stringtranslate.com

Ácido tartárico

El ácido tartárico es un ácido orgánico cristalino de color blanco que se encuentra naturalmente en muchas frutas, sobre todo en las uvas , pero también en los tamarindos , los plátanos , los aguacates y los cítricos . [1] Su sal , el bitartrato de potasio , comúnmente conocida como crémor tártaro, se desarrolla de forma natural en el proceso de fermentación . Comúnmente se mezcla con bicarbonato de sodio y se vende como polvo de hornear que se utiliza como agente leudante en la preparación de alimentos. El ácido en sí se agrega a los alimentos como antioxidante E334 y para impartir su distintivo sabor amargo. El ácido tartárico de origen natural es una materia prima útil en la síntesis química orgánica . El ácido tartárico, un ácido alfa-hidroxicarboxílico , tiene características ácidas dipróticas y aldáricas y es un derivado dihidroxilo del ácido succínico .

Historia

Los enólogos conocen el ácido tartárico desde hace siglos. Sin embargo, el proceso químico para la extracción fue desarrollado en 1769 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele . [4]

El ácido tartárico jugó un papel importante en el descubrimiento de la quiralidad química . Esta propiedad del ácido tartárico fue observada por primera vez en 1832 por Jean Baptiste Biot , quien observó su capacidad para rotar la luz polarizada . [5] [6] Louis Pasteur continuó esta investigación en 1847 investigando las formas de los cristales de tartrato de sodio y amonio , que encontró que eran quirales. Al clasificar manualmente los cristales de diferentes formas, Pasteur fue el primero en producir una muestra pura de ácido levotartárico. [7] [8] [9] [10] [11]

Estereoquímica

Cristales de ácido tartárico dibujados como si se vieran a través de un microscopio óptico.

La forma natural del ácido es el ácido dextrotartárico o ácido L -(+)-tartárico (nombre obsoleto ácido d -tartárico). Debido a que está disponible de forma natural, es más barato que su enantiómero y el mesoisómero . Los prefijos dextro y levo son términos arcaicos. [12] Los libros de texto modernos se refieren a la forma natural como ácido (2 R ,3 R )-tartárico ( ácido L -(+)-tartárico) , y a su enantiómero como ácido (2 S ,3 S )-tartárico ( D -( -)-ácido tartárico) . El mesodiastereómero se denomina ácido (2 R ,3 S )-tartárico o ácido (2 S ,3 R )-tartárico.

El ácido tartárico en la solución de Fehling se une a los iones de cobre (II), evitando la formación de sales de hidróxido insolubles.

Producción

Ácido L -(+)-tartárico

El isómero L -(+)-tartárico del ácido tartárico es el que se produce industrialmente en mayores cantidades. Se obtiene de lías , subproducto sólido de las fermentaciones. Los primeros subproductos consisten principalmente en bitartrato de potasio (KHC 4 H 4 O 6 ). Esta sal de potasio se convierte en tartrato de calcio (CaC 4 H 4 O 6 ) tras el tratamiento con hidróxido de calcio "leche de cal" (Ca (OH) 2 ): [20]

En la práctica, se obtienen mayores rendimientos de tartrato de calcio con la adición de cloruro de calcio . Luego, el tartrato de calcio se convierte en ácido tartárico tratando la sal con ácido sulfúrico acuoso:

Ácido tartárico racémico

El ácido tartárico racémico se puede preparar en una reacción de varios pasos a partir del ácido maleico . En el primer paso, el ácido maleico se epoxida con peróxido de hidrógeno utilizando tungstato de potasio como catalizador. [20]

HO 2 CC 2 H 2 CO 2 H + H 2 O 2 → OC 2 H 2 (CO 2 H) 2

En el siguiente paso, se hidroliza el epóxido.

OC 2 H 2 (CO 2 H) 2 + H 2 O → (HOCH) 2 (CO 2 H) 2

ácido meso -tartárico

Se forma una mezcla de ácido racémico y ácido mesotartárico cuando el ácido dextrotartárico se calienta en agua a 165 °C durante aproximadamente 2 días. El ácido mesotartárico también se puede preparar a partir de ácido dibromosuccínico usando hidróxido de plata: [21]

HO 2 CCHBrCHBrCO 2 H + 2 AgOH → HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H + 2 AgBr

El ácido mesotartárico puede separarse del ácido racémico residual mediante cristalización, siendo el racemato menos soluble.

