I. HIDROXIACIZII Conf. Anca Peter - conţin în moleculă atât grupări carboxil –COOH, cât şi grupări hidroxil –OH. funcţie de tipul atomului de carbon la care este grefată gruparea hidroxil se disting: 1) acizi-alcooli - gruparea sau grupările HO- sunt grefate pe un atom de carbon hidridizat sp3 (catena alifatică, laterală a unui compus aromatic) 2) acizi-fenoli - grupele HO- sunt grefate pe un atom de carbon hibridizat sp2 aparţinând unui nucleu aromatic functie de poziţia grupei HO- faţă de gruparea –COOH se disting: 1) α-hidroxi-acizi - gruparea -OH în poziţia 2 faţă de -COOH 2) β-hidroxi-acizi - gruparea -OH în poziţia 3 faţă de -COOH 3) γ-hidroxi-acizi - gruparea -OH în poziţia 4 faţă de -COOH

α şi β-hidroxi-acizii - utilizaţi în industria cosmetică înglobaţi în produse cu rol de anti-îmbătrânire şi prevenirea apariţiei ridurilor - dintre γ-hidroxi-acizi, un exemplu îl constituie acidul γ-hidroxi-butiric - se găseşte în sistemul nervos uman şi animal - are aplicabilitate în farmacologie şi medicină - are efect distructiv - folosit în doze necorespunzătoare are efect de drog funcţie de numărul grupărilor funcţionale, se împart în hidroxi-acizi: 1) monohidroxi-monocarboxilici 2) monohidroxi-poli-carboxilici 3) polihidroxi-monocarboxilici 4) polidroxi-policarboxilici

I.1. Acizi - alcooli I.1.1. Generalităţi cel mai simplu hidroxi-acid este acidul hidroxi-acetic, numit si acid glicolic. omologii superiori sunt acidul α hidroxi-propionic (acid lactic) si acidul β hidroxi-propionic (acid hidracrilic)

I.1.2. Metode generale de obţinere Hidroliza bazică a mono-halogeno-acizilor cu hidroxizi, carbonaţi sau apă. 2. Reducerea acizilor aldehidici şi cetonici cu hidrogen activ obţinut din sistemul amalgam de sodiu - etanol.

reacţia se utilizeaza la transformarea β-ceto-esterilor în β-hidroxi-esteri. β-ceto-ester β-hidroxi-ester 3. Tratarea amino-acizilor cu acid azotos cu formarea de hidroxi-acid şi cu eliberarea de azot şi apă.

4. Hidroliza acidă a diazo-esterilor 5. Oxidarea menajată a hidroxi-aldehidelor, in prezenta Ag2O

I.1.3. Metode speciale de obţinere a α-hidroxi-acizilor Adiţia HCN la aldehide, urmată de hidroliza cianhidrinei cu formare de α-hidroxi-acid. aldehidă cianhidrină hidroxi-acid 2. Transpoziţia benzilică constă în oxidarea α-hidroxi-cetonei cu formare de α-dicetona, care ulterior prin transpoziţie trece în α-hidroxi-acid. α-hidroxi-cetonă α-dicetonă α-hidroxi-acid

I.1.4. Metode speciale de obţinere a β-hidroxi-acizilor Tratarea epoxizilor cu HCN, cu formare de β-cianhidrină, urmată de hidroliză. epoxid β-cianhidrina β-hidroxi-acid 2. Tratarea halohidrinelor cu NaCN, cu formare de β-cianhidrină, urmată de hidroliză. halohidrină cianhidrină β-hidroxi-acid

3. Reacţia REFORMATSKY constă în tratarea esterilor etilici halogenaţi cu Zn, cu formare de derivat organo-metalic care, ulterior va reacţiona cu o cetonă. β-hidroxi-acid

