Qu’est-ce que l’acide acétonedicarboxylique ?
L’acide acétonedicarboxylique, également connu sous le nom d’acide 3-oxoglutarique, d’acide 3-oxopentane dicarboxylique ou d’acide β-cétoglutarique, est un acide dicarboxylique de formule C5H6O5. Il s’agit d’un solide cristallin soluble dans l’eau et l’alcool.
L’acide acétonedicarboxylique a été isolé et décrit pour la première fois par Van. Pechmann.
Table des matières
1. Propriétés physiques de l’acide acétonedicarboxylique
L’acide acétonedicarboxylique est un solide cristallin incolore, très soluble dans l’eau et l’éthanol et moins soluble dans le trichlorométhane et l’éther diéthylique. Il se décompose à 138 °C.
Toutes les propriétés physiques connues de l’acide acétonedicarboxylique sont répertoriées dans le tableau suivant.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Numéro CAS | [542-05-2] |
| Formule chimique | HOOC-CH2-CO-CH2-COOH |
| Poids moléculaire | 146,10 g/mol |
| Point de fusion | 133 °C |
| pKa1 | 3,33 |
| pKa2 | 4,27 |
| Point d'éclair | 200 °C (coupelle ouverte) |
2. Réactions chimiques de l’acide acétonedicarboxylique
L’acide acétonedicarboxylique subit des réactions chimiques caractéristiques des fonctions carbonyle et acide carboxylique.
L’acide acétonedicarboxylique se décompose thermiquement à des températures supérieures à son point de fusion (133 °C) pour produire du dioxyde de carbone et de l’acétone.
Les solutions aqueuses d’acide acétonedicarboxylique se décomposent en deux étapes, produisant comme intermédiaire de l’acide acétoacétique, qui se décompose ensuite en acétone et en dioxyde de carbone. Les ions métalliques et H+ catalysent ce processus.
Les phénols réagissent avec l’acide acétonedicarboxylique dans des conditions de déshydratation pour former des dérivés de la coumarine.
Il peut réagir avec des alcools en présence d’un catalyseur acide pour former des esters.
L’acide acétonedicarboxylique peut subir une autocondensation ou une condensation avec d’autres composés carbonylés pour former des produits plus complexes. Il peut former divers dérivés, tels que des amides, des hydrazides et des chlorures d’acide.
3. Production d’acide acétonedicarboxylique
L’acide acétonedicarboxylique est produit par la déshydratation et la décarboxylation de l’acide citrique par la fumée d’acide sulfurique. Un refroidissement vigoureux est appliqué pour maintenir une température entre -5 °C et 10 °C pendant la réaction.
Le contrôle de la température est essentiel pour éviter des taux de réaction excessifs et des pertes de produit. Le mélange réactionnel est ensuite réchauffé pour induire un dégagement gazeux à environ 30 °C avant refroidissement et filtration.
L’acide acétonedicarboxylique brut est obtenu et purifié par lavage à l’acétate d’éthyle. Ce procédé offre un bon rendement entre 85 et 90 %.
Bien que le produit puisse se décomposer, le stockage dans des conditions anhydres peut prolonger sa stabilité, ou il peut être stocké sous forme d’esters.
D’autres méthodes de production comprennent la réaction entre l’acétone et le dioxyde de carbone, l’oxydation de l’acide citrique à l’aide d’acide chlorosulfurique ou la réaction du cétène avec le phosgène.
4. Utilisations de l’acide acétonedicarboxylique
L’acide acétonedicarboxylique est utilisé comme précurseur dans la production d’alcaloïdes pharmaceutiques. C’est également un stabilisant utilisé dans les huiles et graisses naturelles.
L’acide acétonedicarboxylique est un élément fondamental de la synthèse organique, contribuant à la formation d’hétérocycles et à la réaction de Weiss-Cook, qui donne la cis-bicyclo[3.3.0]octane-3,7-dione (1). Il est également utilisé dans la synthèse de la tropinone de Robinson.
La présence d’acide β-cétoglutarique dans l’urine est une indication de la présence de Candida albicans nocifs dans la flore intestinale.
L’acide acétonedicarboxylique sert également d’intermédiaire synthétique pour les benzodiazépines et les inhibiteurs de la polymérase du virus de l’hépatite C.
L’acide acétonedicarboxylique fonctionne comme un stimulus pour la régulation du pH dans les processus dépendant du temps.
5. Toxicologie de l’acide acétonedicarboxylique
L’acide acétonedicarboxylique est une substance corrosive capable de provoquer une irritation grave et des brûlures aux yeux, au système respiratoire et à la peau en cas de contact.
Les mesures de précaution à prendre lors de la manipulation de l’acide acétonedicarboxylique comprennent :
- Porter un équipement de protection individuelle (gants, protection des yeux)
- Éviter le contact avec la peau et les yeux
- Se laver soigneusement après manipulation
- Conserver dans un endroit frais, sec et bien ventilé
Références
- Oxocarboxylic Acids; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.a18_313
- https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/165115
- https://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV1P0010
- https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/syst.202300037
- https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=AC173150025&countryCode=US&language=en
