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Articulo de referencia

Alcohol graso

Un ejemplo de alcohol graso es el alcohol oleílico. Los alcoholes grasos (o alcoholes de cadena larga ) suelen ser alcoholes primarios de cadena lineal y alta masa molecular , p...

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Un ejemplo de alcohol graso es el alcohol oleílico.

Los alcoholes grasos (o alcoholes de cadena larga ) suelen ser alcoholes primarios de cadena lineal y alta masa molecular , pero también pueden variar desde tan solo 4–6 átomos de carbono hasta 22–26, derivados de grasas y aceites naturales. La longitud precisa de la cadena varía según la fuente. [ 1 ] [ 2 ] Algunos alcoholes grasos de importancia comercial son el alcohol laurílico , el alcohol estearílico y el alcohol oleílico . Son líquidos oleosos incoloros (para números de carbono más pequeños) o sólidos cerosos, aunque las muestras impuras pueden parecer amarillas. Los alcoholes grasos suelen tener un número par de átomos de carbono y un solo grupo alcohol (–OH) unido al carbono terminal. Algunos son insaturados y otros ramificados. Se utilizan ampliamente en la industria. Al igual que con los ácidos grasos, a menudo se les denomina genéricamente por el número de átomos de carbono en la molécula, como "un alcohol C 12 ", es decir, un alcohol que tiene 12 átomos de carbono, por ejemplo, el dodecanol .

Producción y ocurrencia

Los alcoholes grasos comenzaron a estar disponibles comercialmente a principios del siglo XX. Originalmente se obtenían mediante la reducción de ésteres de cera con sodio a través del proceso de reducción de Bouveault-Blanc . En la década de 1930 se comercializó la hidrogenación catalítica , que permitió la conversión de ésteres de ácidos grasos, típicamente sebo , en alcoholes. En las décadas de 1940 y 1950, los productos petroquímicos se convirtieron en una importante fuente de productos químicos, y Karl Ziegler descubrió la polimerización del etileno . Estos dos avances abrieron el camino a los alcoholes grasos sintéticos. En 2005, aproximadamente el 50 % de los alcoholes grasos utilizados comercialmente eran de origen natural, siendo el resto sintéticos (petroquímicos). [ 1 ]

De fuentes naturales

La mayoría de los alcoholes grasos en la naturaleza se encuentran como ceras , que son ésteres de ácidos grasos y alcoholes grasos. [ 1 ] Son producidos por bacterias, plantas y animales con fines de flotabilidad, como fuente de agua metabólica y energía, lentes de biosonar (mamíferos marinos) y para aislamiento térmico en forma de ceras (en plantas e insectos). [ 3 ] Las fuentes tradicionales de alcoholes grasos han sido en gran medida varios aceites vegetales , que siguen siendo una materia prima a gran escala . Las grasas animales (sebo) fueron de importancia histórica, particularmente el aceite de ballena , sin embargo, ya no se utilizan a gran escala. Los sebos producen una gama bastante estrecha de alcoholes, predominantemente C 16 –C 18 , mientras que las fuentes vegetales producen una gama más amplia de alcoholes (C 6 –C 24 ), lo que las convierte en la fuente preferida. Los alcoholes se obtienen de los triglicéridos (triésteres de ácidos grasos), que forman la mayor parte del aceite. El proceso implica la transesterificación de los triglicéridos para dar ésteres metílicos que luego se hidrogenan para producir alcoholes grasos. [ 4 ] Los alcoholes superiores (C 20 –C 22 ) se pueden obtener del aceite de colza o del aceite de semilla de mostaza . Los alcoholes de corte medio se obtienen del aceite de coco (C 12 –C 14 ) o del aceite de palmiste (C 16 –C 18 ).

De fuentes petroquímicas

Los alcoholes grasos también se preparan a partir de fuentes petroquímicas. En el proceso Ziegler , el etileno se oligomeriza utilizando trietilaluminio seguido de oxidación con aire. Este proceso produce alcoholes de número par:

Al ( C2H5 ) 3 + 18 C2H4 → Al ( C14H29 ) 3​​​ 
Al(C 14 H 29 ) 3 + 3 ⁄ 2  O 2 + 3 ⁄ 2 H 2 O → 3 HOC 14 H 29 + 1 ⁄ 2 Al 2 O 3   

Alternativamente, el etileno puede oligomerizarse para dar mezclas de alquenos, que se someten a hidroformilación , proceso que produce un aldehído de número impar, el cual posteriormente se hidrogena. Por ejemplo, a partir de 1-deceno , la hidroformilación produce el alcohol C 11 :

C8H17CH = CH2 + H2 + CO → C8H17CH2CH2CHO​​​​​​​​
C8H17CH2CH2CHO + H2 → C8H17CH2CH2CH2OH​​​​​​​​​​​​​​​​

En el proceso de olefinas superiores de Shell , la distribución de la longitud de cadena en la mezcla inicial de oligómeros de alqueno se ajusta para que se adapte mejor a la demanda del mercado. Shell logra esto mediante una reacción de metátesis intermedia . [ 5 ] La mezcla resultante se fracciona y se hidroformila/hidrogena en una etapa posterior.

