Acide dicarboxylique

Les acides dicarboxyliques Écouter sont des composés organiques possédant deux fonctions carboxyle. La formule moléculaire de ces composés est généralement notée HOOC-R-COOH, où R peut être un groupe alkyle, alcényle, alcynyle ou aryle.

Les acides dicarboxyliques peuvent être utilisés pour préparer des copolymères tels des polyesters polyamides.

PropriétésModifier

En général, les acides dicarboxyliques ont le même comportement chimique et la même réactivité que les acides monocarboxyliques.

L'ionisation du second groupe carboxylique est en général moins facile que la première, donnant à la molécule deux pKA comme la plupart des diacides. Lorsque l'un des groupes carboxyle est réduit en groupe aldéhyde, on appelle la nouvelle molécule « acide aldéhydique ».

Dans l'environnementModifier

Les microplastiques perdu en mer se dégradent sous l'effet des UV (dégradation photochimique induite par les UV-B en particulier).
Ils libèrent rapidement diverses molécules organiques dans l'eau, ce qui a été montré au moins pour le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène et le PET. Selon une étude récente (2018) parmi 22 produits de dégradation libérés par ces 4 types de plastiques ; ce sont des acides dicarboxyliques qui dominent[1].

Acides linéaires saturésModifier

La formule générale des acides dicarboxyliques saturés est HO2C(CH2)nCO2H[2].

Acides dicarboxyliques saturés élémentaires
Nom commun Nomenclature systématique Formule chimique Structure chimique pKA1 pKA2
Acide oxalique acide éthanedioïque HOOC-COOH   1,27 4,27
Acide malonique acide propanedioïque HOOC-(CH2)-COOH   2,85 5,05
Acide succinique acide butanedioïque HOOC-(CH2)2-COOH   4,21 5,41
Acide glutarique acide pentanedioïque HOOC-(CH2)3-COOH   4,34 5,41
Acide adipique acide hexanedioïque HOOC-(CH2)4-COOH   4,41 5,41
Acide pimélique acide heptanedioïque HOOC-(CH2)5-COOH   4,50 5,43
Acide subérique acide octanedioïque HOOC-(CH2)6-COOH   4,526 5,498
Acide azélaïque acide nonanedioïque HOOC-(CH2)7-COOH   4,550 5,498
Acide sébacique acide décanedioïque HOOC-(CH2)8-COOH   4,720 5,450
acide undécanedioïque HOOC-(CH2)9-COOH  
acide dodécanedioïque (en) HOOC-(CH2)10-COOH  
Acide brassylique acide tridécanedioïque HOOC-(CH2)11-COOH  
acide tétradécanedioïque HOOC-(CH2)12-COOH
acide pentadécanedioïque HOOC-(CH2)13-COOH
Acide thapsique acide hexadécanedioïque HOOC-(CH2)14-COOH  
  • L'acide pimélique (du grec pimelh, graisse) fut aussi isolé pour la première fois d'huile oxydée. Des dérivés de l'acide pimélique sont impliqués dans la biosynthèse de la lysine.
  • L'acide subérique fut obtenu pour la première fois par oxydation de liège (en latin, suber). Cet acide est également produit lorsque l'huile de ricin est oxydée. L'acide subérique est utilisé dans la fabrication de résine alkydes et dans la synthèse de polyamides (variantes nylon).
  • Le nom de l'acide azélaïque vient du fait qu'il est le produite de l'oxydation de l'acide nitrique (ou acide azotique) sur l'acide oléique ou acide élaïdique. Il a été détecté parmi les produits de graisses rances. Son origine explique sa présence dans des échantillons mal conservés de huile de lin et dans des spécimens d'onguent retirés de tombes égyptiennes vieilles de 5000 ans. L'acide azélaïque a été préparé par oxydation de l'acide oléique avec du permanganate de potassium, mais il l'est 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 les résines de chlorure de vinyle, le caoutchouc), de lubrifiants et de graisses. L'acide azélaïque est aujourd'hui 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 les peaux acnéiques. L'acide azélaïque a été identifié comme une molécule qui s'accumule à des niveaux élevés dans certaines parties des plantes et s'est révélée capable d'améliorer la résistance des plantes aux infections[3].
  • L'acide sébacique tien son nom du suif (en latin, sebum). Louis Jacques Thénard a isolé ce composé à partir des produits de la distillation du suif de bœuf en 1802. Il est produit industriellement par la fission alcaline de l'huile de ricin[4]. L'acide sébacique et ses dérivés ont des utilisations industrielles variées comme plastifiants, lubrifiants, huiles de pompe à diffusion, cosmétiques, bougies, etc. Il est également utilisé dans la synthèse de polyamides, comme le nylon, et des résines alkydes. Un isomère, l'acide isosébacique, a plusieurs applications dans la fabrication de plastifiants pour les résines vinyliques, de plastiques d'extrusion, d'adhésifs, de lubrifiants à base d'esters, de polyesters, de résines de polyuréthane et de caoutchouc synthétique.
  • 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[5]. L'acide traumatique est sa forme monoinsaturée.

