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Articulo de referencia

ácido adípico

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El ácido adípico o ácido hexanodioico es un compuesto orgánico con la fórmula química C 6 H 10 O 4 . [ 4 ] Es un polvo cristalino blanco a temperatura y presión estándar. [ 4 ] Desde una perspectiva industrial, es el ácido dicarboxílico más importante , con aproximadamente 2,5 millones de toneladas producidas anualmente, principalmente como precursor para la producción de nylon . [ 4 ] El ácido adípico raramente se encuentra en la naturaleza, [ 5 ] pero se conoce como aditivo alimentario fabricado con el número E E355 . Las sales y ésteres del ácido adípico se conocen como adipatos .

Preparación y reactividad

El ácido adípico se produce por oxidación de una mezcla de ciclohexanona y ciclohexanol , [ 4 ] que se denomina aceite KA , abreviatura de aceite de cetona-alcohol. El ácido nítrico es el oxidante. La vía es de múltiples pasos. Al principio de la reacción, el ciclohexanol se convierte en la cetona , liberando ácido nitroso :

HOCH(CH 2 ) 5 + HNO 3 → O=C(CH 2 ) 5 + HNO 2 + H 2 O

A continuación, la ciclohexanona se nitrosata, preparando el terreno para la ruptura del enlace C-C:

HNO 2 + HNO 3 → [ NO + ] [ NO 3 ] − + H 2 O
O=C(CH2 ) 5 + NO + → O=C(CHNO)(CH2 ) 4 + H +

Los subproductos del método incluyen los ácidos glutárico y succínico . El óxido nitroso se produce en una proporción molar aproximada de uno a uno con respecto al ácido adípico, [ 6 ] también, a través de la intermediación de un ácido nitrólico . [ 5 ]

Los procesos relacionados parten del ciclohexanol, que se obtiene de la hidrogenación del fenol . [ 5 ] [ 7 ]

Métodos de producción alternativos

Se han desarrollado varios métodos mediante la carbonilación del butadieno . Por ejemplo, la hidrocarboxilación procede de la siguiente manera: [ 5 ]

CH 2 =CH−CH=CH 2 + 2 CO + 2 H 2 O → HO 2 C(CH 2 ) 4 CO 2 H

Otro método es la escisión oxidativa del ciclohexeno utilizando peróxido de hidrógeno . [ 8 ] El producto de desecho es agua.

Auguste Laurent descubrió el ácido adípico en 1837 [ 9 ] [ 10 ] mediante la oxidación de varias grasas con ácido nítrico a través del ácido sebácico [ 11 ] y le dio el nombre actual por eso (en última instancia del latín adeps , adipis – 'grasa animal'; cf. tejido adiposo ).

Reacciones

El ácido adípico es un ácido diprótico (tiene dos grupos ácidos). Los valores de pKa para sus desprotonaciones sucesivas son 4,41 y 5,41. [ 12 ]

Con los grupos carboxilato separados por cuatro grupos metileno , el ácido adípico es adecuado para reacciones de condensación intramolecular. Al tratarlo con hidróxido de bario a temperaturas elevadas, sufre cetonización para dar ciclopentanona . [ 13 ]

Usos

Aproximadamente el 60% de los 2.500 millones de kg de ácido adípico producidos anualmente se utiliza como monómero para la producción de nailon [ 14 ] mediante una reacción de policondensación con hexametilendiamina formando nailon 66. Otras aplicaciones importantes también involucran polímeros; es un monómero para la producción de poliuretano y sus ésteres son plastificantes , especialmente en PVC .

En medicina

El ácido adípico se ha incorporado a comprimidos matriciales de liberación controlada para obtener una liberación independiente del pH tanto para fármacos débilmente básicos como débilmente ácidos. También se ha incorporado al recubrimiento polimérico de sistemas monolíticos hidrofílicos para modular el pH intragel, lo que resulta en una liberación de orden cero de un fármaco hidrofílico. Se ha informado que la desintegración a pH intestinal del polímero entérico goma laca mejora cuando se utiliza ácido adípico como agente formador de poros sin afectar la liberación en medios ácidos. Otras formulaciones de liberación controlada han incluido ácido adípico con la intención de obtener un perfil de liberación rápida tardía. [ 15 ]

En los alimentos

Pequeñas pero significativas cantidades de ácido adípico se utilizan como ingrediente alimentario como saborizante y agente gelificante . [ 16 ] Se utiliza en algunos antiácidos de carbonato de calcio para darles un sabor ácido . Como acidulante en polvos para hornear , evita las propiedades higroscópicas indeseables del ácido tartárico . [ 2 ] El ácido adípico, poco común en la naturaleza, se encuentra de forma natural en la remolacha , pero esta no es una fuente económica para el comercio en comparación con la síntesis industrial. [ 17 ]

Seguridad

El ácido adípico, como la mayoría de los ácidos carboxílicos, es un irritante cutáneo leve. Es ligeramente tóxico, con una dosis letal media de 3600  mg/kg por ingestión oral en ratas. [ 5 ]

Ambiental

La producción de ácido adípico está ligada a las emisiones de N2 O, [ 18 ] un potentegas de efecto invernaderoy causante deldel ozono estratosférico. En los productores de ácido adípicoDuPontyRhodia(ahoraInvistaySolvay, respectivamente), se han implementado procesos para convertir catalíticamente el óxido nitroso en productos inocuos: [ 19 ]

2 N 2 O → 2 N 2 + O 2

Sales y ésteres de adipato

Fórmula estructural del dianión adipato

Las formas aniónica (HO₂C ( CH₂ ) ₄CO₂⁻ ) y dianiónica ( −O₂C ( CH₂ ) ₄CO₂⁻ ) del ácido adípico se denominan adipatos . Un compuesto adipato es una sal carboxilato o éster del ácido .

