Ácido dicarboxílico - Dicarboxylic acid

Um ácido dicarboxílico é um composto orgânico que contém dois grupos funcionais carboxila (−COOH). A fórmula molecular geral para ácidos dicarboxílicos pode ser escrita como HO ₂ C − R − CO ₂ H, onde R pode ser alifático ou aromático. Em geral, os ácidos dicarboxílicos apresentam comportamento químico e reatividade semelhantes aos ácidos monocarboxílicos . Os ácidos dicarboxílicos também são usados ​​na preparação de copolímeros , como poliamidas e poliésteres . O ácido dicarboxílico mais utilizado na indústria é o ácido adípico , que é um precursor usado na produção de náilon . Outros exemplos de ácidos dicarboxílicos incluem ácido aspártico e ácido glutâmico , dois aminoácidos no corpo humano. O nome pode ser abreviado para diácido .

Ácidos dicarboxílicos lineares saturados

A fórmula geral é HO
₂C (CH
₂)
_nCO
₂H . Os links PubChem dão acesso a mais informações sobre os compostos, incluindo outros nomes, ids, toxicidade e segurança.

n	Nome comum	Nome IUPAC sistemático	Estrutura	pK a 1	pK a 2	PubChem
0	Ácido oxálico	ácido etanodioico		1,27	4,27	971
1	Ácido malônico	ácido propanodioico		2,85	5.05	867
2	Ácido succínico	ácido butanodioico		4,21	5,41	1110
3	Ácido glutárico	ácido pentanodioico		4,34	5,41	743
4	Ácido adípico	ácido hexanodioico		4,41	5,41	196
5	Ácido pimélico	ácido heptanodioico		4,50	5,43	385
6	Ácido subérico	ácido octanodioico		4.526	5,498	10457
7	Ácido azelaico	ácido nonanodioico		4.550	5,498	2266
8	Ácido sebácico	ácido decanodioico		4.720	5,450	5192
9		ácido undecanodioico				15816
10		ácido dodecanodioico				12736
11	Ácido brassylic	ácido tridecanodioico				10458
14	Ácido tálsico	ácido hexadecanodioico				10459
19	Ácido japonês	ácido heneicosadioico				9543668
20	Ácido felogênico	ácido docosanodioico				244872
28	Ácido equisetólico	ácido triacontanodioico				5322010