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

Acides insaturésModifier

Acides dicarboxyliques insaturés élémentaires
Type Nom commun Nomenclature systématique Isomère Structure
Mono-insaturé Acide maléique acide (Z)-butènedioïque
cis  
Acide fumarique acide (E)-butènedioïque trans  
Acide cis-glutaconique acide (Z)-pent-2-ènedioïque cis  
Acide trans-glutaconique acide (E)-pent-2-ènedioïque trans  
Acide traumatique acide dodéc-2-ènedioïque trans  
Di-insaturé Acide muconique acide (2E,4E)-hexa-2,4-diènedioïque trans-trans  
acide (2Z,4E)-hexa-2,4-diènedioïque cis-trans  
acide (2Z,4Z)-hexa-2,4-diènedioïque cis-cis  
Acide glutinique (RS)-acide penta-2,3-diènedioïque (en)  
Ramifié Acide citraconique acide (2Z)-2-méthylbut-2-ènedioïque cis  
Acide mésaconique acide (2E)-2-méthylbut-2-ènedioïque trans  
Acide itaconique acide 2-méthylènebutanedioïque  
  • L'acide traumatique fait partie les premières molécules biologiquement actives isolées des tissus végétaux. Il a été démontré que cet acide dicarboxylique est un puissant agent de cicatrisation des plaies dans la plante qui stimule la division cellulaire près du site d'une plaie[6]. Il dérive des hydroperoxydes d'acides gras 18:2 ou 18:3 après conversion en acide gras oxo.

Alors que les acides gras polyinsaturés sont inhabituels dans les cuticules des plantes, un acide dicarboxylique di-insaturé a été rapporté comme composant des cires ou des polyesters de surface 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[10].

AlkylitaconatesModifier

Plusieurs acides dicarboxyliques ayant une chaîne latérale alkyle et un noyau itaconate ont été isolés à partir de lichens et de champignons, l'acide itaconique (acide méthylènesuccinique) étant un métabolite produit par des champignons filamenteux. Parmi ces composés, un famille d'analogue, appelés « acides chaetomelliques » avec différentes longueurs de chaîne et différents degrés d'insaturation a été isolée à partir de diverses espèces du lichen Chaetomella. Ces molécules se sont révélées précieuses comme base pour le développement de médicaments anticancéreux en raison de leurs puissants effets inhibiteurs de la farnésyltransférase (en)[11].

Une série d'alkyl- et d'alcénylitaconates, connus sous le nom d'« acides cériporiques », ont été trouvés dans des cultures d'un champignon dégradant sélectivement la lignine (champignon de pourriture blanche), Ceriporiopsis subvermispora[12],[13]. La configuration absolue des acides cériporiques, leur voie de biosynthèse stéréosélective et la diversité de leurs métabolites ont été discutées en détail[14].

