Breve historia de la quimica organica LA QUMICA ORGNICA Y LOS COMPUESTOS ORGNICOS

Qumica orgnica, desde sus inicios

Los inicios de la rama de la Qumica que hoy conocemos como Qumica Orgnica se pueden ubicar en la demostracin de Lavoisier (1784), de que los productos derivados de animales y vegetales estn compuestos por carbono, hidrgeno y cantidades menores de oxgeno, nitrgeno, azufre y fsforo. Dos dcadas despus (1807) Berzelius clasific los compuestos en orgnicos (los que se forman en seres vivos) e inorgnicos (que estn en los minerales). Pero el suceso realmente significativo fue el experimento de Whler (1828) quien obtuvo urea, compuesto presente en la orina de muchas especies animales, a partir de la sal inorgnica cianato de amonio. Este descubrimiento debilit y finalmente destruy la creencia arraigada por entonces, de que para formar compuestos orgnicos era necesaria la fuerza vital del organismo vivo.

Friedrich Whler estudiando la sntesis de la urea Aos ms tarde, Justus von Liebig (1840) descubri que las plantas crecen al alimentarse aprovechando el dixido de carbono del aire y el nitrgeno y los minerales del suelo; y que en el suelo los microbios transforman el nitrgeno en 9 compuestos nitrogenados. Invent el fertilizante nitrogenado. Aos despus, Liebig cre el concepto de cadena carbonada.

Por 1845, Hoffmann realiz sus primeras investigaciones sobre el alquitrn de hulla y las bases (aminas y compuestos relacionados). Demostr la estructura de la anilina. Once aos despus (1856), mientras Hoffmann pretenda sintetizar la quinina, compuesto til contra la malaria (aun hoy el alcaloide quinina es un importante antimalrico), un alumno suyo de 18 aos, William Perkin, intent obtenerla oxidando anilina. Pero en vez de la quinina, obtuvo un colorante morado. Patent el descubrimiento y mont una fbrica (antes de Perkin, el colorante prpura era muy caro, se haba extrado de las cochinillas, pequeos crustceos originarios de Amrica, que eran conocidos y utilizados por los aztecas, y por la cultura Paracas de la costa del Per hace 2000 aos; y fueron introducidas en Europa por los conquistadores. Los fenicios haban obtenido el prpura de Tiro a partir de un caracol de mar). Perkin se dedic de lleno a su colorante, y tres aos despus era millonario. Por esa poca, August Kekul (mayo de 1858) y Archibald Couper (junio de 1858) en forma totalmente independiente propusieron una nueva teora estructural, y la tetravalencia del carbono. Couper us por primera vez frmulas moleculares en las que los enlaces entre tomos se representaban como lneas. Kekul public en 1865 un artculo sugiriendo la estructura del benceno como una molcula cclica, con tres enlaces dobles alternados con enlaces simples. Otro qumico alemn, Adolf von Baeyer, hacia 1870 haba descubierto el fenol, los colorantes, fenolftalena y fluorescena, y varias resinas que se usaron en la industria. Diez aos despus prepar el colorante ndigo y estableci su estructura. Tambin en 1870, Vladimir V. Markovnikov enunci su Regla, luego de analizar los resultados de reacciones de adicin a alquenos. Por esa poca, en 1874 Vant Hoff y Le Bel enunciaron la teora del carbono tetradrico y los carbonos asimtricos, la cual utiliz Emil Fischer, as como el compuesto fenilhidracina, descubierto por l mismo (1875), en su colosal investigacin sobre los hidratos de carbono (1884-1894). La Qumica Orgnica tuvo durante el siglo XX un desarrollo casi explosivo, potenciado por ambas conflagraciones mundiales, particularmente por la segunda, tanto en la realizacin de investigaciones como a nivel de la industria. Previamente a aqullas, Emil Fischer realiz importantes investigaciones acerca de las protenas (1899-1908), en el curso de las cuales descubri dos aminocidos con estructura molecular cclica (la prolina y la hidroxiprolina), y estableci la naturaleza del enlace peptdico entre los aminocidos de las protenas; asimismo en 1901 comunic la preparacin del pptido glicilglicina. En el ao 1925 R.S. Mulliken introdujo el concepto de orbital como una regin por la cual circulan los electrones en una molcula. Poco despus, Linus Pauling introdujo el concepto y las formulaciones de la resonancia en las molculas (1928), y Ernst Hckel en 1931 comunic sus investigaciones sobre las molculas de compuestos aromticos, y sobre la aromaticidad. Entre 1912 y 1913, Friedrich Bergius consigui importantes resultados en la obtencin de combustibles lquidos en el laboratorio mediante la hidrogenacin del carbn y de aceites pesados. Desde 1914 a 1921 se dedic a obtener combustibles lquidos a partir de carbn, en plantas de regular tamao cerca de Berln. En 1927 comenz a producir combustibles lquidos sintticos a gran escala. Para el final de la SGM, el 90% de los combustibles utilizados por Alemania eran de origen sinttico. Luego de la derrota alemana, pas por varios pases y en 1947 lleg a Argentina. Particip en la elaboracin del primer Plan Quinquenal, proponiendo la hidrogenacin de carbn para el abastecimiento energtico del pas. Falleci en Buenos Aires (1949).

