Cos’è l’acido acetonedicarbossilico?
L’acido acetonedicarbossilico, noto anche come acido 3-ossoglutarico, acido 3-ossopentanodicarbossilico o acido β-chetoglutarico, è un acido dicarbossilico con formula C5H6O5. È un solido cristallino solubile in acqua e alcol.
L’acido acetonedicarbossilico è stato isolato e descritto per la prima volta da Van Pechmann.
Sommario
1. Proprietà fisiche dell’acido acetonedicarbossilico
L’acido acetonedicarbossilico è un solido cristallino incolore, altamente solubile in acqua ed etanolo e meno solubile in triclorometano ed etere dietilico. Si decompone a 138 °C.
Tutte le proprietà fisiche note dell’acido acetonedicarbossilico sono elencate nella tabella seguente.
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Numero CAS | [542-05-2] |
| Formula chimica | HOOC-CH2-CO-CH2-COOH |
| Peso molecolare | 146,10 g/mol |
| Punto di fusione | 133 °C |
| pKa1 | 3,33 |
| pKa2 | 4,27 |
| Punto di infiammabilità | 200 °C (vaso aperto) |
2. Reazioni chimiche dell’acido acetonedicarbossilico
L’acido acetonedicarbossilico subisce reazioni chimiche caratteristiche sia della funzione carbonilica che di quella carbossilica.
L’acido acetonedicarbossilico si decompone termicamente a temperature superiori al suo punto di fusione (133 °C) producendo anidride carbonica e acetone.
Le soluzioni acquose di acido acetonedicarbossilico vengono decomposte in due fasi, producendo acido acetoacetico come intermedio, che successivamente si decompone in acetone e anidride carbonica. Ioni metallici e H+ catalizzano questo processo.
I fenoli reagiscono con l’acido acetonedicarbossilico in condizioni di disidratazione per formare derivati della cumarina.
Può reagire con gli alcoli in presenza di un catalizzatore acido per formare esteri.
L’acido acetonedicarbossilico può subire autocondensazione o condensazione con altri composti carbonilici per formare prodotti più complessi. Può formare vari derivati, come ammidi, idrazidi e cloruri acidi.
3. Produzione dell’acido acetonedicarbossilico
L’acido acetonedicarbossilico viene prodotto per disidratazione e decarbossilazione dell’acido citrico mediante acido solforico fumante. Un vigoroso raffreddamento viene applicato per mantenere una temperatura compresa tra -5 °C e 10 °C durante la reazione.
Il controllo della temperatura è fondamentale per prevenire velocità di reazione eccessive e perdite di prodotto. La miscela di reazione viene successivamente riscaldata per indurre lo sviluppo di gas a circa 30 °C prima del raffreddamento e della filtrazione.
L’acido acetonedicarbossilico grezzo viene ottenuto e purificato mediante lavaggio con acetato di etile. Questo processo offre una buona resa, compresa tra l’85 e il 90%.
Sebbene il prodotto possa decomporsi, la conservazione in condizioni anidre può prolungarne la stabilità, oppure può essere conservato come esteri.
Metodi di produzione alternativi includono la reazione tra acetone e anidride carbonica, l’ossidazione dell’acido citrico con acido clorosolforico o la reazione del chetene con il fosgene.
4. Usi dell’acido acetonedicarbossilico
L’acido acetonedicarbossilico è utilizzato come precursore nella produzione di alcaloidi farmaceutici. È anche uno stabilizzante utilizzato in oli e grassi naturali.
L’acido acetonedicarbossilico è un elemento fondamentale nella sintesi organica, contribuendo alla formazione di anelli eterociclici e alla reazione di Weiss-Cook, che produce cis-biciclo[3.3.0]ottano-3,7-dione (1). È anche impiegato nella sintesi del tropinone di Robinson.
La presenza di acido β-chetoglutarico nelle urine è un’indicazione della presenza di Candida albicans, una specie nociva, nella flora intestinale.
L’acido acetonedicarbossilico funge anche da intermedio di sintesi per le benzodiazepine e gli inibitori della polimerasi del virus dell’epatite C.
L’acido acetonedicarbossilico agisce da stimolo per la regolazione del pH in processi tempo-dipendenti.
5. Tossicologia dell’acido acetonedicarbossilico
L’acido acetonedicarbossilico è una sostanza corrosiva in grado di causare grave irritazione e ustioni agli occhi, alle vie respiratorie e alla pelle in caso di contatto.
Le misure precauzionali da adottare durante la manipolazione dell’acido acetonedicarbossilico includono:
- Indossare dispositivi di protezione individuale (guanti, occhiali protettivi)
- Evitare il contatto con la pelle e gli occhi
- Lavare accuratamente dopo la manipolazione
- Conservare in un luogo fresco, asciutto e ben ventilato
Riferimenti
- 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
