El ácido cinámico (ácido 3-fenilpropenoico) es un compuesto orgánico con la fórmula química C6H5CH=CHCOOH que se encuentra en la naturaleza y está disponible comercialmente. Existe en dos formas isoméricas: cis y trans. El isómero trans es más estable y es la forma predominante que se encuentra de forma natural y comercial.
En 1780, Trommsdorf aisló el ácido cinámico en forma de cristales de aceite de canela, quien lo confundió con el ácido benzoico. Posteriormente, en 1835, Dumas y Péligot lo identificaron. Bertagnini sintetizó con éxito ácido cinámico a partir de benzaldehído y cloruro de acetilo en 1856.
Tabla de contenido
1. Propiedades físicas del ácido cinámico
Las propiedades físicas del ácido trans-cinámico son las siguientes:
- Número CAS: 140-10-3
- Peso molecular: 148,16 g/mol
- Apariencia física: Cristales incoloros con un leve olor balsámico
- Punto de fusión: 133 °C
- Punto de ebullición: 300 °C (101,3 kPa) y 173 °C (13,3 kPa)
- Densidad: 1,2475 g/cm³ a 4 °C y 1,0270 g/cm³ a 180 °C
- pKa a 25 °C: 4,46
- Calor de combustión: 30,5 kJ/g
- Solubilidad: Ligeramente soluble en agua, altamente soluble en solventes orgánicos polares como etanol, metanol, cloroformo y acetona.
El ácido cis-cinámico [102-94-3] existe en tres formas cristalinas: ácido cis-alocinámico (pf 68 °C ) y dos ácidos cis-isocinámicos (pf 58 °C y 42 °C).
El ácido cis-isocinámico de punto de fusión más bajo es muy inestable y se convierte fácilmente en ácido cis-alocinámico. La interconversión entre las tres formas es posible inoculando sus masas fundidas.
2. Reacción química del ácido cinámico
El ácido cinámico exhibe una reactividad característica tanto de su grupo carboxilo como del doble enlace olefínico.
El ácido cinámico reacciona con los alcoholes para formar ésteres de cinamato, algunos de los cuales poseen importantes propiedades aromatizantes y aromáticas. Reacciona con cloruros de ácidos inorgánicos (cloruro de tionilo y cloruros de fósforo) para producir cloruro de cinamoilo.
El ácido cinámico sufre descomposición térmica (descarboxilación) para formar estireno y dióxido de carbono.
El benzaldehído se puede producir rompiendo el doble enlace con agentes oxidantes o calentándolo con un álcali.
El ácido cinámico se puede hidrogenar para dar ácido 3-fenilpropiónico o ácido 3-ciclohexilpropiónico, dependiendo de las condiciones de reacción.
Bajo la luz solar, el ácido cinámico forma dímeros, incluidos el ácido truxínico y el ácido α-truxílico.
Las reacciones de sustitución del anillo bencénico del ácido cinámico rara vez se emplean para producir nuevos derivados.
3. Ocurrencia en la naturaleza
El ácido cinámico, predominantemente en su forma trans, se encuentra naturalmente tanto en forma libre como esterificada (cinamatos) en diversos materiales vegetales.
La forma libre se encuentra en:
- aceite de casia
- Extracto de aceite de Populus balsamifera
- Aceites esenciales de hojas y cáscaras de Citrus bigaradia.
Se encuentran diferentes ésteres de cinamato en materiales vegetales, incluido el cinamato de metilo que se encuentra en los aceites de las especies de Alpinia y las variedades de Ocimum canum y los cinamatos de bencilo, cinamilo e hidrocinamilo, que están presentes en los aceites de Perú, Tolú y bálsamo de estoraque. Las resinas de benjuí de Siam y Sumatra también contienen cinamatos.
4. Producción de ácido cinámico
La producción comercial de ácido cinámico favorece predominantemente al isómero trans mediante varios procesos establecidos:
4.1. Producción de ácido cinámico mediante reacción de Perkin
La reacción de Perkin es el método comercial tradicional para producir ácido cinámico mediante la condensación de benzaldehído con anhídrido acético en presencia de un catalizador, normalmente acetato de sodio. También se pueden utilizar otros catalizadores, como acetato de potasio, aminas terciarias, fosfato de potasio y borato de trimetilo.
4.2. Producción de ácido cinámico mediante condensación de Claisen
La condensación de benzaldehído con ésteres de ácido acético utilizando alcoholatos alcalinos produce como productos iniciales ésteres de ácido cinámico, que después de la saponificación dan ácido cinámico.
4.3. Producción de ácido cinámico a partir de cloruro de benzal
El ácido cinámico se puede sintetizar con altos rendimientos mediante la reacción de cloruro de benzal y acetato alcalino en un medio alcalino. La presencia de aminas como la piridina puede mejorar aún más el rendimiento hasta más del 80%.
4.4. Producción de ácido cinámico por oxidación de cinamaldehído
El ácido cinámico se puede producir mediante la oxidación de cinamaldehído utilizando oxígeno y catalizadores como plata o paladio sobre carbón.
4.5. Preparación de ácido cinámico a partir de sus ésteres
Los ésteres de ácido cinámico se forman mediante la reacción de estireno, alcoholes, monóxido de carbono y oxígeno utilizando catalizadores de platino o paladio. A partir de la hidrólisis de estos ésteres se puede obtener entonces el ácido cinámico deseado.
5. Usos del ácido cinámico
El ácido cinámico se utiliza como precursor para la producción de edulcorantes artificiales (aspartamo) y agentes aromatizantes en alimentos y bebidas y tiene aplicaciones potenciales en cosméticos y productos farmacéuticos debido a su propiedades antimicrobianas y antiinflamatorias.
Los ésteres de ácido cinámico, derivados del ácido cinámico, se utilizan mucho en perfumería y cosmética por sus agradables aromas.
El ácido cinámico se utiliza como intermediario en la producción enzimática de L-fenilalanina, un componente clave de los edulcorantes peptídicos (aspartamo).
El cinamato de sodio inhibe eficazmente la corrosión y encuentra uso en diversas aplicaciones.
El ácido cinámico actúa como inhibidor de la corrosión durante la galvanoplastia de zinc (sin cianuro) y la eliminación de incrustaciones de superficies de zinc y en latas de aerosol.
El ácido cinámico se utiliza como estabilizador térmico de baja toxicidad para el PVC, como agente reticulante para varios polímeros, incluidos poliuretanos y copolímeros de tereftalato de dimetilo-etilenglicol, y como retardante de fuego para la policaprolactama.
También se utiliza en la producción de adhesivos de poliuretano resistentes al lavado para fibras de poliéster y para mejorar la estabilidad en almacenamiento de recubrimientos de resina alquídica modificada con aceite secante.
6. Toxicología del ácido cinámico
Toxicidad aguda
- Oral (ratas): LD50 = 2,5 g/kg (relativamente baja, lo que indica una toxicidad oral moderada)
- Dérmica (conejos): LD50 > 5 g/kg (relativamente alto, lo que indica una toxicidad dérmica baja)
Irritación de la piel
- El ácido cinámico puro causa una ligera irritación en la piel de conejo intacta o desgastada después de una exposición de 24 horas.
Sensibilización de la piel
- Una solución al 4 % de ácido cinámico en vaselina no provocó sensibilización en seres humanos.
Referencia
- Cinnamic Acid; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a07_099
