Hispanopedia WikiEl ácido resínico se refiere a cualquiera de varios ácidos carboxílicos relacionados que se encuentran en las resinas de los árboles . Casi todos los ácidos resínicos tienen el mismo esqueleto básico: tres anillos fusionados con la fórmula empírica C 19 H 29 CO 2 H. Los ácidos resínicos se presentan en la naturaleza como gomas pegajosas y amarillentas que consisten en varios compuestos. Son insolubles en agua. Un ácido resínico común es el ácido abiético . [ 1 ] Los ácidos resínicos se utilizan para producir jabones para diversas aplicaciones, pero su uso está siendo reemplazado cada vez más por ácidos sintéticos como el ácido 2-etilhexanoico o los ácidos nafténicos derivados del petróleo .
Análisis botánico
Los ácidos resínicos son protectores y conservantes de la madera producidos por las células epiteliales parenquimáticas que rodean los conductos de resina en los árboles de los bosques de coníferas templados . Estos ácidos se forman cuando moléculas de dos y tres carbonos se unen a unidades estructurales de isopreno para formar estructuras de monoterpenos (volátiles), sesquiterpenos (volátiles) y diterpenos (no volátiles).
Los pinos contienen numerosos conductos de resina verticales y radiales distribuidos por toda la madera. La acumulación de resina en el duramen y los conductos produce una concentración máxima en la base de los árboles más viejos. Sin embargo, la resina en la albura es menor en la base del árbol y aumenta con la altura.
En 2005, cuando una infestación del escarabajo del pino de montaña ( Dendroctonus ponderosae ) y el hongo de la mancha azul devastaron los bosques de pino contorta del norte de la Columbia Británica , Canadá, se detectaron niveles de ácido resínico de tres a cuatro veces superiores a lo normal en los árboles infectados, antes de su muerte. Estos niveles elevados demuestran que el árbol utiliza las resinas como mecanismo de defensa. Las resinas son tóxicas tanto para el escarabajo como para el hongo, y además pueden sepultar al escarabajo entre los restos de diterpenos de sus secreciones. Se ha propuesto aumentar la producción de resina como una forma de frenar la propagación del escarabajo en la "Zona Roja" o la interfaz urbano-forestal.
Componentes químicos
Biosíntesis y aislamiento
Los ácidos resínicos se originan a partir del pirofosfato de geranilgeranilo , sobre el cual actúa (es decir, es el sustrato) la sintasa de copalil difosfato . La conversión inicial produce copalil difosfato , precursor de los difosfatos de diterpenos (advertencia de nomenclatura: pirofosfato y difosfato se usan a menudo indistintamente). Bajo control enzimático, este compuesto de pirofosfato se reorganiza en los siguientes diterpenos: levopimaradieno, abietadieno y neoabietadieno. También se generan trazas de otros tres diterpenos: palustradieno, sandaracopimaradieno y pimara-8(14),15-dieno. Estos hidrocarburos son sustratos del citocromo P450 , que introduce funcionalidades de oxígeno, es decir, convierte enlaces CH en enlaces C-OH y realiza reacciones similares que involucran oxígeno del aire. Esta conversión transforma los terpenos en terpenoides. [ 1 ]
En la colofonia se pueden identificar varios ácidos resínicos importantes, como se indica a continuación. [ 2 ] Las dos clases, ácidos abiéticos y ácidos pimáricos, son isómeros con la fórmula C 19 H 29 CO 2 H.
Ácidos de tipo abiético
- Representa la mayor parte, entre el 85 y el 90%, del aceite de tall típico .
- ácido abiético
- ácido abieta-7,13-dien-18-oico
- ácido 13-isopropilpodocarpa-7,13-dien-15-oico
- ácido neoabiético
- ácido dehidroabiético
- ácido palústrico
- ácido levopimárico
Ácidos de tipo pimárico
- ácido pimárico
- ácido pimara-8(14),15-dien-18-oico
- ácidos isopimáricos
Otros
Producción en aceite de tall (subproducto del procesamiento químico de la pulpa)
La fabricación comercial de celulosa química de grado pulpa de madera mediante el proceso de pulpeo químico Kraft libera ácidos resínicos. El proceso Kraft se lleva a cabo bajo condiciones fuertemente alcalinas de hidróxido de sodio , sulfuro de sodio e hidrosulfuro de sodio . Estas bases neutralizan los ácidos resínicos, convirtiéndolos en sus respectivas sales de sodio: abietato de sodio ((CH₃ ) ₄C₁₅H₁₇COONa ) , pimarato de sodio ((CH₃ ) ₃ ( CH₂ ) C₁₅H₂₃COONa ) , etc. En esta forma, las sales de sodio son poco solubles y, al tener una densidad menor que el licor residual del proceso de pulpeo, flotan en la superficie de los recipientes de almacenamiento durante el proceso de concentración, como un fluido amarillo pastoso y gelatinoso llamado jabón Kraft ( también llamado jabón de resina ). [ 3 ] Este jabón se utiliza en el blanqueo y la limpieza, y como componente de algunos barnices . También se utiliza en la industria del caucho como emulsionante. A menudo, el jabón se pretrata con formaldehído y anhídrido maleico . [ 4 ] El jabón de pino se refina a partir de jabón de resina mediante aceite de tall por acidificación, refinación y resaponciación. [ 5 ]
El jabón Kraft se puede neutralizar con ácido sulfúrico para restaurar las formas ácidas del ácido abiético , el ácido palmítico y los componentes ácidos de resina relacionados. Esta mezcla refinada se denomina aceite de tall . Otros componentes importantes incluyen ácidos grasos y esteroles insaponificables .
