Acide dicarboxylique - Dicarboxylic acid

Un acide dicarboxylique est un composé organique contenant deux fonctions carboxyle (-COOH). La formule moléculaire générale des acides dicarboxyliques peut être écrite sous la forme HO ₂ C−R−CO ₂ H, où R peut être aliphatique ou aromatique. En général, les acides dicarboxyliques présentent un comportement chimique et une réactivité similaires aux acides monocarboxyliques . Les acides dicarboxyliques sont également utilisés dans la préparation de copolymères tels que les polyamides et les polyesters . L' acide dicarboxylique le plus largement utilisé dans l' industrie est l' acide adipique , qui est un précurseur utilisé dans la production de nylon . D'autres exemples d'acides dicarboxyliques comprennent l'acide aspartique et l'acide glutamique , deux acides aminés dans le corps humain. Le nom peut être abrégé en diacide .

Acides dicarboxyliques saturés linéaires

La formule générale est HO
₂C(CH
₂)
_mCO
₂H . Les liens PubChem donnent accès à plus d'informations sur les composés, y compris d'autres noms, identifiants, toxicité et sécurité.

m	Nom commun	Nom IUPAC systématique	Structure	pK un 1	pK a 2	PubChem
0	Acide oxalique	acide éthanedioïque		1,27	4.27	971
1	Acide malonique	acide propanedioïque		2,85	5.05	867
2	Acide succinique	acide butanedioïque		4.21	5.41	1110
3	Acide glutarique	acide pentanedioïque		4.34	5.41	743
4	Acide adipique	acide hexanedioïque		4,41	5.41	196
5	Acide pimélique	acide heptanedioïque		4.50	5.43	385
6	Acide subérique	acide octanedioïque		4.526	5.498	10457
7	Acide azélaïque	acide nonanedioïque		4.550	5.498	2266
8	Acide sébacique	acide décanedioïque		4.720	5.450	5192
9		acide undécanedioïque				15816
dix		acide dodécanedioïque				12736
11	Acide brassylique	acide tridécanedioïque				10458
14	Acide thapsique	acide hexadécanedioïque				10459
19	Acide japonais	acide hénéicosadioïque				9543668
20	Acide phellogénique	acide docosanedioïque				244872
28	Acide équisétolique	acide triacontanedioïque				5322010

