martes, 16 de julio de 2013

UTILIDADES EN LA INDUSTRIA DE LOS ALCOHOLES, ESTERES Y ETERES



UTILIDADES DE LOS ALCOHOLES, ESTERES Y ETERES

Realizado por: Hector Fernando Parraga Sanchez
11-3T

LOS ALCOHOLES
PROPIEDADES FISICAS
Los alcoholes son compuestos que presentan en la cadena carbonada uno o más grupos Hidroxi u Oxidrilo.

Las propiedades físicas de un alcohol se basan principalmente en su estructura. El alcohol está compuesto por un alcano y agua. Contiene un grupo hidrofóbico (sin afinidad por el agua) del tipo de un alcano, y un grupo hidroxilo que es hidrófilo (con afinidad por el agua), similar al agua. De estas dos unidades estructurales, el grupo –OH da a los alcoholes sus propiedades físicas características, y el alquilo es el que las modifica, dependiendo de su tamaño y forma.

El grupo –OH es muy polar y, lo que es más importante, es capaz de establecer puentes de hidrógeno: con sus moléculas compañeras o con otras moléculas neutras.

Solubilidad:
Puentes de hidrógeno: La formación de puentes de hidrógeno permite la asociación entre las moléculas de alcohol.
A partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol, su solubilidad disminuye rápidamente en agua, porque el grupo hidroxilo (–OH), polar, constituye una parte relativamente pequeña en comparación con la porción hidrocarburo. A partir del hexanol son solubles solamente en solventes orgánicos.

Punto de Ebullición: Los grupos OH presentes en un alcohol hacen que su punto de ebullición sea más alto que el de los hidrocarburos de su mismo peso molecular. En los alcoholes el punto de ebullición aumenta con la cantidad de átomos de carbono y disminuye con el aumento de las ramificaciones.
El punto de fusión aumenta a medida que aumenta la cantidad de carbonos.

Densidad: La densidad de los alcoholes aumenta con el número de carbonos y sus ramificaciones.

PROPIEDADES QUIMICAS
OXIDACION: la oxidación es la reacción de alcoholes para producir ácidos carboxílicos, cetonas o aldehídos dependiendo del tipo de alcohol y de catalizador, puede ser:
·         La reacción de un alcohol primario con ácido crómico 8CrO3) en presencia de piridina produce un aldehído:

·         La reacción de un alcohol primario en presencia del reactivo de jones produce un acido carboxílico:

·         La reacción de un alcohol secundario en presencia de permanganato de potasio produce una cetona:


DESHIDROGENACION: los alcoholes primarios y secundarios cuando se calientan en contacto con ciertos catalizadores, pierden atomos de hidrogeno para formar aldehídos o cetonas. Si esta deshidrogenacion se realiza en presencia de aire (O) el hidrogeno sobrante se combina con el oxigeno para dar agua.


HALOGENACION: el alcohol reacciona con el acido hidracido para formar haluros de alquilo mas agua:
R-OH + HX ------------> R-X + H2O

DESHIDRATACION: es una propiedad de los alcoholes mediante la cual podemos obtener éteres o alquenos:
2 R -CH2OH ----------> R – CH2 – O –CH2 – R’

R-R-OH ------------> R=R + H2O

REACCION CON CLORURO DE TIONILO:
El cloruro de tionilo (SOCl2) se puede usar para convertir alcoholes en el correspondiente cloruro de alquilo en una reacción simple que produce HCl gaseoso y SO2.



DIBUJOS Y GRAFICAS DE LOS ALCOHOLES:

      



USOS DE LOS ALCOHOLES:

Los alcoholes se utilizan como productos químicos intermedios y disolventes en las industrias de textiles, colorantes, productos químicos, detergentes, perfumes, alimentos, bebidas, cosméticos, pinturas y barnices. Algunos compuestos se utilizan también en la desnaturalización del alcohol, en productos de limpieza, aceites y tintas de secado rápido, anticongelantes, agentes espumígenos y en la flotación de minerales.
El n-propanol es un disolvente utilizado en lacas, cosméticos, lociones dentales, tintas de impresión, lentes de contacto y líquidos de frenos. También sirve como antiséptico, aromatizante sintético de bebidas no alcohólicas y alimentos, producto químico intermedio y desinfectante. El isopropanol es otro disolvente industrial importante que se utiliza como anticongelante, en aceites y tintas de secado rápido, en la desnaturalización de alcoholes y en perfumes. Se emplea como antiséptico y sustitutivo del alcohol etílico en cosméticos (p. ej. lociones para la piel, tónicos capilares y alcohol para fricciones), pero no puede utilizarse en productos farmacéuticos aplicados internamente. El isopropanol es un ingrediente de jabones líquidos, limpiacristales, aromatizante sintético de bebidas no alcohólicas y alimentos y producto químico intermedio.
El n-butanol se emplea como disolvente de pinturas, lacas, barnices, resinas naturales y sintéticas, gomas, aceites vegetales, tintes y alcaloides. Se utiliza como sustancia intermedia en la fabricación de productos químicos y farmacéuticos, y en las industrias de cuero artificial, textiles, gafas de seguridad, pastas de caucho, barnices de laca, impermeables, películas fotográficas y perfumes. El sec-butanol se utiliza también como disolvente y producto químico intermedio, y se encuentra en líquidos hidráulicos de frenos, limpiadores industriales, abrillantadores, decapantes de pinturas, agentes de flotación para minerales, esencias de frutas, perfumes y colorantes.
El isobutanol , un disolvente para revestimientos de superficie y adhesivos, se emplea en lacas, decapantes de pinturas, perfumes, productos de limpieza y líquidos hidráulicos. El terc-butanol se utiliza para la eliminación del agua de los productos, como disolvente en la fabricación de fármacos, perfumes y aromas, y como producto químico intermedio. También es un ingrediente de productos industriales de alcohol, un desnaturalizante de alcoholes y un cebador de octano en gasolinas. Los alcoholes amílicos actúan como espumígenos en la flotación de minerales. Muchos alcoholes, entre ellos el alcohol metilamílico, 2-etilbutanol, 2-etilhexanol, ciclohexanol, 2-octanol y metilciclohexanol, se utilizan en la fabricación de lacas. Además de sus numerosas aplicaciones como disolventes, el ciclohexanol y el metilciclohexanol son también útiles en la industria textil. El ciclohexanol se utiliza en el acabado de tejidos, el procesado del cuero y como homogeneizador de jabones y emulsiones detergentes sintéticas. El metilciclohexanol es un componente de productos quitamanchas a base de jabón y un agente de mezcla en jabones y detergentes para tejidos especiales. El alcohol bencílico se utiliza en la preparación de perfumes, productos farmacéuticos, cosméticos, colorantes, tintas y ésteres bencílicos. Sirve también como disolvente de lacas, plastificante y desengrasante en productos para la limpieza de alfombras. El 2-cloroetanol se emplea como agente de limpieza y disolvente de éteres de celulosa. El etanol es la materia prima de numerosos productos, como acetaldehído, éter etílico y cloroetano. Se utiliza como anticongelante, aditivo alimentario y medio de crecimiento de levaduras, en la fabricación de revestimientos de superficie y en la preparación de mezclas de gasolina y alcohol etílico. La producción de butadieno a partir de alcohol etílico ha tenido una gran importancia en las industrias de los plásticos y el caucho sintético. El alcohol etílico puede disolver muchas sustancias y, por este motivo, se utiliza como disolvente en la fabricación de fármacos, plásticos, lacas, barnices, plastificantes, perfumes, cosméticos, aceleradores del caucho, etc.
El metanol es un disolvente de tintas, colorantes, resinas y adhesivos. Se utiliza en la fabricación de película fotográfica, plásticos, jabones textiles, tintes de madera, tejidos con capa de resina sintética, cristal inastillable y productos impermeabilizantes. Sirve como materia prima para la fabricación de muchos productos químicos y es un ingrediente de decapantes de pinturas y barnices, productos desengrasantes, líquidos embalsamadores y mezclas anticongelantes. El pentanol se utiliza en la fabricación de lacas, pinturas, barnices, decapantes, caucho, plásticos, explosivos, líquidos hidráulicos, pegamentos para calzado, perfumes, productos químicos y farmacéuticos, y en la extracción de grasas. Cuando se utilizan como disolventes, sirven perfectamente las mezclas de alcoholes, pero para síntesis químicas o extracciones más selectivas se requieren a menudo productos más puros. Después del cloruro de alilo, el alcohol alílico es el compuestos alílico más importante en la industria. Se utiliza en la fabricación de productos farmacéuticos y en síntesis químicas en general, pero sobre todo para la producción de una serie de ésteres alílicos, los más importantes de los cuales son el ftalato de dialilo y el isoftalato de dialilo, que sirven de monómeros y repolímeros.

          




RIESGOS Y BENEFICIOS PARA LA SALUD

Metabolismo

El metanol es metabolizado por la enzima alcohol deshidrogenasa, la misma que metaboliza el etanol, pero esta enzima es 22 veces más afín por el etanol que por el metanol, razón por la cual se utiliza el etanol como antídoto de esta intoxicación, ya que al preferir la enzima como sustrato el etanol estamos evitando la formación de los metabolitos tóxicos del metanol, causante de los síntomas, los cuales son el formaldehído y el ácido fórmico.
Es importante conocer que una vez se inicie el metabolismo del metanol a formaldehído, este es un producto muy reactivo, por lo cual no se puede detectar, más no así el ácido fórmico el cual se puede medir en sangre y orina aún cuando los niveles de metanol en sangre sean negativos; la eliminación de ácido fórmico aumenta en presencia de ácido fólico, ya que este último promueve la conversión del ácido fórmico a dióxido de carbono y agua, evitando de esta manera la toxicidad.

Manifestaciones clínicas

Las manifestaciones clínicas dependen de la cantidad de la ingesta, el tiempo que demore el paciente en consultar y la demora en instaurar el tratamiento médico. La dosis tóxica de metanol presenta variaciones individuales; para un adulto es de 60-250 mL de metanol al 40%, aunque se ha reportado sobrevida con 500-600 mL y muerte con tan sólo 15 mL.
Los síntomas se inician entre los 40 minutos y 72 horas postingesta dependiendo del tiempo que se tarden en formarse los metabolitos tóxicos y consisten en embriaguez, cefalea, náuseas, vómito que marcan el inicio de un ”r;guayabo” mucho más fuerte que el del etanol; dolor abdominal principalmente en mesogastrio por lo que se debe descartar la presencia de pancreatitis; taquipnea, donde el patrón que predomina es la respiración de Kusmaull como manifestación de acidosis metabólica; dentro de los síntomas oculares tenemos disminución de la agudeza visual, midriasis que no responde a la luz, visión borrosa, hiperemia del disco óptico al fondo de ojo, fotofobia que es quizás el síntoma ocular inicial, diplopía y ceguera, se presentan además mialgias, disminución de la fuerza, insuficiencia renal aguda, depresión del sistema nervioso central, hipotensión, bradicardia, colapso circulatorio el cual es signo de mal pronóstico; finalmente las convulsiones, coma y muerte.

Diagnóstico

El diagnóstico es clínico, basado en una alta sospecha de ingesta de alcohol adulterado y la presencia de síntomas oculares, además de encontrar en los paraclínicos niveles de metanol en sangre, ácido fórmico tanto en sangre como en orina, un bicarbonato de sodio bajo, acidosis metabólica con hipokalemia debido a la unión del potasio con ácido fórmico formando formiato de potasio, brecha aniónica alta y amilasas elevadas.