Reactividad

El ácido L-(+)-tartárico puede participar en varias reacciones. Como se muestra en el esquema de reacción a continuación, el ácido dihidroximaleico se produce tras el tratamiento del ácido L-(+)-tartárico con peróxido de hidrógeno en presencia de una sal ferrosa .

HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H + H 2 O 2 → HO 2 CC(OH)C(OH)CO 2 H + 2 H 2 O

Luego, el ácido dihidroximaleico se puede oxidar a ácido tartrónico con ácido nítrico. [22]

Derivados

emético tártaro
Ácido tartárico producido comercialmente

Los derivados importantes del ácido tartárico incluyen:

El ácido tartárico es una toxina muscular , que actúa inhibiendo la producción de ácido málico , y en dosis elevadas provoca parálisis y muerte. [26] La dosis letal media (LD50 ) es de aproximadamente 7,5 gramos/kg para un ser humano, 5,3 gramos/kg para conejos y 4,4 gramos/kg para ratones. [27] Dada esta cifra, se necesitarían más de 500 g (18 oz) para matar a una persona que pesa 70 kg (150 lb) con un 50% de probabilidad, por lo que puede incluirse de forma segura en muchos alimentos, especialmente en los dulces de sabor ácido . Como aditivo alimentario , el ácido tartárico se utiliza como antioxidante con número E E334 ; Los tartratos son otros aditivos que sirven como antioxidantes o emulsionantes .

Cuando se añade crémor tártaro al agua se obtiene una suspensión que sirve para limpiar muy bien las monedas de cobre , ya que la solución de tartrato puede disolver la capa de óxido de cobre (II) presente en la superficie de la moneda. El complejo tartrato de cobre (II) resultante es fácilmente soluble en agua.

Ácido tartárico en el vino

El bitartrato de potasio sin purificar puede adquirir el color del mosto de uva del que se separó.

El ácido tartárico puede ser inmediatamente reconocible por los bebedores de vino como la fuente de los "diamantes del vino", los pequeños cristales de bitartrato de potasio que a veces se forman espontáneamente en el corcho o en el fondo de la botella. Estos "tartratos" son inofensivos, aunque a veces se confunden con vidrios rotos, y en muchos vinos se previenen mediante la estabilización en frío (lo que no siempre se prefiere, ya que puede cambiar el perfil del vino). Los tartratos que quedan en el interior de las barricas envejecidas fueron en algún momento una importante fuente industrial de bitartrato de potasio.

El ácido tartárico juega un papel importante desde el punto de vista químico, ya que reduce el pH del "mosto" en fermentación a un nivel en el que muchas bacterias perjudiciales indeseables no pueden vivir y actúa como conservante después de la fermentación . En boca, el ácido tartárico aporta parte de la acidez del vino, aunque los ácidos cítrico y málico también desempeñan un papel.

Ácido tartárico en frutas

Las uvas y los tamarindos tienen los niveles más altos de concentración de ácido tartárico. Otras frutas con ácido tartárico son los plátanos , aguacates , tunas , manzanas , cerezas , papayas , melocotones , peras , piñas , fresas , mangos y cítricos . [1] [28]

Se han encontrado trazas de ácido tartárico en los arándanos y otras bayas . [29]

El ácido tartárico también está presente en las hojas y vainas de las plantas y frijoles de Pelargonium .

Aplicaciones

El ácido tartárico y sus derivados tienen multitud de usos en el campo farmacéutico. Por ejemplo, se ha utilizado en la producción de sales efervescentes, en combinación con ácido cítrico, para mejorar el sabor de los medicamentos orales. [22] El derivado potásico antimonílico del ácido conocido como tártaro emético se incluye, en pequeñas dosis, en el jarabe para la tos como expectorante .