Occurrence

• L'acide adipique, malgré son nom (en latin, adipis signifie graisse), n'est pas un constituant normal des lipides naturels mais est un produit du rancissement oxydatif . Elle a d'abord été obtenue par oxydation de l'huile de ricin ( acide ricinoléique ) avec de l'acide nitrique. Il est aujourd'hui produit industriellement par oxydation du cyclohexanol ou du cyclohexane , principalement pour la fabrication du Nylon 6-6 . Il a plusieurs autres utilisations industrielles dans la production d' adhésifs , de plastifiants , d'agents gélatinisants, de fluides hydrauliques , de lubrifiants , d' émollients , de mousses de polyuréthane , de tannage du cuir , d'uréthane et également comme acidifiant dans les aliments.
• L'acide pimélique (grec pimelh , graisse) a également été isolé pour la première fois à partir d'huile oxydée. Les dérivés de l'acide pimélique sont impliqués dans la biosynthèse de la lysine .
• L'acide subérique a d'abord été produit par oxydation à l'acide nitrique du liège (latin suber). Cet acide est également produit lorsque l'huile de ricin est oxydée. L'acide subérique est utilisé dans la fabrication de résines alkydes et dans la synthèse de polyamides ( variantes de nylon ).
• Le nom de l'acide azélaïque provient de l'action de l'acide nitrique (azote, azote, ou azotique, nitrique) d'oxydation de l'acide oléique ou de l'acide élaidique . Il a été détecté parmi les produits de graisses rances. Son origine explique sa présence dans des échantillons d' huile de lin mal conservés et dans des spécimens d'onguent prélevés dans des tombes égyptiennes vieilles de 5000 ans. L'acide azélaïque a été préparé par oxydation de l'acide oléique avec du permanganate de potassium , mais maintenant par clivage oxydatif de l'acide oléique avec de l'acide chromique ou par ozonolyse. L'acide azélaïque est utilisé, sous forme d'esters simples ou d'esters à chaîne ramifiée) dans la fabrication de plastifiants (pour résines de chlorure de vinyle , caoutchouc), de lubrifiants et de graisses. L'acide azélaïque est désormais utilisé en cosmétique (traitement de l'acné). Il présente des propriétés bactériostatiques et bactéricides contre une variété de micro-organismes aérobies et anaérobies présents sur la peau acnéique. . L'acide azélaïque a été identifié comme une molécule qui s'accumulait à des niveaux élevés dans certaines parties des plantes et s'est avérée capable d'améliorer la résistance des plantes aux infections.
• Acide sébacique, du nom du sébum ( suif ). Thenard a isolé ce composé des produits de distillation du suif de bœuf en 1802. Il est produit industriellement par fission alcaline de l'huile de ricin. L'acide sébacique et ses dérivés ont une variété d'utilisations industrielles comme plastifiants, lubrifiants, huiles de pompe à diffusion, cosmétiques, bougies, etc. Il est également utilisé dans la synthèse de polyamide, comme le nylon, et de résines alkydes. Un isomère, l'acide isosébacique, a plusieurs applications dans la fabrication de plastifiants à base de résine vinylique, de plastiques d'extrusion, d'adhésifs, de lubrifiants esters, de polyesters, de résines polyuréthanes et de caoutchouc synthétique .
• L'acide brassylique peut être produit à partir de l'acide érucique par ozonolyse , mais aussi par des micro-organismes ( Candida sp. ) à partir du tridécane . Ce diacide est produit à petite échelle commerciale au Japon pour la fabrication de parfums.
• L'acide dodécanedioïque est utilisé dans la production de nylon (nylon-6,12), de polyamides, de revêtements, d'adhésifs, de graisses, de polyesters, de colorants, de détergents, de retardateurs de flamme et de parfums. Il est maintenant produit par fermentation d'alcanes à longue chaîne avec une souche spécifique de Candida tropicalis . L'acide traumatique est son homologue monoinsaturé.
• L'acide thapsique a été isolé des racines séchées de la "carotte mortelle" méditerranéenne, Thapsia garganica ( Apiaceae ).

La cire du Japon est un mélange contenant des triglycérides d'acides dicarboxyliques en C21, C22 et C23 obtenus à partir du sumac ( Rhus sp.).

Une vaste étude des acides dicarboxyliques présents dans les noix méditerranéennes a révélé des composants inhabituels. Au total, 26 acides mineurs (de 2 dans la noix de pécan à 8% dans l'arachide) ont été déterminés : 8 espèces dérivées de l'acide succinique , vraisemblablement en relation avec la photosynthèse , et 18 espèces avec une chaîne de 5 à 22 atomes de carbone. Des acides de poids plus élevé (>C20) se trouvent dans la subérine présente sur les surfaces végétales (écorce externe, épiderme des racines). Les acides -dioïques en C16 à C26 a, sont considérés comme diagnostiques pour la subérine. Avec C18:1 et C18:2, leur teneur s'élève de 24 à 45% de subérine entière. Ils sont présents à de faibles taux (< 5%) dans la cutine végétale , sauf chez Arabidopsis thaliana où leur teneur peut être supérieure à 50%.

Il a été montré que les microorganismes hyperthermophiles contenaient spécifiquement une grande variété d'acides dicarboxyliques. C'est probablement la différence la plus importante entre ces micro-organismes et les autres bactéries marines. Des acides gras dioïques de C16 à C22 ont été trouvés dans un archéon hyperthermophile , Pyrococcus furiosus . Des acides dioïques à chaîne courte et moyenne (jusqu'à 11 atomes de carbone) ont été découverts chez des cyanobactéries du genre Aphanizomenon .