Alcohol etílico, CH3CH2OH

Químicamente, cuando hablamos de alcohol, nos estamos refiriendo al alcohol etílico o etanol, cuya fórmula es CH3CH2OH. Existen otros tipos de alcohol, que no pueden ser ingeridos debido a su alta toxicidad, como es el caso del alcohol metílico ("pájaro verde") que ha causado numerosas muertes en los establecimientos penitenciarios.
El alcohol etílico se obtienen de la fermentación del almidón y la glucosa que se encuentra en las frutas, los cereales, la miel, la caña de azúcar y otras sustancias.
Hasta el siglo X se disponía de tecnología para producir bebidas alcohólicas de baja concentración (menos de 15° ), tales como la cerveza, chicha y vino; alquimistas árabes introdujeron en Europa el proceso de destilación de los productos obtenidos de la fermentación, permitiendo así la elaboración de bebidas con mayor contenido de alcohol (30 a 55°), como es el caso del aguardiente, el coñac, el pisco, el whisky, etc.
En la tabla siguiente se muestran algunas bebidas alcohólicas con sus concentraciones (grados de alcohol) y equivalencias (cantidad de bebida que contiene 15 ml de alcohol absoluto).
Nótese que en un vaso pequeño con licor fuerte de 45° existe la misma cantidad de alcohol que en un vaso grande ("shopero") con cerveza.

¿A dónde va el alcohol que se bebe?

Se han descrito 4 etapas en el recorrido que el alcohol efectúa en nuestro organismo:
a.       Absorción: A causa de su bajo peso molecular el alcohol no requiere de un proceso de digestión, sino que es absorbido directamente en su estado original a través de la mucosa del estómago y del intestino delgado. La absorción es rápida, pudiendo alcanzar el algunos casos concentración máxima en la sangre en solamente 10 a 20 minutos, aunque habitualmente dicha concentración máxima en la sangre se obtiene después de 30 a 60 minutos. El factor de mayor influencia sobre la velocidad de absorción es la cantidad de alimento que se encuentra en el estómago en el momento que llega el alcohol a él. De este modo, los aperitivos y otras formas de ingestión en ayunas permiten un rápido paso del alcohol al torrente sanguíneo, mientras que el beber inmediatamente después de una comida abundante (sobre todo si es rica en grasa) hacen que el alcohol llegue a la sangre más lentamente, y que por lo tanto alcance un nivel de alcoholemia menor.
b.       Distribución: El alcohol viaja por la sangre a todos los lugares del organismo, difundiéndose fácilmente hacia las células de los distintos órganos y tejidos. La cantidad de alcohol que pasa a las células, y por ende su efecto en el organismo, dependen de su concentración en la sangre o alcoholemia. De gran significado es el hecho que el alcohol se distribuya con facilidad hacia el Sistema Nervioso Central, donde ejerce un efecto depresor de sus funciones.
c.       Metabolización: Alrededor del 90% del alcohol absorbido es metabolizado en el hígado, gracias a la acción de enzimas que lo transforman en acetaldehído, ácido acético, y finalmente en anhídrido carbónico y agua. La velocidad de desintoxicación del alcohol depende en gran medida de esa función hepática. Se estima que en el hígado de una persona adulta, de sexo masculino, sana, de 70 Kg. de peso, puede metabolizar aproximadamente 15 mL de alcohol absoluto por hora. En la mujer, este proceso es más lento y solamente se metaboliza el 10 a 12 mL. de alcohol por hora.
d.       Eliminación: el 10% del alcohol restante es eliminado directamente, sin transformación, a través del aire expirado y la orina. Cantidades pequeñas son eliminadas también por la transpiración (piel), las lágrimas y la leche materna. El hecho que el alcohol sea eliminado en esta forma ha permitido desarrollar métodos que posibilitan su detección en el aire expirado, la orina y las lágrimas, y así poder estimar de manera bastante aproximada el nivel de alcoholemia.

Alcohol isopropílico, CH3CH(CH3)OH

El alcohol isopropílico (2-propanol), al alcohol común para fricciones que se vende en las farmacias, es un antiséptico aún más eficaz que el alcohol etílico. El alcohol isopropílico se oxida industrialmente para producir acetona, un disolvente importante (y un componente de removedores de esmalte de uñas).

NOMBRE Y ESTRUCTURA QUIMICA DE LOS COMPUESTOS MAS REPRESENTATIVOS

                                


ESTERES

PROPIEDADES FISICAS
Los ésteres pueden participar en los enlaces de hidrógeno como aceptadores, pero no pueden participar como donadores en este tipo de enlaces, a diferencia de los alcoholes de los que derivan. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrógeno les convierte en más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan. Pero las ilimitaciones de sus enlaces de hidrógeno los hace más hidrofóbicos que los alcoholes o ácidos de los que derivan. Esta falta de capacidad de actuar como donador de enlace de hidrógeno ocasiona el que no pueda formar enlaces de hidrógeno entre moléculas de ésteres, lo que los hace más volátiles que un ácido o alcohol de similar peso molecular.
Muchos ésteres tienen un aroma característico, lo que hace que se utilicen ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Por ejemplo:
Los ésteres también participan en la hidrólisis esterárica: la ruptura de un éster por agua. Los ésteres también pueden ser descompuestos por ácidos o bases fuertes. Como resultado, se descomponen en un alcohol y un ácido carboxílico, o una sal de un ácido carboxílico:
Reacción de saponificación o hidrólisis.
PROPIEDADES QUIMICAS
En las reacciones de los ésteres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea entre el oxígeno y el alcohol o R, ya sea entre el oxígeno y el grupo R-CO-, eliminando así el alcohol o uno de sus derivados. La saponificación de los ésteres, llamada así por su analogía con la formación de jabones, es la reacción inversa a la esterificación.
Los ésteres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el éster etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol (Reducción de Bouveault-Blanc). El hidruro de litio y aluminio reduce ésteres de ácidos carboxílicos para dar 2 equivalentes de alcohol.2 La reacción es de amplio espectro y se ha utilizado para reducir diversos ésteres. Las lactonas producen dioles. Existen diversos agentes reductores alternativos al hidruro de litio y aluminio como el DIBALH, el trietil-borohidruro de litio o BH3–SiMe3 reflujado con THF.3
El dicloruro de titanoceno reduce los ésteres de ácidos carboxílicos hasta el alcano (RCH3)y el alcohol R-OH.4 El mecanismo probablemente se debe a la formación de un alqueno intermediario.
El hidrógeno α de muchos ésteres puede ser sustraído con una base no nucleofílica o el alcóxido correspondiente al éster. El carbanión generado puede unirse a diversos sustratos en diversas reacciones de condensación, tales como la condensación de Claisen , la Condensación de Dieckmann y la síntesis malónica. Muchos métodos de síntesis de anillos heterocíclicos aprovechan estas propiedades químicas de los ésteres, tales como la síntesis de pirroles de Hantzsch y la síntesis de Feist-Benary.
Existen reacciones de condensación en las que se utiliza un reductor que aporte electrones para formar el enlace C-C entre grupos acilo, como el caso de la condensación aciloínica. Los ésteres pueden dar alcoholes con dos sustituyentes idénticos por adición de reactivos de Grignard. Unas aplicación de esta reacción es la reacción de Fujimoto-Belleau.
DIBUJOS Y GRAFICAS DE LOS ESTERES
                                 
