Ácido dicarboxílico

En química orgánica, un ácido dicarboxílico es un compuesto orgánico que contiene dos grupos carboxilo (−COOH). La fórmula molecular general de los ácidos dicarboxílicos se puede escribir como HO₂C−R−CO₂H, donde R puede ser alifático o aromático. En general, los ácidos dicarboxílicos muestran un comportamiento químico y una reactividad similares a los ácidos monocarboxílicos.

Los ácidos dicarboxílicos se utilizan en la preparación de copolímeros como poliamidas y poliésteres. El ácido dicarboxílico más utilizado en la industria es el ácido adípico, que es un precursor en la producción de nailon. Otros ejemplos de ácidos dicarboxílicos incluyen el ácido aspártico y el ácido glutámico, dos aminoácidos del cuerpo humano. El nombre se puede abreviar como diácido.

Ácidos dicarboxílicos saturados lineales y cíclicos

La fórmula general del ácido dicarboxílico acíclico es HO
₂C(CH
₂)< span style="display:inline-block;margin-bottom:-0.3em;vertical-align:-0.4em;line-height:1em;font-size:80%;text-align:left">
_nCO
₂H. Los enlaces de PubChem brindan acceso a más información sobre los compuestos, incluidos otros nombres, identificaciones, toxicidad y seguridad.

Los ácidos, desde el ácido oxálico de dos carbonos hasta el ácido sebácico de diez miembros, se pueden recordar usando el mnemotécnico 'Oh, hijo mío, ve y reza suave y silenciosamente', y también 'Oh, Dios mío. ! ¡Qué tarta de manzana tan rica, dulce como el azúcar!'.

n	Nombre común	Nombre de IUPAC sistemático	Estructura	pKa1	pKa2	PubChem
0	Ácido oxálico	ácido etanodémico		1.27	4.27	971
1	Ácido malónico	ácido propanedioico		2.85	5.05	867
2	Ácido succinico	ácido butanedioico		4.21	5.41	1110
3	Ácido glutarico	ácido pentanodioico		4.34	5.41	743
4	Ácido adipice	ácido hexanedioico		4.41	5.41	196
5	Ácido pimólico	ácido heptanedioico		4.50	5.43	385
6	Ácido suberico	ácido octanedioico		4.526	5.498	10457
6		1,4-Cyclohexanedicarácido cilíndrico				14106
7	Ácido azelético	ácido no-anedioico		4.550	5.498	2266
8	Ácido sebacico	ácido decanedioico		4.720	5.450	5192
9		ácido undecanedioico				15816
10		ácido dodecanedioico				12736
11	Ácido brasileo	ácido tridecanedioico				10458
14	Ácido Thapsic	ácido hexadecanedioico				10459
19	Ácido japonés	ácido heneicosanedioico				9543668
20	Ácido fisiogénico	ácido docosanodioico				244872
28	Ácido equisetolico	ácido triacontanodioico				5322010