I.1.5. Metode speciale de obţinere a γ şi δ-hidroxi-acizilor Hidroliza acizilor halogenaţi corespunzători. γ şi δ-hidroxi-acizii sunt instabili şi suferă un proces de lactonizare cu formare de lactone - se stabilizează şi prin formare de săruri acid γ-cloro-butanoic acid γ-hidroxi-butanoic lactona ac. γ-hidroxi- butanoic acid δ-cloro-pentanoic acid δ-hidroxi-pentanoic lactona ac. δ-hidroxi- pentanoic

substanţe solide sau lichide I.1.6. Proprietăţi fizice substanţe solide sau lichide substanţe cristaline cu puncte de topire mai ridicate decât ale acizilor carboxilici corespunzători solubili în apă; solubilitatea în apă este mai mare decât a halogeno-acizilor şi se datorează formării punţilor de hidrogen dintre grupările –OH şi apă - solubilitatea în apă scade cu creşterea radicalului hidrocarbonat I.1.7. Proprietăţi chimice Reacţia cu hidracizii, care decurge la temperatură şi în mediu acid, cu formare de halogeno-acid hidroxi-acid bromo-acid

dacă se utilizează acid iodhidric, are loc concomitent şi o reacţie de reducere acid hidroxi-lactic acid β-iodo-propionic reacţia are loc şi în prezenţa PCl5, când intermediar se formează clorură acidă clorurată, care apoi, prin hidroliză generează cloro-acid hidroxi-acid clorură acidă clorurată cloro-acid

2. Reacţii de diferenţiere a hidroxi-acizilor - di-lactonizare cu formare de di-lactonă sau lactidă hidroxi-acid di-lactona sau lactida - polimerizare hidroxi-acid poliester

- reacţia cu α-halogeno-acizi cu formare de eteri dehidro-formilarea care are loc prin tratarea α - hidroxi-acizilor la temperatură, cu H2SO4

- oxidare, cu formare de acizi cetonici corespunzători b) β-hidroxi-acizi - reacţia de deshidratare cu formare de acizi nesaturaţi acid β-hidroxi-propionic acid acrilic acid β-hidroxi-butanonic acid 2-butenoic

c) γ şi δ-hidroxi-acizi - lactonizare intra-moleculară acid γ-hidroxi-valerianic γ-valero-lactona d) hidroxi-acizi cu funcţiuni îndepărtate oxidare: acizii-alcooli cu funcţiuni îndepărtate se oxidează treptat, mai întâi formează acizi aldehidici, iar în final acizi dicarboxilici

Acidul hidroxi-acetic (acid glicolic) I.1.8. Reprezentanţi Acidul hidroxi-acetic (acid glicolic) - se găseşte în strugurii necopţi şi în diferite plante este o substanţă cristalină cu gust amar, cu punctul de topire 800C, este solubil în apă, etanol şi eter etilic Obţinere: hidroliza acidului cloro-acetic sau a sării sale de potasiu sau

b) adiţia HCN la metanal c) reducerea electrolitică a acidului oxalic Aplicaţii: agent utilizat în prelucrarea pieilor şi la obtinerea obiectelor din piele fină, în industria cosmetică ca agent anti-îmbătrînire în industria alimentară se foloseşte ca acidulant agent de curăţare şi dezinfectant la spălarea conductelor şi a circuitelor

- prezintă activitate antimicrobiană datorită coroziunii scăzute, este folosit ca lubrifiant la procesarea metalelor în combinaţie cu stearatul de calciu (PGA poliglicolide), cu acidul lactic (Surgicryl rapid) se foloseşte ca material de sutură absorbabil în chirurgie Acidul α-hidroxi-fenil-acetic (acidul mandelic) Obţinere: adiţia HCN la benzaldehidă, urmată de hidroliză în natură apare sub formă de amigdalină, substanţă ce conferă mirosul caracteristic sâmburilor de caise şi piersici