Ester de ácido carboxilico                 Ester de ácido carbonico                  Triester de ácido fosforico

Diester de ácido sulfúrico

USOS DE LOS ESTERES
Los ésteres son empleados en muchos y variados campos del comercio y de la industria, como los siguientes:
  • Disolventes
Los ésteres de bajo peso molecular son líquidos y se acostumbran a utilizar como disolventes, especialmente los acetatos de los alcoholes metílico, etílico y butílico.
  • Plastificantes
El acetatopropionato de celulosa y el acetatobutirato de celulosa han conseguido gran importancia como materiales termoplásticos. El nitrato de celulosa con un contenido de 10,5-11% de nitrógeno se llama piroxilina y con alcohol y alcanfor (plastificante) forma el celuloide. El algodón dinamita es nitrato de celulosa con el 12,5-13,5% de nitrógeno. La cordita y la balistita se fabrican a partir de éste, que se plastifica con trinitrato de glicerina (nitroglicerina). Los sulfatos de dimetilo y dietilo (ésteres del ácido sulfúrico) son excelentes agentes de alcoholización de moléculas orgánicas que contienen átomos de hidrógeno lébiles, como por ejemplo, el midón y la celulosa.
  • Aromas artificiales
Muchos de los ésteres de bajo peso molecular tienen olores característicos a fruta: plátano (acetado de isoamilo), ron (propionato de isobutilo) y piña (butirato de butilo). Estos ésteres se utilizan en la fabricación de aromas y perfumes sintéticos.
  • Aditivos Alimentarios
Estos mismos ésteres de bajo peso molecular que tienen olores característicos a fruta se utilizan como aditivos alimentarios, por ejemplo, en caramelos y otros alimentos que han de tener un sabor afrutado.
  • Productos Farmacéuticos
Productos de uso tan frecuente como los analgésicos se fabrican con ésteres.
  • Polímeros Diversos
Los ésteres de los ácidos no saturados, por ejemplo, del ácido acrílico o metacrílico, son inestables y se polimerizan rápidamente, produciendo resina; así, el metacrilato de metilo (lucita o plexiglás). De manera análoga los ésteres de los alcoholes no saturados son inestables y reaccionan fácilmente con ellos mismos; así, el acetado de vinilo se polimeriza dando acetato de polivinilo. Las resinas de poliéster, conocidas como gliptales, resultan de la poliesterificación de la glicerina con anhídrido ftálico; el proceso puede controlarse de manera que se produzca una resina fusible o infusible. Cuando la poliesterificación se realiza en presencia de un ácido no saturado de cadena larga del tipo de los aceites secantes, la polimerización de éste por oxidación se superpone a la poliesterificación y se producen los esmaltes sintéticos, duros y resistentes a la intemperie, que son muy adecuados por el acabado de los automóviles. La poliesterificación del etilenglicol con el ácido tereftálico produce fibra de poliéster. Si se da forma de láminas a este material, constituye una excelente película fotográfica.
  • Repelentes de insectos
Todos los repelentes de insectos que podemos encontrar en el mercado contienen ésteres.
Muchos ésteres tienen un olor característico, lo que hace que se utilicen
ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Por ejemplo:
* metil butanoato: olor a piña
* metil salicilato (aceite de siempreverde): olor de las pomadas Germolene™ y
Ralgex™ (Reino Unido)
* etil metanoato: olor a frambuesa
* pentil etanoato: olor a plátano
* pentil pentanoato: olor a manzana
* pentil butanoato: olor a pera o a albaricoque
* octil etanoato: olor a naranja.
                        
                                                                                                                                             
BENEFICIOS Y RIESGOS PARA LA SALUD
Los ésteres de ácidos salicílico se utilizan en medicina. Ejemplo:
·         ácido acetil salicílico fue introducida en la clínica en 1899 siendo utilizada como analgésico, anti-inflamatorio, antipirético y antitrombótico. Una vez en el organismo, el ácido acetilsalicíco es hidrolizado a salicilato, que también es activo. Las propiedades analgésicas y anti-inflamatorias del ácido acetil-salicílico son parecidas a las de otros anti-inflamatorios no esteroídicos. El ácido acetilsalicílico es utilizado en el tratamiento de numerosas condiciones inflamatorias y auto inmunes como la artritis juvenil, la artritis reumatoidea, y la osteoartritis. Por sus propiedades antitrombóticas se utiliza para prevenir o reducir el riesgo de infarto de miocardio y de ataques transitorios de isquemia. Durante la mayor parte del siglo XX, la aspirina fué utilizada como analgésico y anti-inflamatorio, pero a partir de 1980 se puso de manifiesto su capacidad para inhibir la agregación plaquetaria, siendo utilizada cada vez más para esta indicación. Más recientemente se ha demostrado que el tratamiento crónico con ácido acetilsalicílico (más de 10 años) reduce el riesgo de cáncer de colon. Se sabe hoy día que la aspirina posee propiedades antiproliferativas.
·         salicilato de metilo que está indicado para el alivio sintomático de alteraciones músculo esqueléticas, de articulaciones y tejidos blandos como dolores reumáticos, contusiones, esguinces, contracturas, tendinitis, etc., para lo cual se usa en concentraciones del 10-25%. También forma parte de formulaciones destinadas a inhalaciones, para el alivio sintomático de alteraciones del tracto respiratorio superior. Se usa en preparados en forma de cremas y pomadas en concentraciones del 10 al 25%. Se debe conservar protegido de la luz.
·         salicilato de fenilo es un antiséptico estomacal de uso muy amplio. Los ácidos no lo hidrolizan y, por lo tanto, pasa a través del estómago sin cambios. En el medio alcalino intestinal, ocurre la hidrólisis a fenol y salicilato. También se emplea como capa entérica para algunas píldoras medicinales a fin de permitir su paso a través del estómago intactas y desintegrarse en el intestino.
NOMBRE Y ESTRUCTURA QUIMICA DE LOS COMPUESTOS MÁS REPRESENTATIVOS