Algunas sales de adipato se utilizan como reguladores de la acidez , entre ellas:

Algunos ésteres de adipato se utilizan como plastificantes , entre ellos:

Referencias

  1. ^ Mac Gillavry, CH (1941). "La estructura cristalina del ácido adípico". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas . 60 (8): 605– 617. doi : 10.1002/recl.19410600805 .
  2. 1 2 "Ácido adípico" . The Merck Index . Royal Society of Chemistry . 2013. Consultado el 2 de marzo de 2017 .
  3. ↑ Haynes, WM, ed. (2013). CRC Handbook of Chemistry and Physics (94.ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN  978-1-4665-7114-3.
  4. 1 2 3 4 Myers, Richard L. (2007). Los 100 compuestos químicos más importantes: una guía de referencia . ABC-CLIO. págs. 20–23 . ISBN  978-0-313-33758-1Archivado del original el 17 de junio de 2016. Consultado el 21 de noviembre de 2015 .
  5. 1 2 3 4 5 Musser, MT (2005). "Ácido adípico". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a01_269 . ISBN 3527306730.
  6. ↑ Parmon, VN; Panov, GI; Uriarte, A.; Noskov, AS (2005). "Óxido nitroso en la química de oxidación y aplicación y producción de catálisis". Catalysis Today . 100 (2005): 115– 131. doi : 10.1016/j.cattod.2004.12.012 .
  7. ↑ Ellis, BA (1925). "Ácido adípico" . Síntesis orgánica . 5 :9; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 560  .
  8. ↑ Sato, K.; Aoki, M.; Noyori, R. (1998). "Una ruta "verde" al ácido adípico: oxidación directa de ciclohexenos con peróxido de hidrógeno al 30 por ciento". Science . 281 (5383): 1646– 47. Bibcode : 1998Sci...281.1646S . doi : 10.1126/science.281.5383.1646 . PMID 9733504 . 
  9. ↑ Roscoe, Henry Enfield; Schorlemmer, Carl (1890). Tratado de química: La química de los hidrocarburos y sus derivados, o Química orgánica . Appleton.
  10. ^ Laurent, agosto (1837). "Búsquedas diversas de Chimie organique" . Annales de chimie et de physique . 66 .
  11. ↑ Ince, Walter (1895). "Preparación del ácido adípico y algunos de sus derivados" . Journal of the Chemical Society, Transactions . 67 : 155–159 . doi : 10.1039/CT8956700155 .
  12. ↑ Cornils, Boy; Lappe, Peter (2000). "Ácidos dicarboxílicos alifáticos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a08_523 . ISBN 3527306730.
  13. ↑ Thorpe, JF; Kon, GAR (1925). "Ciclopenanona" . Síntesis orgánica . 5 : 37; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 192  .
  14. ↑ "Ácido adípico" . Archivado del original el 18 de mayo de 2015. Consultado el 9 de mayo de 2015 .Resumen PCI para el ácido adípico
  15. ↑ Roew, Raymond (2009), "Ácido adípico", Manual de excipientes farmacéuticos , págs . 11–12 
  16. ↑ "Información nutricional de Cherry Jell-O" . Kraft Foods. Archivado del original el 24 de septiembre de 2019. Consultado el 21 de marzo de 2012 .
  17. ↑ Sociedad Química Estadounidense (9 de febrero de 2015). "Molécula de la semana: ácido adípico" .
  18. ↑ US EPA (12 de agosto de 2013). "Informe del inventario de gases de efecto invernadero de EE. UU., Capítulo 4. Procesos industriales" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 9 de mayo de 2013. Recuperado el 29 de noviembre de 2013 .
  19. ↑ Reimer, RA; Slaten, CS; Seapan, M.; Koch, TA; Triner, VG (2000). "Industria del ácido adípico: reducción de N₂O". Gases de efecto invernadero distintos del CO₂ : comprensión científica, control e implementación . Países Bajos: Springer. págs. 347–358 . doi : 10.1007/978-94-015-9343-4_56 . ISBN  978-94-015-9343-4.

Apéndice

  • Citaciones de la FDA de EE. UU.: GRAS (21 CFR 184.1009), Aditivo indirecto (21 CFR 175.300, 21 CFR 175.320, 21 CFR 176.170, 21 CFR 176.180, 21 CFR 177.1200, 21 CFR 177.1390, 21 CFR 177.1500, 21 CFR 177.1630, 21 CFR 177.1680, 21 CFR 177.2420, 21 CFR 177.2600)
  • Referencias de la Unión Europea: Decisión 1999/217/CE – Sustancia aromatizante; Directiva 95/2/CE, Anexo IV – Aditivo alimentario permitido; Directiva 2002/72/CE, Anexo A – Monómero autorizado para plásticos en contacto con alimentos.