Ocurrencia

• El ácido adipic, a pesar de su nombre (en latín, adipis significa grasa), no es un componente normal de los lípidos naturales, pero es un producto de la rancidez oxidativa. Fue obtenida por primera vez por oxidación del aceite de castor (ácido ricinoléico) con ácido nítrico. Ahora se produce industrialmente por oxidación de ciclohexanol o ciclohexano, principalmente para la producción de Nylon 6-6. Tiene varios otros usos industriales en la producción de adhesivos, plasticantes, agentes gelatinizantes, fluidos hidráulicos, lubricantes, emolientes, espumas de poliuretano, bronceado de cuero, uretano y también como acidulante en alimentos.
• Ácido pimólico (griego) pimelh, grasa) también fue primero aislado del aceite oxidado. Los derivados del ácido pimelico están involucrados en la biosíntesis de la lisina.
• El ácido suberico fue producido por primera vez por oxidación de ácido nítrico del corcho (suero latino). Este ácido también se produce cuando el aceite de castor es oxidado. El ácido suberico se utiliza en la fabricación de resinas alquidas y en la síntesis de poliamidas ( variantes de nylon).
• El nombre del ácido azelético deriva de la acción del ácido nítrico (azote, nitrógeno o azotico, nítrico) oxidación del ácido oléico o ácido elaidico. Se detectó entre productos de grasas rancio. Su origen explica por su presencia en muestras poco conservadas de aceite de linaza y en especímenes de ungüento removidos de tumbas egipcias de 5000 años. El ácido azeláico fue preparado por oxidación de ácido oleico con permanganato de potasio, pero ahora por óxido oxidativo de ácido oleico con ácido cromo o por ozonolisis. El ácido azelético se utiliza como esteres simples o esteres ramificados de cadena en la fabricación de plásticores (para resinas de cloruro de vinilo, caucho), lubricantes y grasas. El ácido azeláico se utiliza ahora en cosméticos (tratamiento del acné). Muestra propiedades bacteriostáticas y bactericidas contra una variedad de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos presentes en la piel del acné. El ácido azelámico se identificó como una molécula que se acumula a niveles elevados en algunas partes de las plantas y se mostró capaz de aumentar la resistencia de las plantas a las infecciones.
• Ácido sebacico, llamado de sebum (tallow). Thenard aisló este compuesto de productos de destilación de tala de carne en 1802. Se produce industrialmente por fisión alcalí de aceite de castor. El ácido sebacico y sus derivados tienen una variedad de usos industriales como plásticos, lubricantes, aceites de bomba de difusión, cosméticos, velas, etc. También se utiliza en la síntesis de poliamida, como nylon, y de resinas alquidas. Un isómero, ácido isosebacico, tiene varias aplicaciones en la fabricación de plásticos de resina vinilo, plásticos de extrusión, adhesivos, lubricantes ester, poliésteres, resinas de poliuretano y caucho sintético.
• El ácido brasílico puede producirse a partir de ácido erucico por ozonolisis, pero también por microorganismos (Candida sp.) de tridecano. Este diacido se produce a pequeña escala comercial en Japón para la fabricación de fragancias.
• El ácido dodecanedioico se utiliza en la producción de nylon (nylon-6,12), poliamidas, revestimientos, adhesivos, grasas, poliésteres, disipes, detergentes, retardantes de llama y fragancias. Ahora es producido por fermentación de alcanes de cadena larga con una cepa específica de Candida tropicalis. El ácido traumático es su contraparte monoinsaturada.
• El ácido Thapsic se aisló de las raíces secas del Mediterráneo "Zanahoria muerta", Thapsia garganica (Apiaceae).

La cera de Japón es una mezcla que contiene triglicéridos de ácidos dicarboxílicos C21, C22 y C23 obtenidos del árbol de zumaque (Rhus sp.).

Un amplio estudio de los ácidos dicarboxílicos presentes en las nueces mediterráneas reveló componentes inusuales. Se determinaron un total de 26 ácidos menores (desde 2 en la nuez hasta 8% en el maní): 8 especies derivadas del ácido succínico, probablemente en relación con la fotosíntesis, y 18 especies con una cadena de 5 a 22 átomos de carbono. Los ácidos de mayor peso (>C20) se encuentran en la suberina presente en las superficies vegetales (corteza exterior, epidermis de la raíz). Los ácidos ω-dioicos C16 a C26 a se consideran diagnósticos para la suberina. Con C18:1 y C18:2, su contenido asciende del 24 al 45% de suberina entera. Están presentes en niveles bajos (< 5%) en la cutina vegetal, excepto en Arabidopsis thaliana donde su contenido puede ser superior al 50%.