ETERES
PROPIEDADES FISICAS
Estructuralmente los éteres pueden considerarse derivados del agua o alcoholes, en los que se han reemplazado uno o dos hidrógenos, respectivamente, por restos carbonados.
La estructura angular de los éteres se explica bien asumiendo una hibridación en el oxígeno, que posee dos pares de electrones no compartidos.
No puede establecer enlaces de hidrogeno consigo mismo y sus puntos de ebullición y fusión son muchos más bajos que los alcoholes referibles.
Un caso muy especial lo constituyen los epóxidos, que son éteres cíclicos de tres miembros. El anillo contiene mucha tensión, aunque algo menos que en el ciclo propano.
Pero la presencia del oxígeno, que polariza los enlaces, y la existencia de la tensión, hacen que los epóxidos, al contrario que los éteres normales, sean muy reactivos y extremadamente útiles en síntesis.
Debido a que el angulo del enlace C-o-C no es 180º, los momentos dipolares de los enlaces C-O no se anulan; en consecuencia, los éteres presentan un pequeño momento dipolar neto (por ejemplo, 1.18 D para el dietil éter).
Esta polaridad débil no afecta apreciablemente a los puntos de ebullición de los éteres, que son similares a los de los alcanos de pesos moleculares comparables y mucho más bajos que los de los alcoholes isómeros.
PROPIEDADES QUIMICAS
Los éteres tienen muy poca reactividad química, debido a la dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. Por ello, se utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones orgánicas.
En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy inestables y poco volátiles. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter, pues se concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones. Esto se evita guardando el éter con hilo de sodio o añadiendo una pequeña cantidad de un reductor (SO4Fe, LiAIH4) antes de la destilación.
Los éteres no son reactivos a excepción de los epóxidos. Las reacciones de los epóxidos pasan por la apertura del ciclo. Dicha apertura puede ser catalizada por ácido o apertura mediante nucleófilo.
Los éteres son muy inertes químicamente y solo tiene unas pocas reacciones características.

Reacción con los haluros de hidrógeno.

Los haluros de hidrógeno (cuyas reactividades están en el orden HI>HBr>HCl) son capaces de romper los enlaces del oxígeno del éter y formar dos moléculas independientes. Los éteres alifáticos se rompen en dos moléculas del  haluro de alquilo correspondiente, mientras que en los éteres alquilo arilo se forman el alquil haluro correspondiente y fenol. Las reacciones que siguen con el HI sirven para ilustrar.
R-O-R'  +  HI  -------------------->  R-I  +  R'-I   +  H2O

Ar-O-R  +  HI  -------------->  Ar-OH   +  R-I

Reacción con el oxígeno del aire.

Cuando los éteres están en contacto con el aire, espontánea y lentamente se produce su oxidación que genera un peróxido derivado muy inestable.
La presencia de estos peróxidos son un elevado peligro potencial cuando el éter se somete a un proceso de destilación. En este caso, los peróxidos en el líquido no destilado aun, se van concentrando y pueden producir una violenta explosión.
Una regla de seguridad básica para hacer destilados con éteres es asegurarse de que en él no hayan peróxidos, y en caso de haberlos, eliminarlos antes de la destilación.

DIBUJOS Y GRAFICAS DE LOS ETERES
                     
         
USOS DE LOS ETERES
·  Medio de arrastre para la deshidratación de alcoholes isopropilicos y etílicos.
·  Disolvente de sustacias orgánicas (aceites, grasas, resinas, nitrocelulosa, perfumes y alcaloides).
·  Combustible inicial de motores diésel.
·  Fuertes pegamentos.
·  Antinflamatorio abdominal para después del parto, solo uso externo.
·  Medio para extractar para concentrar ácido acético y otros ácidos.
·  Es llamado la medicina antigua porque en la antigüedad se usaba como anestésico, debido a que no existían los métodos de anestesia moderna. En la actualidad también se usa como anestésico.
ETERES IMPORTANTES
ETER DIETILICO
Conocido también como éter etílico, dietil éter, etoxietano o simplemente éter.
Es un líquido incoloro, de olor penetrante, parcialmente soluble en agua y soluble en alcohol y cloroformo en todas sus proporciones. Es muy volátil e inflamable, siendo un peligro mayor, pues vapores son más pesados que el aire y no se esparcen en la atmósfera; por este motivo, pueden encenderse con llamas muy alejadas del sitio donde se encuentra el éter.
Se emplea mucho como anestésico, por la acción narcótica de sus vapores, en la industria se utiliza como disolvente; para fabricar colodión, pólvora sin humo.
·         ANETOL: Se extrae del anís, planta de la familia umbelífera y se le ha utilizado en perfumería, como saborizante en cremas dentales, en la fotografía y también por su acción expectorante.

·         GUAYACOL: Es un éter que se encuentra en el aceite esencial del pinus mugo, y se utiliza por su efecto expectorante en el organismo.

·         EUCALIPTOL: Obtenido de las hojas del árbol de eucalipto (Eucaliptus globulus). Las vaporizaciones de este material vegetal han sido utilizadas desde hace mucho tiempo para tratar afecciones bronquiales, tos y resfriados.

·         ETERES CORONA: Hay éteres que contienen más de un grupo funcional éter (poliéteres) y algunos de éstos forman ciclos; estos poliéteres se denominan éteres corona. Pueden sintetizarse de distintos tamaños y se suelen emplear como ligandos, para acomplejar selectivamente (por el tamaño) a cationes alcalinos. Los oxígenos establecen interacciones con el catión, que se coloca en el centro del ciclo, formándose un complejo.

