Quimica Orgánica I QUÍM.

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Química

La Química, como ciencia de la investigación y el conocimiento de las propiedades de las sustancias y sus transformaciones recíprocas, arranca de las postrimerías del s. XVIII. Poco después surge la división en dos grandes ramas: orgánica e inorgánica. Tradicionalmente, se reconoce como autor de esta división al químico sueco Berzelius (v.), que definió en 1807 a la Q. o. como parte de la Química que se ocupa del estudio de los compuestos orgánicos, entendiéndose como tales a los originados por sistemas organizados, es decir, al conjunto de sustancias que se obtienen de la materia viva, distinguiéndolas de los compuestos inorgánicos originados en el reino mineral. Esta primera definición demostró pronto sus limitaciones, ya que pocos años después empezaron a sintetizarse una gran variedad de compuestos típicamente orgánicos y que, según esta definición, no lo eran por no poder detectarse su presencia en los seres vivos.

A lo largo del tiempo, se han propuesto muchas definiciones de Q. o. sin que ninguna de ellas cumpliera los requisitos de generalidad e inmutabilidad que debe poseer toda definición. El problema reside básicamente en la imposibilidad de definir cuáles son los compuestos orgánicos. Sin embargo, cualquier químico es capaz de decidir con claridad si un determinado problema pertenece al campo de estudio de la Q. o. o no. Posiblemente, un desarrollo histórico de la evolución de esta ciencia, así como un estudio de sus aplicaciones, pueda proporcionarnos una visión más clara de la Q. o. que cualquier definición.

Historia. El primer periodo de la Q. o., iniciadoa principios del siglo pasado, se centró fundamentalmente en el aislamiento de compuestos orgánicos de los seres vivos y en la determinación de su composición centesimal. Se aíslan así el ácido cítrico y el ácido málico del limón y la manzana respectivamente; se extrae la morfina del opio, etc. Rápidamente llama la atención de los investigadores el hecho de que en la composición de todos los compuestos orgánicos está siempre presente el carbono como elemento principal, lo que lleva al intento de definir la Q. o. coom la parte de la Química que se ocupa del estudio de los compuestos del carbono, definición que si bien incluye a todos los compuestos objeto de esta ciencia, también acoge a cierto número de ellos que pertenecen claramente al campo de la química inorgánica, como son, entre otros, el anhídrido carbónico y los carbonatos.

El descubrimiento de muchos compuestos orgánicos nuevos permitió llegar al conocimiento de que sustancias con la misma fórmula pueden ser física y químicamente muy diferentes, lo que condujo a la idea fundamental de que la característica principal de los materiales orgánicos no es su composición, sino la forma de combinarse sus átomos, en definitiva, su estructura (v. COMPUESTOS Químicos II). Esto llevó a los investigadores a penetrar en la comprensión de las complejas estructuras de los compuestos orgánicos. Un paso definitivo en este sentido fue el planteamiento por Kekulé (v.) y Cooper de la "teoría estructural" en 1859; sugieren que los átomos se encuentran unidos entre sí en las moléculas por medio de enlaces y que cada tipo de átomos tiene siempre la capacidad de formar el mismo número de enlaces, cualquiera que sea el compuesto del que forme parte. En 1875 Van’t Hoff (v.) y Le Bel, independientemente, plantean la naturaleza espacial de las moléculas orgánicas sobre la base de que los cuatro enlaces del átomo de carbono (v.) están dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular, en cuyo centro se encuentra el carbono; esto permite justificar, entre otros muchos hechos, la existencia de isómeros ópticos en determinados compuestos (v. ISOMERíA).

Simultáneamente a estos avances teóricos y en parte como consecuencia, las postrimerías del s. XIX y los principios del XX se caracterizan por el gran desarrollo que experimenta la síntesis orgánica. Muchos de los grandes descubrimientos en este campo son de esa época, como por ej., las síntesis de Friedel y Crafts (1877), Sandmeyer (1884), Claisen (1870) y Grignard (v.; 1901).