Se demostró que los microorganismos hipertermofílicos contenían específicamente una gran variedad de ácidos dicarboxílicos. Esta es probablemente la diferencia más importante entre estos microorganismos y otras bacterias marinas. Se encontraron ácidos grasos dioicos de C16 a C22 en una arqueona hipertermófila, Pyrococcus furiosus. Se han descubierto ácidos dioicos de cadena corta y media (hasta 11 átomos de carbono) en cianobacterias del género Aphanizomenon.

Los ácidos dicarboxílicos pueden producirse mediante ω-oxidación de ácidos grasos durante su catabolismo. Se descubrió que estos compuestos aparecían en la orina después de la administración de tricaprina y triundecilina. Aunque la importancia de su biosíntesis aún no se comprende bien, se demostró que la ω-oxidación se produce en el hígado de rata, pero a un ritmo bajo, necesita oxígeno, NADPH y citocromo P450. Más tarde se demostró que esta reacción es más importante en animales hambrientos o diabéticos donde el 15% del ácido palmítico se somete a ω-oxidación y luego a tob-oxidación, esto genera malonil-coA que se utiliza además en la síntesis de ácidos grasos saturados. La determinación de los ácidos dicarboxílicos generados por la oxidación permanganato-periodato de ácidos grasos monoenoicos fue útil para estudiar la posición del doble enlace en la cadena de carbono.

Ácidos dicarboxílicos de cadena ramificada

Se han descubierto ácidos dicarboxílicos de cadena larga que contienen ramificaciones de dimetilo vecinales cerca del centro de la cadena de carbono en el género Butyrivibrio, bacterias que participan en la digestión de la celulosa en el rumen. Estos ácidos grasos, denominados ácidos diabólicos, tienen una longitud de cadena que depende del ácido graso utilizado en el medio de cultivo. El ácido diabólico más abundante en el Butyrivibrio tenía una longitud de cadena de 32 carbonos. También se detectaron ácidos diabólicos en los lípidos centrales del género Thermotoga del orden Thermotogales, bacterias que viven en manantiales de solfatara, sistemas hidrotermales marinos de aguas profundas y campos petrolíferos marinos y continentales de alta temperatura. Se demostró que alrededor del 10% de su fracción lipídica eran ácidos diabólicos C30 a C34 simétricos. Los ácidos diabólicos C30 (ácido 13,14-dimetiloctacosanodioico) y C32 (ácido 15,16-dimetiltriacontanodioico) se han descrito en Thermotoga maritima.

Algunos diácidos originales C29 a C32 pero con grupos metilo en los carbonos C-13 y C-16 se han aislado y caracterizado a partir de los lípidos de la bacteria anaeróbica termófila Thermoanaerobacter etanolicus. El diácido más abundante fue el ácido C30 a,ω-13,16-dimetiloctacosanodioico.

Los diácidos bifitánicos están presentes en los sedimentos geológicos y se consideran trazadores de oxidación anaeróbica pasada del metano. Se han detectado varias formas sin o con uno o dos anillos pentacíclicos en calizas de filtración cenozoica. Estos lípidos pueden ser metabolitos no reconocidos de Archaea.

La crocetina es el compuesto central de las crocinas (glucósidos de crocetina), que son los principales pigmentos rojos de los estigmas del azafrán (Crocus sativus) y los frutos de la gardenia (Gardenia jasminoides). La crocetina es un ácido dicarboxílico de cadena de 20 carbonos que es un diterpenenoide y puede considerarse un carotenoide. Fue el primer carotenoide vegetal reconocido ya en 1818, mientras que la historia del cultivo del azafrán se remonta a más de 3.000 años. El principal ingrediente activo del azafrán es el pigmento amarillo crocina 2 (se conocen otros tres derivados con diferentes glicosilaciones) que contiene un grupo gentiobiosa (disacárido) en cada extremo de la molécula. Se ha desarrollado un método HPLC-UV simple y específico para cuantificar los cinco principales ingredientes biológicamente activos del azafrán, a saber, las cuatro crocinas y la crocetina.