Existen en la naturaleza compuestos de este tipo. Suelen servir como transporte de cationes alcalinos para que puedan atravesar las membranas celulares y de esta forma mantener las concentraciones óptimas a ambos lados. Por esta razón se pueden emplear como antibióticos, como por ejemplo, la valinomicina.
                                    

                   

RIESGOS Y BENEFICIOS PARA LA SALUD

¿Qué son los PBDEs?

Los PBDEs son sustancias químicas que se agregan a una variedad de productos de consumo para retardar llamas y hacer más difícil que se incendien. Debido a que los PBDEs se mezclan con el producto al que se agregan en vez de reaccionar con éste, bajo ciertas condiciones pueden abandonar el producto y entrar al ambiente, aunque esto raramente sucede. La producción comercial de PBDEs comenzó en la década de los 1970s en Alemania. La producción de PBDEs continúa hasta hoy. Hay tres productos de PBDEs de uso comercial, los éteres del pentabromobifenilo (pentaBDE), octabromobifenilo (octaBDE) y decabromobifenilo (decaBDE). Hay tipos de deca-y octaBDE que también se producen fuera de Estados Unidos (China e Israel). El decaBDE constituye más del 82% de la producción global de estos productos. Su uso principal es en cubiertas plásticas de artículos electrónicos como por ejemplo televisores. El octaBDE se usa en plásticos para artículos de oficina. El pentaBDE se usa en espumas para cojines de muebles. Los PBDEs no se han asociado con efectos adversos a la salud. Sin embargo, actualmente hay más preocupación porque algunas de estas sustancias químicas (especialmente los pentaBDEs) se han detectado en el ambiente en varias concentraciones. Las concentraciones ambientales de los PBDEs con bajo contenido de bromo parecen haberse estabilizado en Europa, mientras que parecen estar aumentando en áreas de Canadá y de Estados Unidos.
Los PBDEs son un grupo de sustancias químicas orgánicas sin fuentes naturales conocidas en el ambiente, excepto por unos pocos organismos marinos que producen formas de PBDEs que contienen niveles altos de oxígeno. Los productos comerciales de decaBDE y octaBDE son sólidos incoloros a blancuzcos, mientras que el producto comercial de pentaBDE es un líquido espeso. Los PBDEs no se evaporan al aire. Los PBDEs en el aire se encuentran asociados con polvo mas bien que en forma de vapor. Los PBDEs entran al ambiente en forma de mezclas que contienen una variedad de éteres de polibromobifenilos individuales y que forman varias clases. Algunas mezlas comerciales de PBDEs son conocidas por sus nombres registrados (DE-60F Special, DE-61, DE-62, DE-71, DE-79, DE-83R, Saytex® 102E). Los PBDEs aun se producen y usan extensamente en Estados Unidos , aunque se espera que el único fabricante de productos comerciales de penta-y octaBDE cese la producción de estas sustancias químicas a finales del año 2004.

¿Qué les sucede a los PBDEs cuando entran al medio ambiente?

Los PBDEs entran al aire, el agua y el suelo durante su manufactura y uso en productos de consumo. Cuando los PBDEs están suspendidos en el aire, pueden encontrarse en forma de partículas. Eventualmente regresan a la tierra o al agua cuando el polvo es arrastrado por la nieve o la lluvia. Los PBDEs no se disuelven fácilmente en agua y, por lo tanto, en el agua no se encuentran niveles altos. Las cantidades muy bajas de PBDEs que se encuentran en el agua se depositan eventualmente en el fondo. Los sedimentos del fondo de cuerpos de agua, tales como ríos o lagos, generalmente actúan como reservorios de decaBDEs, y estas sustancias pueden permanecer ahí durante años. Algunos PBDEs con bajo contenido de bromo (por ejemplo, tetra-y pentaBDEs) pueden acumularse en bajas concentraciones en peces (aproximadamente desde 10 billonésimas de gramo hasta 1 millonésima de gramo de PBDE por gramo de pez [ó10x10-9 a 1x10-6 gramos de PBDE por gramo de pez]). Sin embargo, los PBDEs con mayor contenido de bromo, por ejemplo el decaBDE, no se detectan en peces. En general, la degradación de los PBDEs en el suelo es muy lenta, de manera que pueden permanecer en el suelo por varios años. Los PBDEs se adhieren fuertemente a partículas en el suelo. El agua de lluvia no los dispersa mucho bajo la superficie del suelo; por lo tanto, es improbable que los PBDEs entren al agua subterránea.

¿Cómo podría yo estar expuesto a los PBDEs?

Algunas mezclas de PBDEs, especialmente decaBDE, se manufacturan en muchos lugares alrededor del mundo. Actualmente, Estados Unidos es el único fabricante de la mezcla de pentaBDE para uso comercial. Sin embargo, pronto comenzará la eliminación gradual de la producción de pentaBDE y octaBDE para uso comercial en Estados Unidos y en otros países. Los PBDEs con bajo contenido de bromo, como por ejemplo los tetraBDE y pentaBDE, se encuentran en bajos niveles en el aire, sedimentos, en animales y en los alimentos. La concentración de los PBDEs con bajo contenido de bromo en la sangre, leche materna y la grasa corporal indica que la mayoría de la gente está expuesta a bajos niveles de estos PBDEs. Las concentraciones de los PBDEs con bajo contenido de bromo han ido aumentando en los tejidos y fluidos corporales de la población de Estados Unidos . Actualmente, los niveles de PBDEs con bajo contenido de bromo en la población de Estados Unidos son más altos que los niveles que se han encontrado en otras partes del mundo. Los PBDEs con alto contenido de bromo, por ejemplo decaBDE, generalmente no se encuentran en el ambiente. En el año 2001, se detectaron PBDEs en muestras de polvo y humo recogidas cerca del sitio del desastre de las torres gemelas en la ciudad de Nueva York. Aunque no se han llevado a cabo estudios definitivos en Estados Unidos para identificar las fuentes de exposición, la población parece estar expuesta a PBDEs con bajo contenido de bromo a través del consumo de alimentos que contienen estos PBDEs. En Estados Unidos , la concentración de PBDEs (principalmente tetra-y penta-BDEs) en el aire libre varía entre 2 y 77 trillonésimas de gramo por metro cúbico de aire (ó 2 a 77x10-12 gramos/m³), lo que indica que la población general está expuesta a niveles bajos de estos PBDEs. El aire del interior de salas de clases y salas donde hay computadores u otros equipos electrónicos como por ejemplo televisores, también contiene bajas concentraciones de PBDEs en el polvo suspendido en el aire. Los trabajadores involucrados en la manufactura y producción de resinas que contienen PBDEs están expuestos a concentraciones más altas de PBDEs. La exposición ocupacional también puede ocurrir en lugares de trabajo cerrados donde se reciclan plásticos y espumas que contienen PBDEs o donde se reparan monitores de computadores que contienen PBDEs. Las personas que viven cerca de sitios de desechos peligrosos pueden estar expuestas a PBDEs al respirar aire que contiene polvo contaminado con PBDEs. Sin embargo, los PBDEs eventualmente se depositan sobre la superficie, de manera que esta ruta de exposición es poco importante.