El ácido tartárico también tiene varias aplicaciones para uso industrial. Se ha observado que el ácido quela iones metálicos como el calcio y el magnesio. Por lo tanto, el ácido ha servido en las industrias agrícola y metalúrgica como agente quelante para complejar micronutrientes en fertilizantes para suelos y para limpiar superficies metálicas compuestas de aluminio, cobre, hierro y aleaciones de estos metales, respectivamente. [20]

Toxicidad en caninos

Si bien los humanos y los animales de laboratorio toleran bien el ácido tartárico, una carta de abril de 2021 al editor de JAVMA planteó la hipótesis de que el ácido tartárico de las uvas podría ser la causa de la toxicidad de las uvas y las pasas en los perros . [30]

En los perros, el ácido tartárico del tamarindo provoca una lesión renal aguda , que muchas veces puede ser mortal. [31]

Referencias

  1. ^ abc Ácido tartárico - Resumen de compuestos, PubChem .
  2. ^ Dawson, RMC et al., Datos para la investigación bioquímica , Oxford, Clarendon Press, 1959.
  3. ^ GHS: Registro en la base de datos de sustancias GESTIS del Instituto de Seguridad y Salud Ocupacional
  4. ^ Retzius, Anders Jahan (1770) "Försök med vinsten och dess syra" (Experimentos con crémor tártaro y su ácido), Kungliga Vetenskapsakademiens Handlingar (Actas de la Real Academia de Ciencias), 31  : 207–213. De la pág. 209: "§. 6. Dessa försök omtalte jag för Hr. Carl Wilhelm Scheele (en snabb och lårgirug Pharmaciæ Studiosus) … " (§. 6. Menciono estos experimentos en nombre del Sr. Carl Wilhelm Scheele (un estudiante rápido y estudioso de farmacología)… )
  5. ^ Biot (1835) "Mémoire sur la polarization circulaire et sur ses application à la chimie organique" (Memoria sobre la polarización circular y sus aplicaciones a la química orgánica), Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut , segunda serie, 13  : 39–175. En la Tabla G siguiente se muestra que el ácido tartárico ( acide tartarique cristallisé ) hace girar la luz polarizada en el plano. 168. (Nota: este artículo fue leído en la Real Academia de Ciencias de Francia el 5 de noviembre de 1832.)
  6. ^ Biot (1838) "Pour discerner les mélanges et les combinaisons chimiques définies ou non définies, qui agissent sur la lumière polarisée; suivies d'applications aux combinaisons de l'acide tartarique avec l'eau, l'alcool et l'esprit de bois" (Para discernir mezclas y combinaciones químicas, definidas o no, que actúan sobre la luz polarizada; seguido de aplicaciones a combinaciones de ácido tartárico con agua, alcohol [es decir, etanol] y alcohol de madera [es decir, metanol]) , Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut , segunda serie, 15  : 93–279.
  7. ^ Pasteur, L. (1848). "Mémoire sur la relacion qui peut exister entre la forme cristalline et la composición chimique, et sur la cause de la polarization rotatoire" [Memoria sobre la relación que puede existir entre la forma cristalina y la composición química, y sobre la causa de la polarización rotatoria]. Comptes rendus de l'Académie des sciences (París) (en francés). 26 : 535–538.
  8. ^ L. Pasteur (1848) "Sur les Relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composición chimique et le sens de la polarization rotatoire" (Sobre las relaciones que pueden existir entre la forma cristalina, la composición química y el sentido de rotación polarización), Annales de Chimie et de Physique , tercera serie, 24  : 442–459.
  9. ^ Pasteur, Louis (1850) "Recherches sur les propriétés spécifiques des deux acides qui composent l'acide racémique" [Investigaciones sobre las propiedades específicas de los dos ácidos que componen el ácido racémico], Annales de Chimie et de Physique , tercera serie, 28 (3): 56–99. Véase también Lámina II. (Véase también el informe de la comisión designada para verificar los hallazgos de Pasteur, págs. 99-117.) [en francés]
  10. ^ George B. Kauffman; Robin D. Myers (1998). "Resolución de Pasteur del ácido racémico: una retrospectiva sesquicentenaria y una nueva traducción" (PDF) . El Educador Químico . 3 (6): 1–4. doi :10.1007/s00897980257a. S2CID  95862598. Archivado desde el original (PDF) el 17 de enero de 2006.
