¿Qué es el ácido acetonadicarboxílico?
El ácido acetonadicarboxílico, también conocido como ácido 3-oxoglutárico, ácido 3-oxopentanodicarboxílico o ácido β-cetoglutárico, es un ácido dicarboxílico con la fórmula C5H6O5. Es un sólido cristalino soluble en agua y alcohol.
El ácido acetonadicarboxílico fue aislado y descrito por primera vez por Van. Pechmann.
Tabla de contenido
1. Propiedades físicas del ácido acetonadicarboxílico
El ácido acetonadicarboxílico es un sólido cristalino incoloro, muy soluble en agua y etanol, y menos soluble en triclorometano y éter dietílico. Se descompone a 138 °C.
En la siguiente tabla se enumeran todas las propiedades físicas conocidas del ácido acetonadicarboxílico.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Número CAS | [542-05-2] |
| Fórmula química | HOOC-CH2-CO-CH2-COOH |
| Peso molecular | 146,10 g/mol |
| Punto de fusión | 133 °C |
| pKa1 | 3,33 |
| pKa2 | 4,27 |
| Punto de inflamación | 200 °C (vaso abierto) |
2. Reacciones químicas del ácido acetonadicarboxílico
El ácido acetonadicarboxílico experimenta reacciones químicas características tanto de las funciones carbonilo como del ácido carboxílico.
El ácido acetonadicarboxílico se descompone térmicamente a temperaturas superiores a su punto de fusión (133 °C) para producir dióxido de carbono y acetona.
Las soluciones acuosas de ácido acetonadicarboxílico se descomponen en dos pasos, produciendo ácido acetoacético como intermediario, que posteriormente se descompone en acetona y dióxido de carbono. Los iones metálicos y H+ catalizan este proceso.
Los fenoles reaccionan con el ácido acetonadicarboxílico en condiciones de deshidratación para formar derivados de cumarina.
Puede reaccionar con alcoholes en presencia de un catalizador ácido para formar ésteres.
El ácido acetonadicarboxílico puede experimentar autocondensación o condensación con otros compuestos carbonílicos para formar productos más complejos. Puede formar varios derivados, como amidas, hidrazidas y cloruros de ácido.
3. Producción de ácido acetonadicarboxílico
El ácido acetonadicarboxílico se produce por deshidratación y descarboxilación del ácido cítrico mediante ácido sulfúrico fumante. Se aplica un enfriamiento vigoroso para mantener una temperatura entre -5 °C y 10 °C durante la reacción.
El control de la temperatura es fundamental para evitar velocidades de reacción excesivas y pérdidas de producto. Posteriormente, la mezcla de reacción se calienta para inducir la evolución de gas a unos 30 °C antes de enfriarla y filtrarla.
El ácido acetonadicarboxílico crudo se obtiene y purifica lavándolo con acetato de etilo. Este proceso ofrece un buen rendimiento de entre el 85 y el 90 %.
Si bien el producto puede descomponerse, el almacenamiento en condiciones anhidras puede prolongar su estabilidad, o puede almacenarse como ésteres.
Los métodos de producción alternativos incluyen la reacción entre acetona y dióxido de carbono, la oxidación del ácido cítrico utilizando ácido clorosulfúrico o la reacción de cetena con fosgeno.
4. Usos del ácido acetonadicarboxílico
El ácido acetonadicarboxílico se utiliza como precursor en la producción de alcaloides farmacéuticos. También es un estabilizador utilizado en aceites y grasas naturales.
El ácido acetonadicarboxílico es un componente fundamental en la síntesis orgánica, que contribuye a la formación del anillo heterocíclico y a la reacción de Weiss-Cook, que produce cis-biciclo[3.3.0]octano-3,7-diona (1). También se emplea en la síntesis de tropinona de Robinson.
La presencia de ácido β-cetoglutárico en la orina es una indicación de la presencia de Candida albicans nociva en la flora intestinal.
El ácido acetonadicarboxílico también sirve como intermediario sintético para las benzodiazepinas y los inhibidores de la polimerasa del virus de la hepatitis C.
El ácido acetonadicarboxílico funciona como un estímulo para la regulación del pH en procesos dependientes del tiempo.
5. Toxicología del ácido acetonadicarboxílico
El ácido acetonadicarboxílico es una sustancia corrosiva capaz de causar irritación grave y quemaduras en los ojos, el sistema respiratorio y la piel al contacto.
Las medidas de precaución al manipular ácido acetonadicarboxílico incluyen:
- Utilizar equipo de protección personal (guantes, protección para los ojos)
- Evitar el contacto con la piel y los ojos
- Lávese bien después de manipularlo
- Almacenar en un lugar fresco, seco y bien ventilado
Referencias
- 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