Les acides dicarboxyliques peuvent être produits par -oxydation d'acides gras au cours de leur catabolisme . Il a été découvert que ces composés apparaissaient dans l'urine après l'administration de tricaprine et de triundécyline. Bien que l'importance de leur biosynthèse reste mal comprise, il a été démontré que la ω-oxydation se produit dans le foie de rat mais à un faible taux, a besoin d'oxygène, de NADPH et de cytochrome P450 . Il a été montré plus tard que cette réaction est plus importante chez les animaux affamés ou diabétiques où 15% de l'acide palmitique est soumis à une -oxydation puis à une tob-oxydation, cela génère du malonyl-coA qui est ensuite utilisé dans la synthèse des acides gras saturés. La détermination des acides dicarboxyliques générés par l'oxydation permanganate-periodate d'acides gras monoénoïques a été utile pour étudier la position de la double liaison dans la chaîne carbonée.

Acides dicarboxyliques à chaîne ramifiée

Des acides dicarboxyliques à longue chaîne contenant une ramification diméthylique vicinale près du centre de la chaîne carbonée ont été découverts dans le genre Butyrivibrio , des bactéries qui participent à la digestion de la cellulose dans le rumen. Ces acides gras, appelés acides diaboliques , ont une longueur de chaîne dépendant de l'acide gras utilisé dans le milieu de culture. L'acide diabolique le plus abondant dans Butyrivibrio avait une longueur de chaîne de 32 carbones. Des acides diaboliques ont également été détectés dans les principaux lipides du genre Thermotoga de l'ordre Thermotogales , des bactéries vivant dans les sources de solfatare , les systèmes hydrothermaux marins profonds et les champs pétrolifères marins et continentaux à haute température. Il a été montré qu'environ 10 % de leur fraction lipidique étaient des acides diaboliques C30 à C34 symétriques. Les acides diaboliques C30 (acide 13,14-diméthyloctacosanedioïque) et C32 (15,16-diméthyltriacontanedioïque) ont été décrits dans Thermotoga maritima .

Certains diacides parents C29 à C32 mais avec des groupes méthyle sur les carbones C-13 et C-16 ont été isolés et caractérisés à partir des lipides de l'eubactérie anaérobie thermophile Themanaerobacter ethanolicus. Le diacide le plus abondant était l'acide C30 a,ω-13,16-diméthyloctacosanedioïque.

Les diacides biphytaniques sont présents dans les sédiments géologiques et sont considérés comme des traceurs de l'oxydation anaérobie passée du méthane. Plusieurs formes sans ou avec un ou deux cycles pentacycliques ont été détectées dans les calcaires suintants du Cénozoïque. Ces lipides peuvent être des métabolites non reconnus d'Archaea.

La crocétine est le composé de base des crocines (glycosides de crocétine) qui sont les principaux pigments rouges des stigmates du safran ( Crocus sativus ) et des fruits du gardénia ( Gardenia jasminoides ). La crocétine est un acide dicarboxylique à chaîne de 20 carbones qui est un diterpénoïde et peut être considéré comme un caroténoïde. C'était le premier caroténoïde végétal à être reconnu dès 1818 alors que l'histoire de la culture du safran remonte à plus de 3 000 ans. Le principe actif majeur du safran est le pigment jaune crocine 2 (trois autres dérivés avec des glycosylations différentes sont connus) contenant un groupe gentiobiose (disaccharide) à chaque extrémité de la molécule. Une méthode simple et spécifique HPLC-UV a été développée pour quantifier les cinq principaux ingrédients biologiquement actifs du safran, à savoir les quatre crocines et la crocétine.