  11. ^ Flack, HD (2009). "El descubrimiento de Louis Pasteur de la quiralidad molecular y la resolución espontánea en 1848, junto con una revisión completa de su trabajo cristalográfico y químico" (PDF) . Acta Cristalográfica A. 65 (5): 371–389. Código Bib : 2009AcCrA..65..371F. doi :10.1107/S0108767309024088. PMID  19687573. Archivado desde el original (PDF) el 6 de septiembre de 2012.
  12. ^ "Conferencia 28: Nomenclatura estereoquímica; racemización y resolución | Química de CosmoLearning". CosmoAprendizaje .
  13. ^ W, T, Astbury (febrero de 1923). "La estructura cristalina y propiedades del ácido tartárico". Proc. R. Soc. A . 102 (718): 506–528. Código bibliográfico : 1923RSPSA.102..506A. doi : 10.1098/rspa.1923.0010 .{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ), basado en “Chemische Krystallographie” de P. Groth.
  14. ^ Manual CRC de Química y Física, 49ª edición.
  15. ^ Samantha Callear y Michael Hursthouse (2008). "Ácido D-tartárico". Base de datos abierta de cristalografía .
  16. ^ Pablo Luner; et al. (julio de 2002). "Ácido (+-) -tartárico". Acta Crystallographica Sección C. 58 (6): o333–o335. Código Bib : 2002AcCrC..58O.333L. doi :10.1107/S0108270102006650. PMID  12050433., "Ácido (±)-tartárico". Base de datos abierta de cristalografía . 2002.
  17. ^ GA Bootsma y JC Schoone (1967). "Estructuras cristalinas del ácido mesotartárico". Acta Crystallogr . 22 (4): 522–532. Código bibliográfico : 1967AcCry..22..522B. doi : 10.1107/S0365110X67001070 .
  18. ^ "ácido d-tartárico". PubChem .
  19. ^ "Ácido L-(+)-tartárico". PubChem . Archivado desde el original el 16 de mayo de 2015.
  20. ^ abc J.-M. "Ácido tartárico" de Kassaian en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann; VCH: Weinheim, Alemania, 2002, 35, 671-678. doi :10.1002/14356007.a26_163
  21. ^ Precio de Augusto Oeste. Química Orgánica Experimental. World Book Company: Nueva York, 1920, 232-237.
  22. ^ ab Blair, GT; DeFraties, JJ (2000). "Ácidos hidroxidicarboxílicos". Enciclopedia Kirk Othmer de tecnología química . págs. 1-19. doi :10.1002/0471238961.0825041802120109.a01. ISBN 0471238961.
  23. ^ Zalkin, Allan; Templeton, David H.; Ueki, Tatzuo (1973). "Estructura cristalina del octahidrato de l-tris (1,10-fenatrolina) hierro (II) bis (antimonio (III) d-tartrato)". Química Inorgánica . 12 (7): 1641-1646. doi :10.1021/ic50125a033.
  24. ^ Haq, yo; Khan, C (1982). "Peligros de un cosmético ocular tradicional - SURMA". La Revista de la Asociación Médica de Pakistán . 32 (1): 7–8. PID  6804665.
  25. ^ McCallum, Rhode Island (1977). "Discurso del presidente. Observaciones sobre el antimonio". Actas de la Real Sociedad de Medicina . 70 (11): 756–63. doi :10.1177/003591577707001103. PMC 1543508 . PMID  341167. 
  26. ^ Alfred Swaine Taylor, Edward Hartshorne (1861). Jurisprudencia médica. Blanchard y Lea. pag. 61.
  27. ^ Joseph A. Maga, Anthony T. Tu (1995). Toxicología de los aditivos alimentarios. Prensa CRC. págs. 137-138. ISBN 0-8247-9245-9.
  28. ^ JB Gurtler, TL Mai, en Enciclopedia de microbiología de alimentos (segunda edición), 2014. CONSERVANTES | Conservantes Tradicionales – Ácidos Orgánicos: Ácido Tartárico.
  29. ^ Fitoquímicos de los arándanos y sus productos: caracterización, posibles efectos sobre la salud y estabilidad del procesamiento https://www.researchgate.net/publication/44573816_Phytochemicals_of_Cranberries_and_Cranberry_Products_Characterization_Potential_Health_Effects_and_Processing_Stability
  30. ^ McReynolds, Tony (1 de abril de 2021). "¿Qué causa la toxicidad de la uva en los perros? Playdough podría haber supuesto un gran avance". Asociación Estadounidense de Hospitales de Animales .
  31. ^ Wegenast, California (2022). "Daño renal agudo en perros tras la ingestión de crémor tártaro y tamarindos y la conexión con el ácido tartárico como principio tóxico propuesto en las uvas y las pasas". J Vet Emerg Crit Care . 32 (6): 812–816. doi :10.1111/vec.13234. PMID  35869755. S2CID  250989489.

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el ácido tartárico.