Aplicaciones

Los alcoholes grasos se utilizan principalmente en la producción de detergentes y tensioactivos . Al ser viscosos e inmiscibles con el agua, se emplean como coemulsionantes , emolientes y espesantes en la industria cosmética y alimentaria . [ 1 ]

Los alcoholes grasos se convierten en sus etoxilatos mediante tratamiento con óxido de etileno : [ 6 ]

RCH₂OH + n C₂H₄O → RCH₂ ( OCH₂CH₂ ) nOH​​​​​

Los etoxilatos de alcoholes grasos resultantes son tensioactivos importantes. [ 7 ] Se nombran según el alcohol graso de origen (como el alcohol laurílico y el alcohol estearílico ) con el sufijo "eth", es decir, laureth y steareth . [ 8 ] Estos términos van seguidos de un índice para el número promedio de grupos etoxilato; por ejemplo, laureth-20 denota un alcohol laurílico etoxilado con aproximadamente 20 unidades etoxi en promedio y tiene la fórmula CH 3 (CH 2 ) 10 CH 2 (OCH 2 CH 2 ) 20 OH . [ 8 ]

Los alcoholes grasos son precursores de otra gran clase de tensioactivos, los alquilsulfatos de sodio , como el dodecilsulfato de sodio (SDS). Anualmente se producen cinco millones de toneladas de SDS y materiales relacionados mediante la sulfatación del alcohol dodecílico y alcoholes grasos relacionados. [ 6 ]

Nutrición

El metabolismo de los alcoholes grasos está alterado en varios trastornos peroxisomales humanos hereditarios, incluyendo la adrenoleucodistrofia y el síndrome de Sjögren-Larsson . [ 9 ]

Seguridad

Salud humana

Los alcoholes grasos son materiales relativamente benignos, con una LD50 (oral, rata) que oscila entre 3,1 y 4  g/kg para el hexanol y entre 6 y 8  g/kg para el octadecanol . [ 1 ] Para una  persona de 50 kg, estos valores se traducen en más de 100  g. Las pruebas de exposición aguda y repetida han revelado un bajo nivel de toxicidad por inhalación, exposición oral o dérmica a los alcoholes grasos. Los alcoholes grasos no son muy volátiles y la concentración letal aguda es mayor que la presión de vapor saturado. Los alcoholes grasos de cadena larga (C12 - C16 ) producen menos efectos en la salud que los de cadena corta (menores que C12 ) . Los alcoholes grasos de cadena corta se consideran irritantes oculares, mientras que los de cadena larga no lo son. [ 10 ] Los alcoholes grasos no presentan sensibilización cutánea. [ 11 ]

La exposición repetida a alcoholes grasos produce toxicidad de bajo nivel y ciertos compuestos de esta categoría pueden causar irritación local por contacto o efectos hepáticos leves (los alcoholes esencialmente lineales tienen una tasa de aparición ligeramente mayor de estos efectos). No se han observado efectos sobre el sistema nervioso central con la exposición por inhalación y oral. Las pruebas de dosis repetidas en bolo de 1-hexanol y 1-octanol mostraron potencial de depresión del SNC e indujeron dificultad respiratoria. No se ha encontrado potencial de neuropatía periférica. En ratas, el nivel sin efecto adverso observado ( NOAEL ) oscila entre 200  mg/kg/día y 1000  mg/kg/día por ingestión. No hay evidencia de que los alcoholes grasos sean mutagénicos o causen toxicidad reproductiva o infertilidad. Los alcoholes grasos se eliminan eficazmente del cuerpo cuando se está expuesto a ellos, lo que limita la posibilidad de retención o bioacumulación . [ 11 ]

Los márgenes de exposición resultantes del uso de estos productos químicos por parte de los consumidores son adecuados para la protección de la salud humana, según lo determinado por el programa de productos químicos de alto volumen de producción de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). [ 10 ] [ 12 ]

Ambiente

Los alcoholes grasos de hasta C18 de longitud de cadena son biodegradables, y las de hasta C16 se biodegradan completamente en 10 días. Se observó que las cadenas de C16 a C18 se biodegradaban en tasas que oscilaban entre el 62 % y el 76 % en 10 días. Las cadenas de más de C18 se degradaban en un 37 % en 10 días. Estudios de campo en plantas de tratamiento de aguas residuales han demostrado que se elimina el 99 % de los alcoholes grasos de longitudes C12 a C18 . [ 11 ]

La predicción del destino mediante modelos de fugacidad ha demostrado que los alcoholes grasos con cadenas de C 10 o más se distribuyen en el agua y se depositan en los sedimentos. Se predice que las cadenas de C 14 o más permanecerán en el aire tras su liberación. El modelado muestra que cada tipo de alcohol graso responderá de forma independiente tras su liberación al medio ambiente. [ 11 ]

Organismos acuáticos

Los peces , invertebrados y algas experimentan niveles de toxicidad similares con los alcoholes grasos, aunque esto depende de la longitud de la cadena, siendo las cadenas más cortas las que presentan mayor potencial tóxico. Las cadenas más largas no muestran toxicidad para los organismos acuáticos. [ 11 ]

Esta categoría de productos químicos fue evaluada en el marco del programa de productos químicos de alto volumen de producción de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). No se identificaron riesgos ambientales inaceptables. [ 12 ]

Tabla con nombres comunes

Esta tabla enumera algunos alcoholes alquílicos. Cabe destacar que, en general, los alcoholes con un número par de átomos de carbono tienen nombres comunes, ya que se encuentran en la naturaleza, mientras que aquellos con un número impar de átomos de carbono generalmente no tienen un nombre común.