Linus Pauling (1930), propuso la Teora del Enlace de Valencia; en 1931, la hiptesis de la hibridacin de los orbitales, en 1932 propuso la electronegatividad, complementando su Teora del Enlace de Valencia. Recibi el Premio Nobel de Qumica en 1954 por su descripcin de los enlaces qumicos. Adems de numerosas otras contribuciones, estableci la estructura de hlice alfa de las protenas. 11 El estudio de sntesis de compuestos orgnicos naturales tuvo tambin un fuerte desarrollo en la primera mitad del siglo, podramos citar como ejemplos los trabajos de L. Ruzicka quien obtuvo (1935) las hormonas testosterona y androsterona a partir de colesterol; y de Robert Robinson, quien realiz la sntesis de los colorantes rojo, azul y violeta de las flores (antocianinas), as como de varios alcaloides (1947), entre otros. En la segunda mitad del siglo XX el desarrollo de la Qumica Orgnica fue asombroso. Algunos compuestos tuvieron un gran impacto inicial en las condiciones de vida, tal fue el caso del DDT, que si bien se us en 1944-45 para proteger tropas aliadas contra la malaria y el tifus durante la llamada Guerra del Pacfico, y posteriormente con fines civiles para controlar brotes de malaria, progresivamente produjo resistencia en numerosas especies de insectos. Por ejemplo, hacia 1972 se comprob la resistencia desarrollada en 19 especies de mosquitos; por lo cual, incluidos adems el riesgo de desarrollar cncer en humanos, su extremadamente lenta biodegradabilidad, causante de la acumulacin en las cadenas trficas, y el alegato del best seller de Rachel Carson Primavera silenciosa (1962), su uso fue prohibido ya en 1972 por la EPA (Agencia de Proteccin Ambiental de EE.UU.). Asimismo, otros plaguicidas similares a compuestos naturales fueron obtenidos por sntesis por ejemplo, el piretroide aletrina, preparado por M.S. Schechter en 1949, y que fue el primero de una serie de insecticidas piretroides algunos de los cuales estn hoy en uso, por ejemplo la deltametrina y la cipermetrina. Paralelamente, la investigacin sobre reacciones rindi mayores frutos, se pueden mencionar los trabajos de P. Edman sobre degradacin de protenas (1950), que aplic al anlisis secuencial de protenas; los trabajos de F. Sanger que le permitieron conocer la estructura de la insulina (1955) y la secuenciacin del ADN (1975), cuya estructura secundaria de doble hlice haba sido establecida por J.D. Watson y F.H.C. Crick en 1953. Uno de los grandes Maestros de la sntesis orgnica, el Prof. R.B. Woodward, quien sostena que la sntesis era un noble arte, realiz las sntesis totales (a partir de molculas pequeas) de compuestos como el antimalrico quinina 12 (1944), que como vimos le haba sido esquiva a Hoffmann all por 1856; el colesterol y la hormona cortisona en 1951, y la vitamina B12, en 1971. En cuanto a desarrollos para reacciones de utilidad industrial, se puede mencionar el del catalizador de Ziegler-Natta (1953), un cido de Lewis que, aplicado a la polimerizacin de alquenos, permite realizarla a presin atmosfrica en vez de a 1000 atmsferas de presin, como era necesario previamente al descubrimiento de Karl Ziegler y Giulio Natta. Particularmente en la dcada de 1970 el desarrollo de la sntesis orgnica fue exponencial, pero sin que se considerara de manera alguna la importancia de la contaminacin producida por la industria qumica. Por este tiempo, el otro gran Maestro de la sntesis orgnica, el Prof. E.J. Corey, quien sostena que la sntesis era una ciencia madura, predecible, desarroll un sistema sencillo para realizar el diseo de la sntesis de un compuesto orgnico, a partir de la aplicacin de pocas reglas, subdividiendo idealmente la estructura de la molcula deseada, y generando las estructuras de los posibles precursores. sto permiti racionalizar las sntesis, al punto que el mismo Corey gener varias versiones de un programa de computacin para el diseo de sntesis de molculas orgnicas (1969-1974). Corey realiz con su equipo, las sntesis totales de numerosos compuestos, como el cido giberlico, numerosos sesquiterpenos, y varias prostaglandinas. La mayor parte de los principios activos de los medicamentos actualmente en uso se generaron durante la dcada de 1970 o en los aos siguientes. Aunque algunos frmacos se conocen desde hace mucho tiempo, por ejemplo la aspirina (C.F. Gerhardt, 1853); sus propiedades teraputicas como febrfugo, analgsico y antiinflamatorio se describieron recin en 1899. Previamente (desde Hipcrates, s. V a.C.) se utilizaba el extracto de cortezas de sauce blanco, Salix alba, a cuyo contenido de salicina debe sus propiedades. Hacia los 1990 se estableci progresivamente la conciencia de la contaminacin del planeta, y desde entonces se desarrolla la Qumica Verde, o Qumica Sustentable. Aplicando sus postulados, actualmente se realizan las sntesis de gran cantidad de compuestos orgnicos tiles, mediante reacciones limpias (sin generacin de contaminantes) que utilizan catalizadores o energa 13 elctrica, y con el requerimiento de energa ms bajo posible. Las industrias qumicas y las relacionadas, adoptan lentamente los nuevos procedimientos.

Autino , Juan Carlos Introduccin a la qumica orgnica / Juan Carlos Autino ; Gustavo Romanelli ; Diego Manuel Ruiz. - 1a ed. - La Plata: Universidad Nacional de La Plata, 2013. E-Book: ISBN 978-950-34-0998-5