Moléculas anfipáticas Estrutura, características, exemplos

As moléculas anfifáticas ou anfifílicas São aqueles que podem sentir afinidade ou repulsão ao mesmo tempo por um determinado solvente. Os solventes são quimicamente classificados como polares ou apolares; hidrofílico ou hidrofóbico. Assim, esses tipos de moléculas podem "amar" a água, como podem "odiar".

De acordo com a definição anterior, há apenas uma maneira de ser possível: essas moléculas devem ter regiões polares e apolares dentro de suas estruturas; Se eles são distribuídos mais ou menos homogeneamente (como nas proteínas, por exemplo) ou bloqueados heterogeneamente (no caso de surfactantes)

Bolhas, fenômeno físico causado pela redução da tensão superficial do produto da interface do ar-líquido da ação de um surfactante, que é um composto anfifílico. Fonte: pexels.

Os surfactantes, também chamados de detergentes, são talvez as moléculas anfipáticas mais conhecidas de todas desde tempos imemoriais. Como o homem foi cativado pela estranha fisionomia de uma bolha, preocupada com a preparação de sabonetes e produtos de limpeza, ele encontrou repetidamente com o fenômeno da tensão superficial.

Observar uma bolha é igual a testemunhar uma "armadilha" cujas paredes, formadas pelo alinhamento de moléculas anfipáticas, retêm o teor de gás do ar. Suas formas esféricas são a matemática mais estável e geometricamente, à medida que a tensão superficial da interface da água da água diminui para um mínimo.

Dito isto, duas outras características das moléculas anfipáticas foram expostas: elas tendem a se associar ou se reunir, e algumas diminuem as tensões de superfície em líquidos (aqueles que podem fazer isso são chamados de surfactantes).

Como resultado de alta tendência a se associar, essas moléculas abrem um campo morfológico (e até arquitetônico) de seus nanoagregados e as supramoléculas que as compõem; com o objetivo de projetar compostos que podem funcionalizar e interagir com maneiras incomensuráveis ​​com as células e suas matrizes bioquímicas.

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Estrutura

Estrutura geral de uma molécula anfipática. Fonte: Gabriel Bolívar.

Dizia -se que moléculas anfifílicas ou anfipáticas têm uma região polar e outra apolar. A região apolar geralmente consiste em uma cadeia de carbono saturada ou insaturada (com ligações duplas ou triplas), que é representada como uma "cauda apolar"; acompanhado por uma "cabeça polar", na qual residem os átomos mais eletronegativos.

A estrutura geral superior ilustra o que é comentado no parágrafo anterior. A cabeça polar (esfera roxa) pode ser grupos funcionais ou anéis aromáticos que têm momentos de dipolo permanentes e também são capazes de formar pontes de hidrogênio. Portanto, o maior teor de oxigênio e nitrogênio deve estar lá.

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Nesta cabeça polar, também pode haver cargas iônicas, negativas ou positivas (ou ambas ao mesmo tempo). Esta região é a que mostra uma alta afinidade por água e outros solventes polares.

Por outro. Esta região se deve ao fato de que as moléculas anfipáticas também mostram afinidade por gorduras e moléculas de ar apolar (n₂, Co₂, AR, etc.).

Em alguns textos de química para o modelo para a estrutura superior, ele é comparado à forma de uma chupeta.

Interações intermoleculares

Quando uma molécula anfipática entra em contato com um solvente polar, para dizer água, suas regiões exercem efeitos diferentes nas moléculas de solvente.

Começar. Nesse processo, o distúrbio molecular é criado.

Enquanto isso, as moléculas de água ao redor da cauda apolar tendem a ordenar como se fossem pequenos cristais, permitindo -lhes minimizar as repulsões. Nesse processo, uma ordem molecular é criada.

Entre distúrbios e ordens, haverá um ponto em que a molécula anfipática procurará interagir com outro, o que resultará em um processo muito mais estável.

Miscelables

Ambos se aproximarão de suas caudas apolares ou cabeças polares, para que as regiões relacionadas primeiras interações. É o mesmo para imaginar que duas "chupetas roxas" da imagem superior, abordagem para entrelaçar suas caudas pretas ou se juntar às duas cabeças roxas.

E assim começa um fenômeno de associação interessante, no qual várias dessas moléculas estão se unindo consecutivamente. Eles não estão arbitrariamente associados, mas de acordo com uma série de parâmetros estruturais, que acabam isolando caudas apolares em uma espécie de "núcleo apolar", enquanto expondo cabeças polares como uma concha polar.

Dizem então que um Miscellane esférico nasceu. No entanto, durante a formação do Miscellane, há um estágio preliminar que consiste no que é conhecido como bicamada lipídica. Essas e outras são algumas das muitas macroestruturas que podem adotar as moléculas anfifílicas.

Características de moléculas anfipáticas

Associação

Miscelano esférico formado por moléculas anfipáticas. Fonte: Gabriel Bolívar.