¿Cómo pueden los PBDEs entrar y abandonar mi cuerpo?

La principal fuente de exposición a los PBDEs puede ser a través de los alimentos, especialmente aquellos con alto contenido de grasa, como algunos pescados. Algunos PBDEs con bajo contenido de bromo se han detectado en muestras de aire, lo que indica que la gente también puede estar expuesta a través de inhalación. La manera a través de la cual los PBDEs entran y abandonan su cuerpo depende de la estructura química de los componentes individuales. Los PBDEs con alto contenido de bromo, especialmente decaBDE (el principal PBDE en uso hoy en día), se comportan de manera muy diferente en el cuerpo a los PBDEs con bajo contenido de bromo. Si usted respira aire que contiene PBDEs o ingiere alimentos, agua o tierra contaminados con PBDEs, los PBDEs con bajo contenido de bromo tienen una probabilidad mucho más alta de pasar a través de los pulmones y el estómago a la corriente sanguínea. Si usted toca tierra que contiene PBDEs, como podría suceder en un sitio de desechos peligrosos, es muy improbable que PBDEs con bajo o alto contenido de bromo pasen a la corriente sanguínea a través de la piel. Una vez dentro de su cuerpo, los componentes individuales de los PBDEs pueden degradarse a productos llamados metabolitos. En unos cuantos días, el decaBDE puede abandonar el cuerpo inalterado o en forma de metabolitos, principalmente en las heces y, en cantidades muy pequeñas, en la orina. Los PBDEs con bajo contenido de bromo, generalmente tetra-, penta-y hexaBDEs, pueden permanecer almacenados principalmente en la grasa de su cuerpo durante muchos años. Los PBDEs con bajo contenido de bromo también tienden a concentrarse en la grasa de la leche materna, y pueden ser transferidos a los niños que lactan. Los PBDEs también pueden pasar al cuerpo del feto a través de la placenta.

¿Cómo pueden afectar mi salud los PBDEs?

Los científicos usan una variedad de pruebas para proteger al público de los efectos perjudiciales de sustancias químicas tóxicas y para encontrar maneras para tratar a personas que han sido afectadas.
Una manera para determinar si una sustancia química perjudicará a una persona es averiguar como el cuerpo absorbe, usa y libera la sustancia. En el caso de algunas sustancias químicas puede ser necesario experimentar en animales. La experimentación en animales puede ayudar a identificar problemas de salud tales como cáncer o defectos de nacimiento. Sin el uso de animales de laboratorio, los científicos perderían un método importante para tomar decisiones apropiadas para proteger la salud pública. Los científicos tienen la responsabilidad de tratar a los animales de investigación con cuidado y compasión. Los científicos deben adherirse a estrictos reglamentos para el cuidado de los animales porque actualmente hay leyes que protegen el bienestar de los animales de investigación.
No se sabe nada definitivo acerca de los efectos de los PBDEs sobre la salud de seres humanos. Prácticamente toda la información disponible proviene de estudios en animales. Los estudios en animales indican que las mezclas comerciales de decaBDE son generalmente mucho menos tóxicas que los productos que contienen PBDEs con bajo contenido de bromo. Basado en esta información, se espera que el decaBDE tenga relativamente pocos efectos sobre la salud de seres humanos. Las ratas y ratones que comieron durante períodos breves alimentos con cantidades moderadas de PBDEs con bajo contenido de bromo sufrieron principalmente efectos sobre la glándula tiroides. Las ratas y ratones que comieron cantidades más bajas durante semanas o meses sufrieron alteraciones del hígado y de la tiroides. Se ha especulado que los efectos de los PBDEs sobre la tiroides ocurren específicamente en tan sólo algunos animales de laboratorio, sugiriendo que es menos probable que ocurran en seres humanos. Alteraciones muy sutiles del comportamiento se han observado en animales expuestos a los PBDEs a temprana edad. La causa de estos efectos sobre el comportamiento puede estar relacionada a las alteraciones sobre la tiroides, debido a que el desarrollo del sistema nervioso depende de las hormonas tiroideas. Los PBDEs no han causado otros tipos de defectos de nacimiento en animales; sin embargo, se necesitan más estudios para determinar si los PBDEs pueden afectar la reproducción. Hallazgos preliminares en estudios de corta duración en animales sugieren que algunos PBDEs pueden producir alteraciones del sistema inmunitario. Los animales expuestos a PBDEs a través de contacto con la piel sufrieron irritación de la piel solamente si la piel tenía rasguños.
No sabemos si los PBDEs pueden producir cáncer en seres humanos, aunque ratas y ratones que ingirieron de por vida cantidades sumamente altas de decaBDE desarrollaron tumores del hígado. Basado en la evidencia de cáncer en animales, la EPA ha clasificado al decaBDE como posiblemente carcinogénico en seres humanos. La carcinogenicidad de los PBDEs con bajo contenido de bromo no ha sido evaluada. Ni el Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS) ni la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) han clasificado a los PBDEs en cuanto a carcinogenicidad.
No sabemos si los efectos que se han observado en animales expuestos a PBDEs también podrían ocurrir en seres humanos expuestos de manera similar. Las cantidades de PBDEs que afectan la salud de animales son mucho más altas que las que se encuentran comúnmente en el ambiente. La exposición prolongada a los PBDEs es potencialmente más perjudicial para la salud que la exposición breve a niveles bajos de PBDEs debido a la tendencia de estas sustancias a acumularse en el cuerpo con los años. Además, los productos comerciales de pentaBDE y octaBDE tienen una probabilidad mucho más alta de causar alteraciones de la salud que decaBDE.