Acides dicarboxyliques insaturés

Taper	Nom commun	Nom IUPAC	Isomère	Formule structurelle	PubChem
Monoinsaturés	Acide maléique	Acide (Z)-butènedioïque	cis		444266
	L'acide fumarique	(E)-acide butènedioïque	trans		444972
	Acide acétylènedicarboxylique	Acide but-2-ynedioïque	n'est pas applicable		371
	Acide glutaconique	Acide (Z)-Pent-2-ènedioïque	cis		5370328
		Acide (E)-Pent-2-ènedioïque	trans		5280498
		Acide 2-décènedioïque	trans		6442613
	Acide traumatique	Acide dodéc-2-ènedioïque	trans		5283028
Diinsaturé	Acide muconique	Acide (2E,4E)-Hexa-2,4-diènedioïque	trans, trans		5356793
		Acide (2Z,4E)-Hexa-2,4-diènedioïque	cis, trans		280518
		Acide (2Z,4Z)-Hexa-2,4-diènedioïque	cis, cis		5280518
	Acide glutinique ( acide allène -1,3-dicarboxylique)	(RS)- Acide penta-2,3-diènedioïque		HO 2 CCH=C=CHCO 2 H	5242834
ramifié	Acide citraconique	Acide (2Z)-2-méthylbut-2-ènedioïque	cis		643798
	Acide mésaconique	Acide (2E)-2-méthyl-2-butènedioïque	trans		638129
	Acide itaconique	Acide 2-méthylidènebutanedioïque	–		811

L'acide traumatique a été parmi les premières molécules biologiquement actives isolées des tissus végétaux. Cet acide dicarboxylique s'est avéré être un agent cicatrisant puissant chez les plantes qui stimule la division cellulaire près d'un site de plaie, il dérive d' hydroperoxydes d' acides gras 18:2 ou 18:3 après conversion en acides gras oxo .

trans,trans -L'acide muconique est un métabolite du benzène chez l'homme. La détermination de sa concentration dans les urines est donc utilisée comme biomarqueur de l'exposition professionnelle ou environnementale au benzène.

L'acide glutinique, un allène substitué , a été isolé d' Alnus glutinosa (Betulaceae).

Alors que les acides gras polyinsaturés sont inhabituels dans les cuticules des plantes, un acide dicarboxylique diinsaturé a été signalé comme un composant des cires de surface ou des polyesters de certaines espèces végétales. Ainsi, l'octadéca-c6,c9-diène-1,18-dioate, un dérivé de l'acide linoléique , est présent dans la cuticule d' Arabidopsis et de Brassica napus .

Alkylitaconates

Plusieurs acides dicarboxyliques ayant une chaîne latérale alkyle et un noyau d'itaconate ont été isolés à partir de lichens et de champignons , l'acide itaconique (acide méthylènesuccinique) étant un métabolite produit par les champignons filamenteux. Parmi ces composés, plusieurs analogues, appelés acides chaetomelliques avec différentes longueurs de chaîne et degrés d'insaturation ont été isolés à partir de diverses espèces du lichen Chaetomella . Ces molécules se sont avérées utiles comme base pour le développement de médicaments anticancéreux en raison de leurs puissants effets inhibiteurs de la farnésyltransférase .

Une série d'alkyl- et d'alcényl-itaconates, connus sous le nom d'acides cériporiques ( Pub Chem 52921868 ), ont été trouvés dans des cultures d'un champignon dégradant sélectivement la lignine (champignon de la pourriture blanche ), Ceriporiopsis subvermispora. La configuration absolue des acides cériporiques, leur voie de biosynthèse stéréosélective et la diversité de leurs métabolites ont été discutés en détail.

Acides dicarboxyliques substitués

Nom commun	Nom IUPAC	Formule structurelle	PubChem
Acide tartronique	Acide 2-hydroxypropanedioïque		45
Acide mésoxalique	Acide oxopropanedioïque		10132
L'acide malique	Acide hydroxybutanedioïque		525
L'acide tartrique	Acide 2,3-dihydroxybutanedioïque		875
Acide oxaloacétique	Acide oxobutanedioïque		970
L'acide aspartique	Acide 2-aminobutanedioïque		5960
acide dioxosuccinique	acide dioxobutanedioïque		82062
Acide α-hydroxyglutarique	acide 2-hydroxypentanedioïque		43
Acide arabinarique	Acide 2,3,4-Trihydroxypentanedioïque		109475
Acide acétonedicarboxylique	Acide 3-oxopenanedioïque		68328
Acide α-cétoglutarique	Acide 2-oxopenanedioïque		51
Acide glutamique	Acide 2-aminopentanedioïque		611
Acide diaminopimélique	Acide (2R,6S)-2,6-Diaminoheptanedioïque		865
Acide saccharique	Acide (2S,3S,4S,5R)-2,3,4,5-tétrahydroxyhexanedioïque		33037

