Ácido alfa hidroxicarboxílico
Los ácidos alfa hidroxicarboxílicos, o ácidos α-hidroxicarboxílicos (AHAs), son un grupo de ácidos carboxílicos que presentan un grupo hidroxi ubicado a un átomo de carbono del grupo ácido. Este aspecto estructural los distingue de los beta hidroxiácidos, donde los grupos funcionales están separados por dos átomos de carbono. Entre los AHAs más destacados se encuentran el ácido glicólico, el ácido láctico, el ácido mandélico y el ácido cítrico.
Los alfa-hidroxiácidos son ácidos más fuertes en comparación con sus contrapartes no alfa-hidroxi, una propiedad que se mejora mediante enlaces de hidrógeno internos. Los alfa-hidroxiácidos tienen una doble finalidad: industrialmente, se utilizan como aditivos en piensos para animales y como precursores para la síntesis de polímeros. En cosmética, se utilizan comúnmente por su capacidad para exfoliar químicamente la piel e hidratarla.
Usos
La síntesis y utilización de polímeros basados en ácido láctico, entre ellos el ácido poliláctico (PLA) y su éster cíclico lactida, se utilizan en la creación de materiales biodegradables como implantes médicos, sistemas de administración de fármacos y suturas. De manera similar, el ácido glicólico sirve como base para el desarrollo del poli(ácido glicólico), espelta poliglicólido (PGA), un polímero que se distingue por su alta cristalinidad, estabilidad térmica y resistencia mecánica, a pesar de su origen sintético. Tanto el PLA como el PGA son completamente biodegradables.
Además, el ácido mandélico, otro alfahidroxiácido, cuando se combina con ácido sulfúrico produce el "SAMMA", que se obtiene por condensación con ácido sulfúrico. Los primeros trabajos de laboratorio realizados en 2002 y 2007 contra patógenos importantes como el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) y el virus del herpes simple (VHS) sugieren que se justifica una mayor investigación del SAMMA como microbicida tópico para prevenir la transmisión de infecciones de transmisión sexual vaginales.
El ácido 2-hidroxi-4-(metiltio)butírico, ácido alfa hidroxicarboxílico, se utiliza comercialmente en una mezcla racémica para sustituir a la metionina en los alimentos para animales.
Síntesis y reacciones
Los α-hidroxiácidos, como el ácido glicólico, el ácido láctico, el ácido cítrico y el ácido mandélico, sirven como precursores en la síntesis orgánica y desempeñan un papel en la preparación a escala industrial de diversos compuestos. Estos ácidos se utilizan para sintetizar aldehídos mediante escisión oxidativa. Los α-hidroxiácidos son particularmente propensos a la descarbonilación catalizada por ácidos, lo que produce monóxido de carbono, una cetona o aldehído y agua como subproductos.
Una ruta de síntesis común implica la hidrólisis de ácidos α-halocarboxílicos, precursores fácilmente disponibles, para producir ácidos 2-hidroxicarboxílicos. Por ejemplo, la producción de ácido glicólico generalmente sigue este método, utilizando una reacción inducida por una base, seguida de un tratamiento con ácido. De manera similar, los ácidos insaturados y los ésteres de fumarato y maleato experimentan una hidratación para producir derivados de ácido málico a partir de ésteres, y ácido 3-hidroxipropiónico a partir de ácido acrílico.
- R−CH(Cl)CO2H + H2O → R−CH(OH)CO2H + HCl
Otra vía sintética para los α-hidroxiácidos implica la adición de cianuro de hidrógeno a cetonas o aldehídos, seguida de la hidrólisis ácida del intermediario cianhidrina.
- R−CHO + HCN → R−CH(OH)CN
- R−CH(OH)CN + 2H2O → R−CH(OH)CO2H + NH3
Además, las rutas sintéticas especializadas incluyen la reacción de ácidos carboxílicos dilitiados con oxígeno, seguida de un tratamiento acuoso.
- R-CHLiCO2Li + O2 → R−CH(O)2Li)CO2Li
- R-CH(O)2Li)CO2Li + H+ → R−CH(OH)CO2H + 2Li+ +...
Además, los aldehídos α-keto pueden transformarse en ácidos α-hidroxi a través de la reacción Cannizzaro.
- R−C(O)CHO + 2OH− → R−CH(OH)CO−2 + H2O
Ocurrencia
El ácido 2-hidroxi-4-(metiltio)butírico es un intermediario en la biosíntesis del 3-dimetilsulfoniopropionato, precursor del sulfuro de dimetilo natural.
Seguridad
Los alfahidroxiácidos son generalmente seguros cuando se utilizan sobre la piel como agente cosmético utilizando la dosis recomendada. Los efectos secundarios más comunes son irritaciones cutáneas leves, enrojecimiento y descamación. La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) y los paneles de expertos de Cosmetic Ingredient Review sugieren que los alfahidroxiácidos son seguros de usar siempre que se vendan en concentraciones bajas, niveles de pH superiores a 3,5 e incluyan instrucciones de seguridad completas.
La FDA ha advertido a los consumidores que deben tener cuidado al utilizar alfahidroxiácidos después de que un estudio patrocinado por la industria descubriera que pueden aumentar la probabilidad de sufrir quemaduras solares. Este efecto es reversible después de dejar de utilizar alfahidroxiácidos. Otras fuentes sugieren que el ácido glicólico, en particular, puede proteger contra los daños causados por el sol.