Concepto de Elucidación de Estructuras Orgánicas

La elucidación funcional de las estructuras orgánicas de cualquier materia viva o tejido vegetal se puede apreciar por medio de la sintetización del estado dinámico- estacionario biológico molecular, partiendo de un enfoque químico. Indicativo de que existe una constante síntesis y degeneración de moléculas o metabolitos (del metabolismo y procesos químicos corporales) que describen la energía de los sistemas biológicos orgánicos, pero al estar en equilibrio la velocidad de aparición de la degradación o desaparición de los elementos celulares, las concentraciones de los mismos se mantienen más o menos constantes casi estacionarias.

Elucidación de Estructuras Orgánicas

Las moléculas complejas poseen una serie de grupos funcionales que, arraigados apropiadamente en varias partes de la cadena carbonada, dan lugar a estructuras de origen natural o demarcadas por el hombre. La elaboración y evolución de los grupos funcionales requeridos para sintetizar una molécula determinada, exige una secuencia de etapas previamente planificadas que pueden efectuarse de forma directa o coincidente. Durante la síntesis directa, las reacciones se desarrollan de forma consecutiva desde el material de partida. En cambio, la síntesis coincidente necesita una preparación individual de los materiales que intervienen en la fase sintética. Los dos caminos pueden llevar hacia la misma molécula pero, la selección es decisiva en el rendimiento general. Con frecuencia, las vías coincidentes dirigen hacia mayores rendimientos y por lo tanto son más beneficiosas desde el punto de vista económico.

Para que una determinada síntesis de elementos naturales o de proyecto (diseño) sea estimada como una síntesis global, debe provenir de reactivos que se puedan adquirir desde de sus propios componentes.
Cuando se utilizan materiales de partida fabricados que comúnmente son fácilmente asequibles (comerciales), la síntesis se denomina síntesis parcial o semisíntesis. Cabe destacar que, en la síntesis orgánica moderna las dos nociones han evolucionado y actualmente se asigna el concepto de síntesis a los procesos orientados a la preparación de moléculas a partir de porciones sencillas.

En la práctica, la elaboración de síntesis totales supone las siguientes fases:

  1. Elección de la partícula objetivo: material natural o de diseño.
  2. Preparación de la táctica sintética: método retrosintético.
  3. Elección de los reactivos y las condiciones: recursos.
  4. Desarrollo experimental de la síntesis: habilidad empírica en el laboratorio.

El trabajo sintético molecular, está íntimamente ligado al análisis orgánico que permite elucidar las estructuras adquiridas en el procedimiento sintético. En los últimos años, se incrementó la evaluación de las conclusiones obtenidas de las reacciones químicas, fundamentadas por la extensa pluralidad de procedimientos físicos y ha sido mediante el apoyo de estos métodos que se han iniciado nuevos campos de investigación en materias como la inorgánica, estructuras orgánicas y bioquímicas. La determinación de estructuras orgánicas en química, se hace por medio de métodos espectroscópicos como son: espectroscopia ultravioleta-visible (UV), resonancia magnética nuclear (RMN), espectroscopia infrarroja (IR) y espectrometría de masas (MS). Los métodos espectroscópicos tienen mucha importancia dentro de la química orgánica y suelen ser sumamente específicos al momento de elucidar la estructura de los elementos de una mezcla orgánica y su relativa disposición. En este campo, la espectroscopía es utilizada particularmente para observar las variaciones que se producen en una reacción química que se registra de los reactivos a los materiales resultantes.

Mediante la elucidación estructural orgánica, se ha logrado determinar que las plantas producen sustancias que resultan del metabolismo secundario, algunas de ellas son las responsables del variado colorido y olor en las flores y en los frutos.
Otras sustancias en cambio, están relacionadas con las interacciones ecológicas-ambientales que afectan de forma importante a las especies vegetales, como es el caso de la polinización. En la actualidad, se ha podido comprobar que casi todas las sustancias son el medio de defensa principal de las plantas, entre las que se mencionan están las siguientes: las fitoalexinas y las alelopáticas. La naturaleza de estos metabolitos conocidos también como fitoquímicos, son muy utilizados en la agronomía y también en la medicina. Más aún, las diversas funciones que desempeñan en las plantas favorecen y propician la búsqueda de agroquímicos naturales como insecticidas, herbicidas, reguladores de crecimiento, etc. Por el potencial que poseen estos metabolitos, las investigaciones no sólo se han dirigido a la elucidación básica de sus estructuras orgánicas y a la evaluación de su funcionamiento biológico mediante bioensayos, sino también hacia su obtención a través del cultivo realizado sobre un medio nutritivo en condiciones estériles (in vitro).