¿Cómo pueden los PBDEs afectar a los niños?

Esta sección discute los posibles efectos sobre la salud en seres humanos causados por exposiciones desde la concepción a la madurez (18 años de edad).
En general, los niños están expuestos a los PBDEs de la misma manera que los adultos, principalmente a través del consumo de alimentos contaminados. Debido a que los niños pesan menos, la ingesta de PBDEs de los niños por kilogramo (o libra) de peso puede ser más alta que la de los adultos. La forma más probable de exposición para niños pequeños es a través de la leche materna que contiene PBDEs con bajo contenido de bromo, aunque los fetos también podrían estar expuestos. El cuerpo absorbe muy poco decaBDE, por lo tanto, es improbable que se encuentren cantidades significativas en la leche materna o en el feto. Los niños que viven cerca de sitios de desechos peligrosos pueden ingerir PBDEs accidentalmente si se llevan las manos u otros objetos cubiertos con tierra a la boca o si comen sin lavarse las manos. Además, algunos niños comen tierra intencionalmente. Es posible que los niños se expongan a los PBDEs a través de contacto con ropa contaminada que los padres lleven del trabajo al hogar.
Como se mencionó anteriormente, los niños pueden estar expuestos a los PBDEs, principalmente a los compuestos con bajo contenido de bromo, antes de nacer y a través de la leche materna. Los PBDEs con bajo contenido de bromo tienen una probabilidad mayor que el decaBDE de almacenarse en el cuerpo de la madre y liberarse durante el embarazo, cruzar la placenta y entrar a los tejidos del feto. Debido a que los PBDEs con bajo contenido de bromo se disuelven fácilmente en la grasa, pueden acumularse en la grasa de la leche materna y ser transferidos a los bebés y a niños pequeños. Los PBDEs con bajo contenido de bromo se han detectado en leche materna. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los beneficios de la alimentación con leche materna contrapesan los riesgos de exposición a través de la leche materna. Usted debería consultar a su proveedor de servicios de salud si tiene preocupaciones acerca de los PBDEs y la alimentación con leche materna. Debido a que el sistema nervioso y la glándula tiroides están en desarrollo en el feto y continúan desarrollándose después de nacer, los efectos de los PBDEs sobre estos órganos durante este período pueden tener un impacto mayor. Esto puede significar que los fetos y los niños son más susceptibles a los PBDEs que los adultos.

¿Cómo pueden las familias reducir el riesgo de exposición a los PBDEs?

Si su doctor encuentra que usted (o un miembro de la familia) ha estado expuesto a cantidades significativas de PBDEs, pregunte si sus niños también podrían haber estado expuestos. Puede que su doctor necesite pedir que su departamento estatal de salud investigue.
Como se mencionó en la Sección 1.3, la exposición a los PBDEs en el lugar de trabajo puede ocurrir durante la producción de mezclas comerciales de PBDEs y de productos de plástico que contienen PBDEs. Los trabajadores involucrados en el reciclaje de productos de plástico, o que reparan computadores en lugares cerrados también pueden estar expuestos a los PBDEs. Si usted está expuesto a los PBDEs en el trabajo, puede llevarlos al hogar en su ropa o en su cuerpo. El encargado de seguridad y salud ocupacional en su trabajo debe informarle si los productos con los que trabaja pueden contener PBDEs y si éstos pueden acarrearse al hogar. En ese caso, usted debería ducharse y cambiar de ropa antes de salir del trabajo. Sus ropas de trabajo deben mantenerse y lavarse separadas de otras ropas.

¿Hay algún examen médico que demuestre que he estado expuesto a los PBDEs?

Existen pruebas especiales para determinar si hay PBDEs en la sangre, la grasa corporal y la leche materna. Estas pruebas no son pruebas clínicas de rutina, pero pueden ser solicitadas por un doctor para detectar PBDEs en personas expuestas en el ambiente y en el trabajo. Niveles de PBDEs más altos que lo normal indican que usted ha estado expuesto a niveles altos de estas sustancias. Sin embargo, estas mediciones no pueden indicar a que cantidad o a que tipo de PBDE usted se expuso, ni cuanto tiempo ha estado expuesto. Las pruebas de sangre no pueden distinguir entre exposición reciente y pasada porque estas sustancias químicas permanecen en el cuerpo mucho tiempo. Aunque estas pruebas pueden indicar que usted ha sufrido una exposición mayor a los PBDEs que la población general, no pueden predecir si le afectará adversamente. Un examen de sangre es la manera más fácil, segura, y probablemente el mejor método para detectar exposiciones recientes a cantidades grandes de PBDEs. Los resultados de estas pruebas deben ser estudiados e interpretados cuidadosamente por doctores especializados en medicina ambiental y ocupacional. Casi todo el mundo ha estado expuesto a mezclas comerciales de pentaBDE porque estas mezclas se encuentran ampliamente distribuidas en el ambiente. Esto significa que es más probable que la gente tenga niveles de PBDEs con bajo contenido de bromo que se pueden medir en la sangre, la grasa y la leche materna. Los estudios recientes han demostrado que los niveles de PBDEs con bajo contenido de bromo continúan aumentando en la población de Estados Unidos. Los niveles en la población de Estados Unidos son 10 a 100 veces más altos que en personas que viven en Europa.

NOMECLATURA Y ESTRUCTURA QUIMICA DE LOS COMPUESTOS MAS REPRESENTATIVOS



BIBLIOGRAFIA


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