentes olores. Las sustancias odorantes tienen un serie de características físico-químicas determinadas: Sustancia volátil. Ligeramente soluble en agua. Soluble en lípidos. Contacto con los receptores durante un tiempo mínimo. El sistema olfatorio es muy complejo. En los animales también puede detectar feromonas, la presencia de depredadores, etc.

14 SENTID DEL LFAT SENTID DEL LFAT

15 SENTID DEL LFAT. RELACINES ESTRUCTURA-ACTIVIDAD. Teoría del olor: Sólo importa la forma (el tamaño). Esta teoría no puede ser correcta, pues compuestos muy similares tienen olores muy distintos o compuestos muy distintos tienen olores similares. La estereoquímica (forma en el espacio tridimensional) y el carácter electrónico (distribución de electrones) tienen mucha importancia. (S)-(+)-carvona (olor a eneldo) (R)-(-)-carvona (olor a menta suave) SENTID DEL LFAT

16 Isómeros del mentol. lor a menta y efecto refrescante. Algo de estereoquímica Quiralidad: concepto topológico. Un objeto es quiral si no es superponible con su imagen especular. Un objeto quiral no posee planos de simetría. Cedidas por Juan José Vaquero (Universidad de Alcalá)

17 QUIRALIDAD El universo es disimétrico; si todo el conjunto de cuerpos celestes que componen el sistema solar se emplazase delante de un espejo manteniendo sus movimientos individuales, la imagen especular no podría ser superpuesta con la realidad... (Louis Pasteur, 1858) QUIRALIDAD Y ACTIVIDAD PTICA Biot (1815) LUZ PLARIZADA α = rotación optica RTACIN PTICA ESPECIFICA (α) = α/cxl l = longitud tubo muestra (dm) c = concentración g/ml

18 QUIRALIDAD Y ESTEREQUÍMICA vant t Hoft y le Bel (1874) Vant t Hoft Propuesta espacial para las formulas estructurales utilizadas en química y la relación de la actividad óptica y la constitución química de los compuestos orgánicos QUIRALIDAD-TERMINLGIA Los enantiomeros tienen todas sus propiedades químicas y físicas iguales. Solo difieren en su comportamiento frente a la luz polarizada. Los enantiomeros son ópticamente activos y uno de ellos desvía el plano de polarización hacia la derecha (+) y el otro la misma magnitud hacia la izquierda (-) Un racémico o racemato es una mezcla al 50% de cada enantiomero. Un racémico es ópticamente inactivo

19 LS TERPENS Y LA INDUSTRIA DE LA PERFUMERÍA LS TERPENS Y LA INDUSTRIA DE LA PERFUMERÍA

20 LS TERPENS Y LA INDUSTRIA DE LA PERFUMERÍA La perfumería moderna es una mezcla de arte, ciencia y tecnología. La Química es la ciencia central en esta industría, dónde colaboran químico físicos, analíticos, químicos orgánicos sintéticos y bioquímicos CMPUESTS QUÍMICS USADS EN LA INDUSTRIA DE LS PERFUMES Y FRAGANCIAS

21 Preparación de componentes de perfúmes y fragancias Componente de esencia de rosa y de geranio LA REACCIÓN DE DIELS-ALDER EN LA PRDUCCIÓN DE PERFUMES Muguet lor a ámbar Floral

22 DERIVADS DE JASMNA. CMPNENTES DE PERFUMES N TERPÉNICS. CMPUESTS ARMÁTICS

23 tros productos de la industria de los perfumes y fragancias: Jabón Champú Gel de baño y ducha Desodorante Antitranspirante

24 Sentido del gusto quinina H CH HC CH ácido cítrico NH 2 HC CH ácido glutámico La Química y los sabores dulces SACARSA (C 12 H ) Hidrógeno (H) xígeno () H H H H Carbono (C) H H H H

25 La Química y los sabores dulces Hidrógeno (H) SACARINA (C 7 H 5 3 NS) xígeno () Nitrógeno (N) Carbono (C) Azufre (S) N H S La Química y los sabores dulces Aspartamo CH 3 H 2 N N H CH 3

26 Sentido del tacto Canales iónicos. Proteínas que forman parte de las membranas celulares Sentido del tacto Es difícil erradicar del dolor crónico procedente de un accidente o de enfermedades degenerativas, como la artritis. La analgesia eficaz es una de los asuntos pendientes de la investigación en Química Médica. Una posible via para tratar estas dolencias es con compuestos químicos que producen la sensación de frío. H HN N H Current Biology 2006, 16, 1591 Mentol N 2 Icilin