Se as caudas apolares forem tomadas como unidades negras e cabeças polares de unidades roxas, será entendido por que, na imagem superior, o córtex diverso está morando e seu núcleo preto. O núcleo é apolar e suas interações com as moléculas de água ou solvente são nulos.

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Se pelo contrário, o solvente ou o meio é apolar, são as cabeças polares que sofrerão as repulsões e, consequentemente, elas estarão localizadas no centro da miscela; isto é, é investido (uma imagem mais baixa).

Diferentes tipos de estruturas ou morfologias diversas. Fonte: Gabriel Bolívar.

Observa -se que o miscella invertido. Mas, antes que os erros se formem, as moléculas anfiprílicas são individuais que alteram a ordem das moléculas de solvente. Aumento da concentração, eles começam a se associar em uma estrutura de uma ou duas camadas (B).

De B, os lençóis começam a se curvar para originar D, uma vesícula biliar. Outra possibilidade, dependendo da forma da cauda apolar em relação à sua cabeça polar, é que eles estão associados a dar origem a um Miscellano Cilíndrico (C).

Nanoagregados e supramoléculas

Existem, portanto, cinco estruturas principais, que traem uma característica fundamental dessas moléculas: sua alta tendência a se associar e se auto -reunir em supramoléculas, que são adicionadas para formar nanoagregados.

Assim, moléculas anfifílicas não estão sozinhas, mas associadas.

Físico

Moléculas anfipáticas podem ser neutras ou carregadas ionicamente carregadas. Aqueles que têm cargas negativas têm um átomo de oxigênio com uma carga formal negativa em sua cabeça polar. Alguns desses átomos de oxigênio vêm de grupos funcionais como: -COO^-, -SW₄^-, -SW₃^- ou -po₄^-.

Em relação às cobranças positivas, elas geralmente vêm de aminas, RNH₃⁺.

A presença ou ausência dessas cargas não altera o fato de que essas moléculas geralmente formam sólidos cristalinos; Ou, se eles são relativamente leves, são como óleos.

Exemplos

Alguns exemplos de moléculas anfipáticas ou anfifílicas serão mencionadas abaixo:

-Fofolipídios: fosfatidiletanolamina, esfingomia, fosfatidilserina, fosfatidilcolina.

-Colesterol.

-Glucolipídios.

-Laurilsulfato de sódio.

-Proteínas (elas são anfifílicas, mas não surfactantes).

-Gorduras fenólicas: cardanol, cardoles e ácidos anacardiais.

-Brometo de cetitriMonthilamonium.

-Ácidos graxos: palmítico, linoléico, oleico, laurico, esteárico.

-Álco do Longo Corrente: 1-Dodecanol e outros.

-Polímeros de anfifília: como resinas fenólicas etoxiladas.

Formulários

Membranas celulares

Uma das conseqüências mais importantes da capacidade dessas moléculas a serem associadas é que elas constroem um tipo de parede: bicamada lipídica (B).

Esta bilay. É dinâmico, porque suas caudas apolares giram ajudando a mover as moléculas anfipáticas.

Além disso, quando esta membrana se junta a duas extremidades, a fim de tê -la verticalmente, ela é usada para medir sua permeabilidade; E com isso, dados valiosos são obtidos para o design de materiais biológicos e membranas sintéticas da síntese de novas moléculas anfipáticas com diferentes parâmetros estruturais.

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Dispersantes

Na indústria do petróleo, essas moléculas são usadas e os polímeros sintetizados a partir deles, para dispersar os asfaltenos. A abordagem para esta aplicação repousa sobre a hipótese de que os asfaltens consistem em um sólido coloidal, com alta tendência a flocculares e sedimentos como um marrom preto sólido que causa sérios problemas econômicos.

Moléculas anfipáticas ajudam a manter os asfaltens dispersos por mais tempo contra mudanças físico -químicas no petróleo bruto.

Emulsificantes

Essas moléculas ajudam a misturar dois líquidos que em condições comuns não seriam miscíveis. Em sorvete, por exemplo, eles ajudam a água e o ar a fazer parte do mesmo sólido junto com a gordura. Entre os emulsificantes mais utilizados para esse fim estão os derivados de ácidos graxos comestíveis.

Detergentes

O caráter anfifílico dessas moléculas é usado para capturar impurezas de gordura ou apolar e depois ser arrastado ao mesmo tempo por um solvente polar, como a água.

Como o exemplo das bolhas onde o ar estava preso, os detergentes pegam a gordura dentro de suas micelas, que, com uma concha polar, interagem com eficiência com a água para remover a sujeira assim.

Antioxidantes

As cabeças polares são de vital importância porque definem os múltiplos usos que essas moléculas podem ter dentro do corpo.

Se eles possuem, por exemplo, um conjunto de anéis aromáticos (entre eles, derivados de um anel fenólico) e polar capazes de neutralizar os radicais livres, eles terão antioxidantes anfifílicos; E se eles também não têm efeitos tóxicos, novos antioxidantes estarão disponíveis no mercado.

Referências

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