Ocorrência

• O ácido adípico, apesar do nome (em latim, adipis significa gordura), não é um constituinte normal dos lipídios naturais, mas é um produto do ranço oxidativo . Foi obtido pela oxidação do óleo de rícino ( ácido ricinoléico ) com ácido nítrico. Atualmente é produzido industrialmente por oxidação de ciclohexanol ou ciclohexano , principalmente para a produção de Nylon 6-6 . Possui diversos outros usos industriais na produção de adesivos , plastificantes , agentes gelatinizantes, fluidos hidráulicos , lubrificantes , emolientes , espumas de poliuretano , curtimento de couro , uretano e também como acidulante em alimentos.
• O ácido pimélico (do grego pimelh , gordura) também foi isolado pela primeira vez do óleo oxidado. Os derivados do ácido pimélico estão envolvidos na biossíntese da lisina .
• O ácido subérico foi inicialmente produzido pela oxidação do ácido nítrico da cortiça (latim suber). Este ácido também é produzido quando o óleo de rícino é oxidado. O ácido subérico é usado na fabricação de resinas alquídicas e na síntese de poliamidas ( variantes do náilon ).
• O nome do ácido azelaico deriva da ação do ácido nítrico (azote, nitrogênio ou azótico, nítrico) na oxidação do ácido oleico ou ácido elaídico . Foi detectado entre produtos de gorduras rançosas. Sua origem explica sua presença em amostras mal preservadas de óleo de linhaça e em exemplares de pomada retirados de tumbas egípcias de 5.000 anos. O ácido azelaico foi preparado por oxidação do ácido oleico com permanganato de potássio , mas agora por clivagem oxidativa do ácido oleico com ácido crômico ou por ozonólise. O ácido azelaico é utilizado, como ésteres simples ou ésteres de cadeia ramificada) na fabricação de plastificantes (para resinas de cloreto de vinila , borracha), lubrificantes e graxas. O ácido azelaico agora é usado em cosméticos (tratamento da acne). Apresenta propriedades bacteriostáticas e bactericidas contra uma variedade de microrganismos aeróbios e anaeróbios presentes na pele com acne. . O ácido azelaico foi identificado como uma molécula que se acumulava em níveis elevados em algumas partes das plantas e demonstrou ser capaz de aumentar a resistência das plantas a infecções.
• Ácido sebácico, denominado de sebo ( sebo ). Thenard isolou este composto de produtos de destilação de sebo bovino em 1802. É produzido industrialmente pela fissão alcalina do óleo de rícino. O ácido sebácico e seus derivados têm diversos usos industriais como plastificantes, lubrificantes, óleos de bomba de difusão, cosméticos, velas, etc. Também é utilizado na síntese de poliamidas, como náilon e resinas alquídicas. Um isômero, o ácido isosebácico, tem diversas aplicações na fabricação de plastificantes de resina de vinil, plásticos de extrusão, adesivos, lubrificantes de éster, poliésteres, resinas de poliuretano e borracha sintética .
• O ácido brassílico pode ser produzido a partir do ácido erúcico por ozonólise , mas também por microrganismos ( Candida sp. ) A partir do tridecano . Este diácido é produzido em pequena escala comercial no Japão para a fabricação de fragrâncias.
• O ácido dodecanodioico é usado na produção de náilon (náilon-6,12), poliamidas, revestimentos, adesivos, graxas, poliésteres, corantes, detergentes, retardantes de chama e fragrâncias. Agora é produzido pela fermentação de alcanos de cadeia longa com uma cepa específica de Candida tropicalis . O ácido traumático é sua contraparte monoinsaturada.
• O ácido tálsico foi isolado das raízes secas da "cenoura mortal" do Mediterrâneo, Thapsia garganica ( Apiaceae ).

A cera japonesa é uma mistura contendo triglicerídeos dos ácidos dicarboxílicos C21, C22 e C23 obtidos da árvore sumagre ( Rhus sp.).

Uma grande pesquisa dos ácidos dicarboxílicos presentes nas nozes do Mediterrâneo revelou componentes incomuns. Um total de 26 ácidos menores (de 2 na noz-pecã a 8% no amendoim) foram determinados: 8 espécies derivadas do ácido succínico , provavelmente em relação à fotossíntese , e 18 espécies com uma cadeia de 5 a 22 átomos de carbono. Ácidos de maior peso (> C20) são encontrados na suberina presente nas superfícies vegetais (casca externa, epiderme da raiz). Os ácidos C16 a C26a, ω-dióicos são considerados diagnósticos para a suberina. Com C18: 1 e C18: 2, seu conteúdo é de 24 a 45% da suberina total. Eles estão presentes em níveis baixos (<5%) na cutina das plantas , exceto em Arabidopsis thaliana onde seu conteúdo pode ser superior a 50%.

Foi demonstrado que os microrganismos hipertermofílicos continham especificamente uma grande variedade de ácidos dicarboxílicos. Esta é provavelmente a diferença mais importante entre esses microrganismos e outras bactérias marinhas. Ácidos graxos dióicos de C16 a C22 foram encontrados em um archaeon hipertermofílico , Pyrococcus furiosus . Ácidos dióicos de cadeia curta e média (até 11 átomos de carbono) foram descobertos em cianobactérias do gênero Aphanizomenon .