Si bien en el s. XIX se desentrañó la estructura estática de las moléculas, la investigación en el s. XX se orientó hacia el estudio de su dinámica, de_ sus transformaciones. Para ello fueron esenciales la comprensión del enlace químico (v.) por medio de las teorías de Lewis, y la aplicación de la mecánica cuántica (v. MECÁNICA IV), que sentaron las bases que permitieron abordar el complejo problema de los mecanismos de las reacciones orgánicas, es decir, el cómo y el por qué se producen (v. REACCIONES QUÍMICAS III). También se desarrollan extraordinariamente los procedimientos para el aislamiento y caracterización de productos naturales, muchos de los cuales presentan un gran interés industrial, particularmente dentro del campo de la farmacología y de los colorantes. Después de la 1 Guerra mundial, la aplicación de los conocimientos teóricos antes indicados permitió el planteamiento y la realización de la síntesis de algunos de estos productos naturales; como ejemplo podemos citar las síntesis de la quinina, colesterol y clorofila realizadas por Woodward (v.), y más recientemente la de la enzima activa RNAsa, lograda por R. B. Morrifield.

La Química estructural se desarrolla notablemente gracias a la aplicación de las modernas técnicas físico-químicas de análisis y caracterización de compuestos orgánicos, que simplifican extraordinariamente el trabajo de los investigadores (v. QUÍMICA FÍSICA). Como ejemplo citaremos aquí las más significativas, como son: las técnicas espectroscópicas de infrarrojo, visible y ultravioleta; de resonancia magnética nuclear del protón, de masas y la cromatografía en sus distintas modalidades.

En la actualidad y a pesar de los grandes avances reseñados, la Q. o. experimenta un desarrollo creciente al compás de los nuevos descubrimientos. En el plano teórico es de destacar la formulación, en 1965, del "principio de conservación de la simetría orbital" por Woodward y Hoffman, que proyecta una nueva luz sobre un campo tan poco tratado hasta entonces como es el de las reacciones concertadas. En el aspecto de síntesis, los avances en el campo de la electroquímica (v.) y la fotoquímica (v.) abren perspectivas cada vez más interesantes, sobre todo si se tiene en cuenta que, aunque parezca sorprendente, hasta hace muy pocos años, los químicos orgánicos han utilizado, como fuente de energía en sus reacciones, casi exclusivamente el calor. La determinación de las estructuras de los compuestos orgánicos, que durante muchos años constituyó un problema de difícil solución en muchos casos, se simplifica cada día con la utilización de las nuevas técnicas físico-químicas. Como recientes descubrimientos en este campo conviene destacar la resonancia del Carbono 13, la resonancia de spin electrónico, la dispersión óptica rotatoria, el efecto Overhauser...

Si se piensa que la inmensa mayoría de los químicos orgánicos que han existido en el mundo viven en la actualidad, nos daremos cuenta del impresionante desarrollo experimentado por esta ciencia en los últimos 50 años. Causa fundamental del mismo es la enorme importancia industrial de muchos compuestos orgánicos, que constituyen una de las bases de la economía de los países desarrollados (v. QUÍMICA, INDUSTRIA). Intentar dar aquí una relación pormenorizada de los productos químicoorgánicos de interés industrial sobrepasaría ampliamente los límites de este artículo, por ello nos limitaremos a señalar algunos de los más representativos dentro de la industria químico-orgánica, como son: plásticos (v.) resinas (v.) artificiales, jabones (v.) y detergentes (v.), perfumes y cosméticos (V. COSMÉTICA), tejidos, productos farmacéuticos (v. FARMACIA), pinturas (v.) y productos relacionados, papel (v.) y tinta, gasolina (v. PETRÓLEO; PETROQUÍMICA), neumáticos, insecticidas (v.), etc.

D. ARMESTO VILAS.

BIBL.: W. A. BONNER y A. J. CASTRO, Química orgánica básica, Madrid 1968; N. L. ALLINGER, M. P. CAVA, D. C. DE JONGH, C. R. JOHNSON, N. A. LEBEL y C. L. STEVENS, Química orgánica, Barcelona 1973; R. T. MORRISON y R. N. BOYD, Organic Chemistry, 3 ed. Boston 1973.