Acides dicarboxyliques aromatiques

Noms communs	Nom IUPAC	Structure	PubChem
Acide phtalique acide o -phtalique	Acide benzène-1,2-dicarboxylique		1017
Acide isophtalique acide m -phtalique	Acide benzène-1,3-dicarboxylique		8496
Acide téréphtalique acide p- phtalique	Acide benzène-1,4-dicarboxylique		7489
Acide diphénique Acide biphényl-2,2′-dicarboxylique	Acide 2-(2-carboxyphényl)benzoïque		10210
Acide 2,6-naphtalènedicarboxylique	Acide 2,6-naphtalènedicarboxylique		14357

L'acide téréphtalique est un produit chimique de base utilisé dans la fabrication du polyester connu sous des noms de marque tels que PET, Térylène, Dacron et Lavsan .

Propriétés

Les acides dicarboxyliques sont des solides cristallins. La solubilité dans l'eau et le point de fusion des composés α,ω- progressent en série à mesure que les chaînes carbonées s'allongent avec une alternance entre des nombres pairs et impairs d'atomes de carbone, de sorte que pour des nombres pairs d'atomes de carbone, le point de fusion est plus élevé que pour le prochain dans la série avec un nombre impair. Ces composés sont des acides dibasiques faibles avec _un pK _a tendant vers des valeurs d'env. 4,5 et 5,5 à mesure que la séparation entre les deux groupes carboxylate augmente. Ainsi, dans une solution aqueuse à un pH d'environ 7, typique des systèmes biologiques, l' équation de Henderson-Hasselbalch indique qu'ils existent principalement sous forme d'anions dicarboxylate.

Les acides dicarboxyliques, en particulier les acides petits et linéaires, peuvent être utilisés comme réactifs de réticulation. Les acides dicarboxyliques où les groupes carboxyliques sont séparés par aucun ou un atome de carbone se décomposent lorsqu'ils sont chauffés pour dégager du dioxyde de carbone et laisser un acide monocarboxylique.

La règle de Blanc dit que chauffer un sel de baryum d'un acide dicarboxylique ou le déshydrater avec de l'anhydride acétique produira un anhydride d'acide cyclique si les atomes de carbone portant des groupes acides sont en position 1 et (4 ou 5). Ainsi, l'acide succinique produira de l'anhydride succinique . Pour les acides avec des groupes carboxyliques en position 1 et 6, cette déshydratation provoque une perte de dioxyde de carbone et d'eau pour former une cétone cyclique, par exemple, l'acide adipique formera de la cyclopentanone .

Dérivés

Comme pour les acides carboxyliques monofonctionnels, il existe des dérivés du même type. Cependant, il y a la complication supplémentaire qu'un ou deux des groupes carboxyliques pourraient être altérés. Si un seul est modifié, le dérivé est appelé "acide", et si les deux extrémités sont modifiées, il est appelé "normal". Ces dérivés comprennent des sels, des chlorures, des esters, des amides et des anhydrides. Dans le cas des anhydrides ou des amides, deux des groupes carboxyle peuvent se réunir pour former un composé cyclique, par exemple le succinimide .

Voir également

• Acide tricarboxylique

Les références

Liens externes

• Passerelle Lipidomique Structure Database Acides dicarboxyliques
• Dijkstra, Albert J. "Noms triviaux des acides gras-Partie 1" . lipidlibrary.aocs.org . Récupéré le 24 juin 2019 .