Ácidos dicarboxílicos insaturados

Tipo	Nombre común	Nombre de IUPAC	Isomer	Fórmula estructural	PubChem
Monounsaturated	Ácido masculino	()Z)-Acido butedioico	cis		444266
	Ácido fumarico	()E)-Acido butedioico	trans		444972
	Ácido acetilenodicarboxílico	Pero-2-ácido síndico	no aplicable		371
	Ácido glutaconico	()Z)-Pent-2-dácido acúbico	cis		5370328
		()E)-Pent-2-dácido acúbico	trans		5280498
		Ácido 2-Decretoico	trans		6442613
	Ácido traumático	Ácido dodec-2-edioico	trans		5283028
Diunsaturated	Ácido muconico	(22)E,4E)-Hexa-2,4-dácidodigioico	trans,trans		5356793
		(22)Z,4E)-Hexa-2,4-dácidodigioico	cis,trans		280518
		(22)Z,4Z)-Hexa-2,4-dácidodigioico	cis,cis		5280518
	Ácido glutinico (Acido allene-1,3-dicrboxílico)	()RS)-Penta-2,3-dácidodigioico		HOMBRE2CCH=C=CHCO2H	5242834
Branched	Ácido citraconico	(22)Z)-2-Acido metilbut-2-edioico	cis		643798
	Ácido mesaconico	(22)E)-2-Metil-2-ácido butedioico	trans		638129
	Ácido itacónico	2-Methylidenebutanedioic acid	–		811

El ácido traumático fue una de las primeras moléculas biológicamente activas aisladas de tejidos vegetales. Se demostró que este ácido dicarboxílico es un potente agente curativo de heridas en plantas que estimula la división celular cerca del sitio de la herida. deriva de hidroperóxidos de ácidos grasos 18:2 o 18:3 después de su conversión en ácidos oxograsos.

trans,trans-El ácido mucónico es un metabolito del benceno en humanos. Por tanto, la determinación de su concentración en orina se utiliza como biomarcador de exposición ocupacional o ambiental al benceno.

El ácido glutínico, un aleno sustituido, se aisló de Alnus glutinosa (Betulaceae).

Si bien los ácidos grasos poliinsaturados son inusuales en las cutículas de las plantas, se ha informado que un ácido dicarboxílico diinsaturado es un componente de las ceras o poliésteres de la superficie de algunas especies de plantas. Así, el octadeca-c6,c9-dieno-1,18-dioato, un derivado del ácido linoleico, está presente en la cutícula de Arabidopsis y Brassica napus.

Alquilitaconatos

Se han aislado de líquenes y hongos varios ácidos dicarboxílicos que tienen una cadena lateral alquílica y un núcleo de itaconato, siendo el ácido itacónico (ácido metilensuccínico) un metabolito producido por hongos filamentosos. Entre estos compuestos, se han aislado de varias especies del liquen Chaetomella varios análogos, llamados ácidos quetomélicos, con diferentes longitudes de cadena y grados de insaturación. Se demostró que estas moléculas eran valiosas como base para el desarrollo de fármacos contra el cáncer debido a sus fuertes efectos inhibidores de la farnesiltransferasa.

Se encontró una serie de itaconatos de alquilo y alquenilo, conocidos como ácidos ceripóricos (Pub Chem 52921868), en cultivos de un hongo que degrada selectivamente la lignina (hongo de pudrición blanca), Ceriporiopsis subvermispora. Se ha discutido en detalle la configuración absoluta de los ácidos ceripóricos, su vía biosintética estereoselectiva y la diversidad de sus metabolitos.