se foloseşte ca materie primă la obţinerea preparatelor cos- Aplicaţii: se foloseşte ca materie primă la obţinerea preparatelor cos- metice şi farmaceutice ca ierbicid, ca intermediar în industria coloranţilor, ca agent în chimia analitică datorită proprietăţilor antiseptice, în industria alimentară se foloseşte ca şi conservant s-au sintetizat noi derivaţi, esteri ai acidului mandelic, având toxicitate mai scăzută decât a acidului mandelic, dar activitate conservantă mai ridicată în investigaţiile clinice, acidul mandelic se foloseşte ca indicator biologic în contaminarea cu stiren Stirenul este un solvent organic utilizat în concentraţii mari în industrie. Expunerea la stiren cauzează afecţiuni tegumentare, respiratorii şi ale sistemului nervos central. Aproximativ 90% din stirenul inhalat este absorbit de plămân, unde se transformă în epoxid de stiren chiral prin citocromul P-450s. Aproximativ 3% este eliminat prin respiraţie. Epoxidul de stiren este transformat, în prezenţa epoxid-hidrolazei în stiren-glicol, ulterior printr-o serie de transformări enzimatice, ducând la obţinerea acizilor R şi S mandelic şi fenil-glioxilic, care sunt excretaţi prin urină; astfel, prin dozarea acidului mandelic din urină, se determină gradul de contaminare cu stiren a pacienţilor

Acidul α – hidroxi- malonic (acidul tartronic sau isomalic) Obţinere: bromurarea esterului malonic, urmată de hidroliză Aplicaţii: acidul tartronic se găseşte în castraveţi, în concentraţie cres- cută, dar şi în mere şi varză în concentraţii mai scăzute în aceste legume, acidul tartronic reacţionează cu glucidele, înhibând astfel transformarea lor în lipide şi favorizând pierderile în greutate

Acidul α-hidroxi- succinic (acidul malic) izolat pentru prima dată din sucul de mere, de către Carl Wilhelm Scheele în 1785 Antoine Lavoisier, în 1787 îi dă numele de acid malic, derivat de la denumirea latină a mărului, malum - se mai găseşte în pere, roşii, banane şi cireşe - prezintă un centru chiral Obţinere: reducerea cu HI a acidului tartric

b) hidroliza acidului bromo-succinic Proprietăţi chimice: descompunerea, la temperatură, cu formare de amestec de acid maleic şi fumaric; acidul maleic se deshidratează cu formarea anhidridei maleice

b) reducerea cu HI cu formare de acid succinic c) oxidare cu formare de acid oxalil-acetic Aplicaţii: în natură, acidul malic se găseşte în forma sterică L şi în multe produse alimentare, cum ar fi fructele şi vinul acidul D malic se găseşte în produsele alimentare ca aditiv, acid malic racemic, identificat cu (E 296)

în industria alimentară, mai ales în cea a băuturilor răcoritoa- re şi a vinificaţiei, este foarte importantă stabilirea concen- traţiei optime de acid L malic, deoarece acest compus conferă produsului, miros şi gust (tabel 3)

împreună cu acidul tartric, acidul L malic este componentul fundamental al vinului, reprezentând 90% din aciditatea totală acidul L malic este substratul fermentaţiei malo-lactice, proces important datorită reducerii parţiale a acidităţii prin transformarea acidului malic în acid lactic; de asemenea prin fermentaţia malo-lactică, vinul capătă acel bouquet de prospeţime şi devine stabil microbiologic (tabel 4)

acidul malic este folosit la prepararea marmeladelor, jeleurilor, băuturilor, conservelor de fructe şi legume, a produselor de cofetărie, patiserie mono-esterii acidului malic, cu alcooli proveniţi din acizi graşi, sunt folosiţi ca agenţi anti-stropire în bucătărie, mai ales în timpul prăjirii alimentelor în grăsimi sau uleiuri datorită rolului anti-îmbătrânire şi a rezistenţei la radiaţia UV, acidul malic se foloseşte la prepararea produselor cosmetice (tabel 5)