Os ácidos dicarboxílicos podem ser produzidos por ω-oxidação de ácidos graxos durante seu catabolismo . Foi descoberto que esses compostos apareceram na urina após a administração de tricaprina e triundecilina. Embora o significado de sua biossíntese permaneça pouco compreendido, foi demonstrado que a ω-oxidação ocorre no fígado de rato, mas em uma taxa baixa, necessita de oxigênio, NADPH e citocromo P450 . Posteriormente, foi demonstrado que esta reação é mais importante em animais famintos ou diabéticos, onde 15% do ácido palmítico é submetido à oxidação ω e depois à oxidação tob, gerando malonil-coA que é posteriormente utilizado na síntese de ácidos graxos saturados. A determinação dos ácidos dicarboxílicos gerados pela oxidação de permanganato-periodato de ácidos graxos monoenóicos foi útil para estudar a posição da dupla ligação na cadeia de carbono.

Ácidos dicarboxílicos de cadeia ramificada

Ácidos dicarboxílicos de cadeia longa contendo ramificação de dimetila vicinal próximo ao centro da cadeia de carbono foram descobertos no gênero Butyrivibrio , bactérias que participam da digestão da celulose no rúmen. Esses ácidos graxos, chamados de ácidos diabólicos , têm um comprimento de cadeia dependendo do ácido graxo usado no meio de cultura. O ácido diabólico mais abundante no Butyrivibrio tinha um comprimento de cadeia de 32 carbonos. Ácidos diabólicos também foram detectados no núcleo de lipídios do gênero Thermotoga da ordem Thermotogales , bactérias que vivem em nascentes de solfatara , sistemas hidrotermais marinhos de alto mar e campos de petróleo marinhos e continentais de alta temperatura. Foi demonstrado que cerca de 10% de sua fração lipídica eram ácidos diabólicos C30 a C34 simétricos. Os ácidos diabólicos C30 (ácido 13,14-dimetiloctacosanodioico) e C32 (ácido 15,16-dimetiltriacontanodioico) foram descritos em Thermotoga maritima .

Alguns diácidos parentais C29 a C32 mas com grupos metilo nos carbonos C-13 e C-16 foram isolados e caracterizados a partir dos lípidos de eubacterium anaeróbio termofílico Themanaerobacter ethanolicus. O diácido mais abundante foi o ácido C30a, ω-13,16-dimetiloctacosanodióico.

Os diácidos bifitânicos estão presentes em sedimentos geológicos e são considerados traçadores da oxidação anaeróbia passada do metano. Várias formas sem ou com um ou dois anéis pentacíclicos foram detectadas em calcários de infiltração Cenozóica. Esses lipídios podem ser metabólitos não reconhecidos de Archaea.

A crocetina é o principal composto das crocinas (glicosídeos da crocetina), que são os principais pigmentos vermelhos dos estigmas do açafrão ( Crocus sativus ) e dos frutos da gardênia ( Gardenia jasminoides ). A crocetina é um ácido dicarboxílico de cadeia de 20 carbonos que é um diterpenenóide e pode ser considerado um carotenóide. Foi o primeiro carotenóide vegetal a ser reconhecido já em 1818, enquanto a história do cultivo do açafrão remonta a mais de 3.000 anos. O principal ingrediente ativo do açafrão é o pigmento amarelo crocina 2 (três outros derivados com glicosilações diferentes são conhecidos) contendo um grupo gentiobiose (dissacarídeo) em cada extremidade da molécula. Um método simples e específico de HPLC-UV foi desenvolvido para quantificar os cinco principais ingredientes biologicamente ativos do açafrão, a saber, os quatro crocinas e a crocetina.