Ácidos dicarboxílicos sustituidos

Nombre común	Nombre de IUPAC	Fórmula estructural	PubChem
Ácido tartrónico	Ácido 2-Hydroxipropanedioico		45
Ácido mesoxálico	Ácido oxopropanedioico		10132
Ácido malicioso	Ácido hidroxibutanedioico		525
Ácido tartaórico	2,3-Acido dihidroxibutanedioico		875
Ácido oxaloacetico	Ácido Oxobutanedioico		970
Ácido aspartico	2-Aminobutanedioico ácido		5960
ácido dioxosuccino	ácido dioxobutanedioico		82062
ácido α-hidroxiGlutarico	2-hidroxipentanodioico ácido		43
Ácido árabe	2,3,4-Trihydroxypentanedioic ácido		109475
Ácido acetonedicarboxílico	Ácido 3-Oxopentanodioico		68328
Ácido α-Ketoglutarico	Ácido 2-Oxopentanodioico		51
Ácido glutamico	2-Aminopentanodioico ácido		611
Ácido diaminopímico	(2R,6S)-2,6-Diaminoheptanedioic acid		865
Ácido satárico	(2S,3S,4S,5R)-2,3,4,5-Tetrahydroxyhexanedioic ácido		33037

Ácidos dicarboxílicos aromáticos

Nombres comunes	Nombre de IUPAC	Estructura	PubChem
Ácido ftalico o- ácido fálico	Ácido Benzene-1,2-dicarboxílico		1017
Ácido Isoftálico m- ácido fálico	Ácido Benzene-1,3-dicarboxílico		8496
Ácido tereftalico p- ácido fálico	Ácido Benzene-1,4-dicarboxílico		7489
Ácido diphenic Ácido bifenilo-2,2′-dicarboxílico	2-(2-Carboxyphenyl) ácido benzoico		10210
2,6-Acido naftalenedicarboxílico	2,6-Acido naftalenedicarboxílico		14357

El ácido tereftálico es un producto químico utilizado en la fabricación del poliéster conocido por marcas como PET, Terylene, Dacron y Lavsan.

Propiedades

Los ácidos dicarboxílicos son sólidos cristalinos. La solubilidad en agua y el punto de fusión de los compuestos α,ω- progresan en serie a medida que las cadenas de carbono se hacen más largas con alternancia entre números pares e impares de átomos de carbono, de modo que para números pares de átomos de carbono el punto de fusión es mayor que para los compuestos α,ω-. el siguiente de la serie con un número impar. Estos compuestos son ácidos dibásicos débiles con pK_a que tiende a valores de ca. 4,5 y 5,5 a medida que aumenta la separación entre los dos grupos carboxilato. Por tanto, en una solución acuosa a un pH de aproximadamente 7, típico de los sistemas biológicos, la ecuación de Henderson-Hasselbalch indica que existen predominantemente como aniones dicarboxilato.

Los ácidos dicarboxílicos, especialmente los pequeños y lineales, se pueden utilizar como reactivos de reticulación. Los ácidos dicarboxílicos donde los grupos carboxílicos están separados por uno o ninguno de los átomos de carbono se descomponen cuando se calientan para desprender dióxido de carbono y dejar un ácido monocarboxílico.

La regla de Blanc dice que calentar una sal de bario de un ácido dicarboxílico o deshidratarla con anhídrido acético producirá un anhídrido de ácido cíclico si los átomos de carbono que llevan grupos ácidos están en las posiciones 1 y (4 o 5). Entonces el ácido succínico producirá anhídrido succínico. Para los ácidos con grupos carboxílicos en las posiciones 1 y 6, esta deshidratación provoca la pérdida de dióxido de carbono y agua para formar una cetona cíclica; por ejemplo, el ácido adípico formará ciclopentanona.

Derivados

En cuanto a los ácidos carboxílicos monofuncionales, existen derivados del mismo tipo. Sin embargo, existe la complicación adicional de que uno o dos de los grupos carboxílicos podrían alterarse. Si sólo se cambia uno de ellos, la derivada se denomina "ácido" y si se modifican ambos extremos se denomina "normal". Estos derivados incluyen sales, cloruros, ésteres, amidas y anhídridos. En el caso de anhídridos o amidas, dos de los grupos carboxilo pueden unirse para formar un compuesto cíclico, por ejemplo succinimida.