Los ácidos resínicos, debido a la misma naturaleza protectora que brindan a los árboles de donde provienen, también generan toxicidad en las plantas de tratamiento de efluentes de las fábricas de pulpa. Además, cualquier residuo de ácidos resínicos que logre superar el tratamiento aumenta la toxicidad del agua que desemboca en los cuerpos de agua receptores.
Variación según la especie y la zona biogeoclimática
La composición química del aceite de tall varía según la especie de árbol utilizada en la producción de pulpa y, a su vez, según la ubicación geográfica. Por ejemplo, las zonas costeras del sureste de Estados Unidos presentan una alta proporción de pino taeda ( Pinus elliottii ); en cambio, en las zonas del interior de la misma región predomina el pino taeda ( Pinus taeda ). El pino taeda generalmente contiene una mayor concentración de ácidos resínicos que el pino taeda.
En general, el aceite de tall producido en las zonas costeras del sureste de Estados Unidos contiene más del 40 % de ácidos resínicos, y en ocasiones hasta un 50 % o más. La fracción de ácidos grasos suele ser menor que la de ácidos resínicos, y los insaponificables representan entre un 6 % y un 8 %. Más al norte, en Virginia , donde predominan el pino de brea ( Pinus rigida ) y el pino de hoja corta ( Pinus echinata ), el contenido de ácidos resínicos disminuye hasta un 30-35 %, con el consiguiente aumento de los ácidos grasos presentes.
En Canadá , donde las fábricas procesan pino contorta ( Pinus contorta ) en el interior de la Columbia Británica y Alberta , pino Banks ( Pinus banksiana ) desde Alberta hasta Quebec , y pino blanco oriental ( Pinus strobus ) y pino rojo ( Pinus resinosa ) desde Ontario hasta Nuevo Brunswick , son comunes los niveles de ácido resínico del 25% con contenidos de insaponificables del 12-25%. Se pueden encontrar variaciones similares en otras partes de los Estados Unidos y en otros países. Por ejemplo, en Finlandia , Suecia y Rusia , los valores de ácido resínico del pino silvestre ( Pinus sylvestris ) pueden variar del 20 al 50%, los ácidos grasos del 35 al 70%, y los insaponificables del 6 al 30%.
Usos
Los ácidos resínicos se convierten en goma éster mediante reacción con cantidades controladas de glicerol u otros alcoholes polihídricos .
Algunos tienen propiedades secantes y, como goma éster, se utilizan en pinturas , barnices y lacas . [ 6 ]
Los ácidos de resina se convierten en jabones de resina .
Seguridad
Los ácidos resínicos son muy poco solubles en agua (miligramos por litro) y tienen baja toxicidad aguda. [ 7 ]
Referencias
- 1 2 Keeling, Christopher I.; Bohlmann, Jörg (2006). "Ácidos de resina diterpénica en coníferas". Phytochemistry . 67 (22): 2415– 2423. Bibcode : 2006PChem..67.2415K . doi : 10.1016/j.phytochem.2006.08.019 . PMID 16996548 .
- ↑ Fiebach, Klemens; Grimm, Dieter (2000). "Resinas naturales". Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a23_073 . ISBN 3-527-30673-0.
- ↑ Norlin, Lars-Hugo (2000). «Tall Oil». Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a26_057 . ISBN 978-3-527-30385-4.
- ↑ Fiebach, Klemens; Grimm, Dieter (2000). "Resinas naturales". Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a23_073 . ISBN 3-527-30673-0.
- ↑ Barnes, Tanya M.; Greive, Kerryn A. (2017). "Alquitrán de pino tópico: historia, propiedades y uso como tratamiento para afecciones cutáneas comunes" . Australasian Journal of Dermatology . 58 (2): 80– 85. doi : 10.1111/ajd.12427 . ISSN 1440-0960 . PMC 5434829. PMID 26790564 .
- ↑ Hoiberg, Dale H., ed. (2010). «ácido abiético» . Encyclopædia Britannica . Vol. I: A-ak Bayes (15.ª ed.). Chicago, Illinois: Encyclopædia Britannica Inc. pp . 32. ISBN 978-1-59339-837-8.
- ↑ Peng, Guomei; Roberts, John C. (2000). "Solubilidad y toxicidad de los ácidos de resina". Water Research . 34 (10): 2779– 2785. Bibcode : 2000WatRe..34.2779P . doi : 10.1016/s0043-1354(99)00406-6 .
Lecturas adicionales
- Biomoléculas
- Ácidos
- Resinas
- extractos de madera
