Acido adipico
Ácido adípico o ácido hexanodioico es el compuesto orgánico de fórmula (CH2)4(COOH )2. Desde el punto de vista industrial, es el ácido dicarboxílico más importante: cada año se producen unos 2.500 millones de kilogramos de este polvo cristalino blanco, principalmente como precursor para la producción de nailon. Por lo demás, el ácido adípico rara vez se encuentra en la naturaleza, pero se lo conoce como aditivo alimentario fabricado con 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, que se denomina aceite KA, abreviatura de aceite de alcohol cetona. El ácido nítrico es el oxidante. El camino es de varios pasos. Al principio de la reacción, el ciclohexanol se convierte en cetona, liberando ácido nitroso:
- HOCH(CH)2)5 + HNO3 → O=C2)5 + HNO2 + H2O
La ciclohexanona luego se nitrosa, preparando el escenario para la escisión del enlace C-C:
- HNO2 + HNO3 [NO]+NO3]− + H2O
- O=C(CH)2)5 + NO+ → O=C(CHNO)2)4 + H+
Los productos secundarios del método incluyen los ácidos glutárico y succínico. El óxido nitroso también se produce en una proporción de aproximadamente uno a un mol con respecto al ácido adípico, a través de la intermediación de un ácido nitrólico.
Los procesos relacionados parten del ciclohexanol, que se obtiene de la hidrogenación del fenol.
Métodos alternativos de producción
Se han desarrollado varios métodos mediante la carbonilación de butadieno. Por ejemplo, la hidrocarboxilación se desarrolla de la siguiente manera:
- CH2=CH−CH=CH2 + 2 CO + 2 H2O → HO2C(CH)2)4CO2H
Otro método es la escisión oxidativa del ciclohexeno utilizando peróxido de hidrógeno. El producto de desecho es agua.
Históricamente, el ácido adípico se preparaba mediante la oxidación de varias grasas, de ahí el nombre (en última instancia, del latín adeps, adipis – "grasa animal"; cf. tejido adiposo).
Reacciones
El ácido adípico es un ácido dibásico (tiene dos grupos ácidos). Los valores de pKa para sus sucesivas desprotonaciones son 4,41 y 5,41.
Con los grupos carboxilato separados por cuatro grupos metileno, el ácido adípico es adecuado para reacciones de condensación intramolecular. Tras el tratamiento con hidróxido de bario a temperaturas elevadas, se somete a cetonización para dar ciclopentanona.
Usos
Alrededor del 60% de los 2,5 billones de kg de ácido adipico producido anualmente se utiliza como monómero para la producción de nylon por una reacción de policondensación con hexametileno diamina formando nylon 66. Otras aplicaciones importantes también implican polímeros; es un monómero para la producción de poliuretano y sus ésteres son plásticos, especialmente en PVC.
En medicina
El ácido adípico se ha incorporado en tabletas matriciales de formulación de liberación controlada para obtener una liberación independiente del pH para fármacos débilmente básicos y débilmente ácidos. También se ha incorporado al recubrimiento polimérico de sistemas monolíticos hidrófilos para modular el pH intragel, lo que da como resultado la liberación de orden cero de un fármaco hidrófilo. Se ha informado que la desintegración al pH intestinal de la goma laca de polímero entérico mejora cuando se usa ácido adípico como agente formador de poros sin afectar la liberación en los medios ácidos. Otras formulaciones de liberación controlada han incluido ácido adípico con la intención de obtener un perfil de liberación tardía.
En alimentos
Se utilizan cantidades pequeñas pero significativas de ácido adípico como ingrediente alimentario como aromatizante y gelificante. Se utiliza en algunos antiácidos de carbonato de calcio para hacerlos ácidos. Como acidulante de los polvos de hornear, evita las propiedades higroscópicas indeseables del ácido tartárico. El ácido adípico, poco común en la naturaleza, se encuentra naturalmente en la remolacha, pero no es una fuente económica para el comercio en comparación con la síntesis industrial.
Seguridad
El ácido adipic, como la mayoría de los ácidos carboxílicos, es una piel suave irritante. Es ligeramente tóxico, con una dosis media letal de 3600 mg/kg para la ingestión oral por ratas.
Medio ambiente
La producción de ácido adípico está relacionada con las emisiones de N2O, un potente gas de efecto invernadero y causante del agotamiento del ozono estratosférico. En los productores de ácido adípico DuPont y Rhodia (ahora Invista y Solvay, respectivamente), se han implementado procesos para convertir catalíticamente el óxido nitroso en productos inocuos:
- 2 N2O → 2 N2 + O2
Sales y ésteres de adipato
El aniónico (HO2C(CH2)4CO2−) y dianiónico (−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:
- Sodium adipate (E number E356)
- Adipato de potasio (E357)
Algunos ésteres de adipato se utilizan como plastificantes, entre ellos:
- Bis(2-ethylhexyl) adipate
- Dioctyl adipate
- Dimethyl adipate
Apéndice
- U.S. FDA citas – 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
- Citaciones de la Unión Europea – Decisión 1999/217/EC – Sustancia Flavoing; Directiva 95/2/EC, Anexo IV – Aditivo de alimentos permitidos; 2002/72/EC, Anexo A – Monómero autorizado para el contacto con plásticos