Ácidos dicarboxílicos insaturados

Modelo	Nome comum	Nome IUPAC	Isômero	Fórmula estrutural	PubChem
Monosaturado	Ácido maleico	Ácido (Z) -butenodioico	cis		444266
	Ácido fumárico	Ácido (E) -butenodioico	trans		444972
	Ácido acetilenodicarboxílico	Ácido but-2-inioico	não aplicável		371
	Ácido glutacônico	Ácido (Z) -Pent-2-enodioico	cis		5370328
		Ácido (E) -Pent-2-enodioico	trans		5280498
		Ácido 2-decenodioico	trans		6442613
	Ácido traumático	Ácido dodec-2-enodioico	trans		5283028
Diinsaturado	Ácido mucônico	Ácido (2E, 4E) -Hexa-2,4-dienodioico	trans, trans		5356793
		Ácido (2Z, 4E) -Hexa-2,4-dienodioico	cis, trans		280518
		Ácido (2Z, 4Z) -Hexa-2,4-dienodioico	cis, cis		5280518
	Ácido glutínico ( ácido aleno -1,3-dicarboxílico)	(RS) - ácido penta-2,3-dienodioico		HO 2 CCH = C = CHCO 2 H	5242834
Ramificado	Ácido citracônico	Ácido (2Z) -2-metilbut-2-enodioico	cis		643798
	Ácido mesacônico	Ácido (2E) -2-metil-2-butenodioico	trans		638129
	Ácido itacônico	Ácido 2-metilidenebutanodioico	-		811

O ácido traumático foi uma das primeiras moléculas biologicamente ativas isoladas de tecidos vegetais. Este ácido dicarboxílico demonstrou ser um potente agente de cicatrização de feridas em plantas que estimula a divisão celular próximo ao local da ferida, ele deriva de hidroperóxidos de ácidos graxos 18: 2 ou 18: 3 após a conversão em oxoácidos graxos .

O ácido trans, trans- mucônico é um metabólito do benzeno em humanos. A determinação de sua concentração na urina é, portanto, usada como um biomarcador de exposição ocupacional ou ambiental ao benzeno.

O ácido glutínico, um aleno substituído , foi isolado de Alnus glutinosa (Betulaceae).

Embora os ácidos graxos poliinsaturados sejam incomuns nas cutículas das plantas, um ácido dicarboxílico diinsaturado foi relatado como um componente das ceras superficiais ou poliésteres de algumas espécies de plantas. Assim, octadeca-c6, c9-dieno-1,18-dioato, um derivado do ácido linoléico , está presente na cutícula de Arabidopsis e Brassica napus .

Alquilitaconatos

Vários ácidos dicarboxílicos com uma cadeia lateral alquilica e um núcleo itaconato foram isolados de líquenes e fungos , sendo o ácido itacônico (ácido metilenossuccínico) um metabólito produzido por fungos filamentosos. Dentre esses compostos, vários análogos, chamados ácidos caetomélicos, com diferentes comprimentos de cadeia e graus de insaturação, foram isolados de várias espécies do líquen Chaetomella . Essas moléculas mostraram ser valiosas como base para o desenvolvimento de drogas anticâncer devido aos seus fortes efeitos inibidores da farnesiltransferase .

Uma série de alquil- e alquenil-itaconatos, conhecidos como ácidos ceripóricos ( Pub Chem 52921868 ), foram encontrados em culturas de um fungo de degradação seletiva da lignina ( fungo da podridão branca ), Ceriporiopsis subvermispora. A configuração absoluta dos ácidos ceripóricos, sua via biossintética estereosseletiva e a diversidade de seus metabólitos foram discutidos em detalhes.

Ácidos dicarboxílicos substituídos

Nome comum	Nome IUPAC	Fórmula estrutural	PubChem
Ácido tartrônico	Ácido 2-hidroxipropanodioico		45
Ácido mesoxálico	Ácido oxopropanodioico		10132
Ácido málico	Ácido hidroxibutanodioico		525
Ácido tartárico	Ácido 2,3-dihidroxibutanodioico		875
Ácido oxaloacético	Ácido oxobutanodioico		970
Ácido aspártico	Ácido 2-aminobutanodioico		5960
ácido dioxosuccínico	ácido dioxobutanodioico		82062
ácido α-hidroxiglutárico	Ácido 2-hidroxipentanodioico		43
Ácido arabinárico	Ácido 2,3,4-trihidroxipentanodioico		109475
Ácido acetonedicarboxílico	Ácido 3-oxopentanodioico		68328
ácido α-cetoglutárico	Ácido 2-oxopentanodioico		51
Ácido glutâmico	Ácido 2-aminopentanodioico		611
Ácido diaminopimélico	Ácido (2R, 6S) -2,6-diaminoheptanodioico		865
Ácido sacárico	Ácido (2S, 3S, 4S, 5R) -2,3,4,5-tetrahidroxihexanodioico		33037