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Noweck, Klaus; Grafahrend, Wolfgang. "Alcoholes grasos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a10_277.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  2. ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " "Alcohol graso" ". doi : 10.1351/goldbook.F02330
  3. ↑ Mudge, Stephen; Meier-Augenstein, Wolfram; Eadsforth, Charles; DeLeo, Paul (2010). "¿Qué contribución hacen los alcoholes grasos de los detergentes a las descargas de aguas residuales y al medio marino?". Journal of Environmental Monitoring . 12 (10): 1846– 1856. doi : 10.1039/C0EM00079E . PMID 20820625 . 
  4. ↑ Kreutzer, Udo R. (febrero de 1984). "Fabricación de alcoholes grasos a base de grasas y aceites naturales". Journal of the American Oil Chemists' Society . 61 (2): 343– 348. doi : 10.1007/BF02678792 . S2CID 84849226 . 
  5. ↑ Diccionario de productos químicos industriales de Ashford (3.ª ed.). 2011. págs. 6706–6711 .  
  6. 1 2 Holmberg, Krister (2019). "Tensioactivos". Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . págs. 1–56 . doi : 10.1002/14356007.a25_747.pub2 . ISBN  978-3-527-30673-2.
  7. ↑ Hepworth P (2006). «Capítulo 5: Tensioactivos no iónicos». En Farn RJ (ed.). Química y tecnología de los tensioactivos . Oxford; Ames, Iowa: Blackwell Publishing Ltd. pp. 134-152 (236). ISBN  978-0-470-98859-6.
  8. 1 2 Convenciones de nomenclatura INCI e información de referencia (PDF) . Consejo de productos para el cuidado personal. (Informe). Septiembre de 2023. pág. 6. Los alcoholes etoxilados se nombran agregando el sufijo "eth" al nombre convencional de la raíz seguido del número promedio de moles de óxido de etileno, por ejemplo, Steareth-10. 
  9. ↑ Hargrove, James L.; Greenspan, Phillip; Hartle, Diane K. (2004). "Importancia nutricional y metabolismo de alcoholes y ácidos grasos de cadena muy larga procedentes de ceras dietéticas". Exp. Biol. Med. (Maywood) . 229 (3 ) : 215– 226. doi : 10.1177/153537020422900301 . PMID 14988513. S2CID 38905297 .  
  10. 1 2 Veenstra, Gauke; Webb, Catherine; Sanderson, Hans; Belanger, Scott E.; Fisk, Peter; Nielson, Allen; Kasai, Yutaka; Willing, Andreas; Dyer, Scott; Penney, David; Certa, Hans; Stanton, Kathleen; Sedlak, Richard (2009). "Evaluación del riesgo para la salud humana de los alcoholes de cadena larga" . Ecotoxicología y seguridad ambiental . 72 (4): 1016– 1030. Bibcode : 2009EcoES..72.1016V . doi : 10.1016/j.ecoenv.2008.07.012 . ISSN 0147-6513 . PMID 19237197 .  
  11. 1 2 3 4 5 Reino Unido/ICCA (2006). "Perfil de evaluación inicial de los SIDS" . Base de datos de sustancias químicas existentes de la OCDE .
  12. 1 2 Sanderson, Hans; Belanger, Scott E.; Fisk, Peter R.; Schäfers, Christoph; Veenstra, Gauke; Nielsen, Allen M.; Kasai, Yutaka; Willing, Andreas; Dyer, Scott D.; Stanton, Kathleen; Sedlak, Richard (mayo de 2009). "Una visión general de la evaluación de peligros y riesgos de la categoría química de alto volumen de producción de la OCDE: alcoholes de cadena larga [C 6 –C 22 ] (LCOH)". Ecotoxicología y seguridad ambiental . 72 (4): 973– 979. Bibcode : 2009EcoES..72..973S . doi : 10.1016/j.ecoenv.2008.10.006 . PMID 19038453 . 
  • Comisión de Nomenclatura Bioquímica (CBN) de la IUPAC-IUB, versión web mundial. Preparado por GP Moss. "Nomenclatura de lípidos" . Consultado el 19 de agosto de 2025 .
  • Cyberlipid. "Alcoholes grasos y aldehídos" . Archivado del original el 25 de junio de 2012. Consultado el 6 de febrero de 2007 .Descripción general de los alcoholes grasos, con referencias.
  • CONDEA. "El Dr. Z presenta todo sobre los alcoholes grasos" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 27 de septiembre de 2007. Consultado el 6 de febrero de 2007 .