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PUENTES DE HIDRÓGENO y BASES NITROGENADAS. Aketzalli Rueda Flores Aramis Ramirez Hernandez Romina Rojas Vazques Claudia Olvera Castillo Ignacio Molina Aca Saul Baez Torreblanca Jose Ramon Gonzales Gigueroa. - PowerPoint PPT Presentation
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Aketzalli Rueda Flores
Aramis Ramirez Hernandez
Romina Rojas Vazques
Claudia Olvera Castillo
Ignacio Molina Aca
Saul Baez Torreblanca
Jose Ramon Gonzales Gigueroa
El puente de hidrógeno es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales.
Los p de H, se forman por átomos de Hidrógeno localizados entre átomos electronegativos.
Cuando un átomo de Hidrógeno está unido covalentemente a un átomo electronegativo.
ej. O o N, asume una densidad () de carga positiva, debido a la elevada electronegatividad del átomo vecino.
Esta deficiencia parcial en electrones, hace a los átomos de H susceptibles de atracción por los electrones no compartidos en los átomos de O o N.
Obsérvese la configuración electrónica del Oxígeno:
8O 1s2 2s2 2px py pz
El p de H es relativamente débil
entre -20 y -30 kJ mol-
1
La fuerza de enlace aumenta al aumentar la electronegatividad
y disminuye con el tamaño de los átomos
participantes.
El p de H existe en numerosas moléculas no solo en el agua.
de ahí que :
+
-
+
+
+
-
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes.
La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del O determina un ángulo entre los enlaces H-O-H
Aproximadamente de 104.5°,
además el O es más
electronegativo que el H y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
La molécula de agua presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar…
…alrededor del O se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
En la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo
Se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno…
La estructura del agua favorece las interacciones para formar puentes de Hidrógeno.
O
H
HHO
H
O
H
HH
OH
OHH
El arreglo siempre es perpendicular entre las moléculas participantes, además, es favorecido porque cada protón unido a un O muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que interactúa uno a uno.
De lo anterior se concluye que cada átomo de Oxígeno en el agua interacciona con 4 protones, dos de ellos unidos covalentemente y dos a través de puentes de Hidrógeno.
Estudios de difracción de rayos X indican que la distancia entre los átomos de O que intervienen en el p de H, están separados por 0.28 nm lo que indica un arreglo tetraédrico de las moléculas de agua
La colinealidad de los puentes es muy importante, un alejamiento de 10° ocasiona que el puente se
rompa.
TETRAEDRO
Agua 540Metanol 263Etanol 204n-Propanol 164Acetona 125Hexano 101Benceno 94Cloroformo 59
Calores de vaporización,DHvap (cal/g)
Agua 80Metanol 33Etanol 24Acetona 21.4Benceno 2.3Hexano 1.9
Constante dieléctricaa 20ºC, D
Agua 0º 100ºMetanol -98º 65ºEtanol -117º 78ºn-Propanol -127º 97ºAcetona -95º 56ºHexano -98º 69ºBenceno 6º 80ºCloroformo -63º 61º
Punto de fusión, ºC
Punto deebullición, ºC
HCl -114.24º -85.06º
H2O 0º 100º
H3N -77.73º -33.34º
H4C -182.47º -161.45º
Puntofusión, ºC
Puntoebullición, ºC
HCl 4.12H2O 80.0H3N 18.9H4C 1.7
Constante dieléctrica a 20ºC, D
Ejemplos de polímeros biológicos donde son muy importantes los
p de H.
Los p de H son los responsables de mantener la estructura secundaria de las proteínas
α-hélice Lamina plegada
Los p de H son fundamental para la vida sobre la tierra, porque todas las formas vivas requieren ambientes acuosos.
Los p de H, son la causa de las propiedades físicas exclusivas del agua y hacen que se comporte como un líquido.
Son la causa de la estabilidad de la arquitectura tridimensional de las proteínas y de la formación de pares de bases estables entre las dos hebras de ADN.
Compuestos orgánicos cíclicos que incluyen 2 o mas átomos de N
Bases púricas Bases pirimidínicas
Adenina Guanina Citosina Timina
AdeninaTiminaGuaninaCitocina
Algunas tienen nombres comunes, como hipoxantina, xantina o pseudouridina.
Cuando surgen por la modificación de un átomo del anillo de purina o pirimidina, por convenio se indica la posición del anillo en la que se encuentra la sustitución pero no se especifica el elemento (N o C) sobre el que se produce la sustitución, y luego se coloca la naturaleza del sustituyente. Por ejemplo: 5-metilcitosina, 4-tiouracilo o 7-metilguanina.
Cuando surgen por la modificación de un átomo extracílico, se especifica un átomo en cursiva (N o C) y se le coloca un superíndice a la derecha con la posición. Por ejemplo: N6-metiladenosina o N2-metilguanosina.
1.- Hidrofobia y disposición coplanar de los enlaces
El carácter hidrófobo viene dado por la naturaleza aromática de los anillos purínicos y pirimidínicos. Por tanto, son insolubles en agua a pH fisiológico.
Son planas porque los C tienen orbitales moleculares sp2 (tres orbitales moleculares en un plano y uno p perpendicular que sirve para formar el doble enlace). Lógicamente, es una estructura resonante.
2.- DipolosLas bases tienen
átomos muy electronegativos (N y O) dentro y fuera del anillo aromático, por lo que existe una atracción asimétrica de los electrones de la molécula y, por tanto, se forman dipolos que permiten formar puentes de hidrógeno.
Watson y Crick postularon la tautomería de las bases para explicar que se puedan aparear de manera distinta a la que ellos proponían y generar mutaciones espontáneas. dichas formas existen debido a la migración de los electrones por los dobles enlaces conjugados. Hay dos tipos
Tautomería ceto-enólica (lactama-lactima)Interconvierte un grupo ceto (=O) y enol (—OH)
extracíclicos cerca de un N cíclico. Se puede producir en la G, C, T y U. Las lactimas imprimen un fuerte carácter ácido a las bases.
Tautomería imina-aminaInterconvierte un amino (—NH2) extracíclico
Son el producto de la unión de una base nitrogenada y una pentosa mediante un enlace ß-N-glucosídico. Para evitar la ambigüedad de la numeración de la pentosa y la base, los átomos de la pentosa se nombrarán añadiendo una «'» adicional.
Surgen de la unión de un nucleósido y un fosfato, lo que les confiere un carácter muy ácido, por lo que forman sales, se pueden cristalizar y son muy solubles en agua. Presentan afinidad por los cationes divalentes como Mg, Mn y Ca, con los que forma enlaces coordinados. En el caso de los NDP, el quelato sólo se puede establecer con los fosfatos α y β. Sin embargo, en los NTP hay otra posibilidad más, que es la formación de enlaces coordinados con los fosfatos β y γ.