Ácidos dicarboxílicos aromáticos

Nomes comuns	Nome IUPAC	Estrutura	PubChem
Ácido ftálico o -ft�ico	Ácido benzeno-1,2-dicarboxílico		1017
Ácido isoftálico m -ft�ico	Ácido benzeno-1,3-dicarboxílico		8496
Ácido tereftálico ácido p- ftálico	Ácido benzeno-1,4-dicarboxílico		7489
Ácido difênico Ácido bifenil-2,2′-dicarboxílico	Ácido 2- (2-carboxifenil) benzóico		10210
Ácido 2,6-naftalenodicarboxílico	Ácido 2,6-naftalenodicarboxílico		14357

O ácido tereftálico é uma commodity química usada na fabricação do poliéster conhecido por marcas como PET, Terylene, Dacron e Lavsan .

Propriedades

Os ácidos dicarboxílicos são sólidos cristalinos. A solubilidade em água e o ponto de fusão dos compostos α, ω- progridem em uma série conforme as cadeias de carbono se tornam mais longas com a alternância entre números pares e ímpares de átomos de carbono, de modo que para números pares de átomos de carbono o ponto de fusão é maior do que para o próximo na série com um número ímpar. Estes compostos são ácidos dibásicos fraco com pKa _uma tensão no sentido de valores de ca. 4,5 e 5,5 à medida que a separação entre os dois grupos carboxilato aumenta. Assim, em uma solução aquosa com pH em torno de 7, típico de sistemas biológicos, a equação de Henderson-Hasselbalch indica que eles existem predominantemente como ânions dicarboxilato.

Os ácidos dicarboxílicos, especialmente os pequenos e lineares, podem ser usados ​​como reagentes de reticulação. Os ácidos dicarboxílicos em que os grupos carboxílicos são separados por nenhum ou um átomo de carbono se decompõem quando são aquecidos para liberar dióxido de carbono e deixar para trás um ácido monocarboxílico.

A regra de Blanc diz que aquecer um sal de bário de um ácido dicarboxílico, ou desidratá-lo com anidrido acético, produzirá um anidrido de ácido cíclico se os átomos de carbono contendo grupos de ácido estiverem nas posições 1 e (4 ou 5). Portanto, o ácido succínico produzirá anidrido succínico . Para ácidos com grupos carboxílicos nas posições 1 e 6, esta desidratação causa perda de dióxido de carbono e água para formar uma cetona cíclica, por exemplo, o ácido adípico formará ciclopentanona .

Derivados

Quanto aos ácidos carboxílicos monofuncionais, existem derivados dos mesmos tipos. No entanto, existe a complicação adicional de que um ou dois dos grupos carboxílicos podem ser alterados. Se apenas um for alterado, o derivado é denominado "ácido" e, se ambas as extremidades forem alteradas, é denominado "normal". Esses derivados incluem sais, cloretos, ésteres, amidas e anidridos. No caso de anidridos ou amidas, dois dos grupos carboxila podem se unir para formar um composto cíclico, por exemplo, succinimida .

Veja também

• Ácido tricarboxílico

Referências

links externos

• Banco de dados da estrutura da porta de entrada da lipidômica Ácidos dicarboxílicos
• Dijkstra, Albert J. "nomes triviais de ácidos graxos-Parte 1" . lipidlibrary.aocs.org . Página visitada em 24 de junho de 2019 .