Acide aromatiquesModifier

Acides aromatiques dicarboxyliques élémentaires
Nom commun Nomenclature systématique Formule chimique Structure
Acide phtalique acide benzène-1,2-dicarboxylique
acide o-phtalique
C6H4(COOH)2  
Acide isophtalique acide benzène-1,3-dicarboxylique
acide m-phtalique
C6H4(COOH)2  
Acide téréphtalique acide benzène-1,4-dicarboxylique
acide p-phtalique
C6H4(COOH)2  
Acide dipicolinique acide pyridine-2,6-dicarboxylique
C5H3N(COOH)2  

Notes et référencesModifier

  1. Gewert, Plassmann, Sandblom & MacLeod (2018) Identification of Chain Scission Products Released to Water by Plastic Exposed to Ultraviolet Light |Environmental Science & Technology Letters | 5 (5), pp 272–276 résumé
  2. (en) Boy Cornils, Peter Lappe, « Dicarboxylic Acids, Aliphatic », Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,‎ (DOI 10.1002/14356007.a08_523)
  3. Ho Won Jung, Timothy J. Tschaplinski, Lin Wang, Jane Glazebrook et Jean T. Greenberg, « Priming in Systemic Plant Immunity », Science, vol. 324, no 3 April 2009,‎ , p. 89–91 (PMID 19342588, DOI 10.1126/science.1170025, Bibcode 2009Sci...324...89W)
  4. Richard G. Kadesch, « Dibasic acids », Journal of the American Oil Chemists' Society, vol. 31, no 11,‎ , p. 568–573 (DOI 10.1007/BF02638574)
  5. a et b Kyle Kroha, « Industrial biotechnology provides opportunities for commercial production of new long-chain dibasic acids », Inform, vol. 15,‎ , p. 568–571
  6. Edward E. Farmer, « Fatty acid signalling in plants and their associated microorganisms », Plant Molecular Biology, vol. 26, no 5,‎ , p. 1423–1437 (PMID 7858198, DOI 10.1007/BF00016483)
  7. Wiwanitkit V, Soogarun S, Suwansaksri J, « A correlative study on red blood cell parameters and urine trans, trans-muconic acid in subjects with occupational benzene exposure », Toxicologic Pathology, vol. 35, no 2,‎ , p. 268–9 (PMID 17366320, DOI 10.1080/01926230601156278)
  8. Weaver VM, Davoli CT, Heller PJ, « Benzene exposure, assessed by urinary trans,trans-muconic acid, in urban children with elevated blood lead levels », Environ. Health Perspect., vol. 104, no 3,‎ , p. 318–23 (PMID 8919771, PMCID 1469300, DOI 10.2307/3432891, JSTOR 3432891)
  9. Sati, Sushil Chandra, Sati, Nitin et Sati, O. P., « Bioactive constituents and medicinal importance of genus Alnus », Pharmacognosy Reviews, vol. 5, no 10,‎ , p. 174–183 (PMID 22279375, PMCID 3263052, DOI 10.4103/0973-7847.91115)
  10. Gustavo Bonaventure, John Ohlrogge et Mike Pollard, « Analysis of the aliphatic monomer composition of polyesters associated with Arabidopsis epidermis: occurrence of octadeca-cis-6, cis-9-diene-1,18-dioate as the major component », The Plant Journal, vol. 40, no 6,‎ , p. 920–930 (PMID 15584957, DOI 10.1111/j.1365-313X.2004.02258.x)
  11. SB Singh, H Jayasuriya, KC Silverman, CA Bonfiglio, JM Williamson et RB Lingham, « Efficient syntheses, human and yeast farnesyl-protein transferase inhibitory activities of chaetomellic acids and analogues. », Bioorganic & Medicinal Chemistry, vol. 8, no 3,‎ , p. 571–80 (PMID 10732974, DOI 10.1016/S0968-0896(99)00312-0)
  12. Makiko Enoki, Takashi Watanabe, Yoichi Honda et Masaaki Kuwahara, « A Novel Fluorescent Dicarboxylic Acid, (Z)-1,7-Nonadecadiene-2,3-dicarboxylic Acid, Produced by White-Rot Fungus Ceriporiopsis subvermispora. », Chemistry Letters, vol. 29, no 1,‎ , p. 54–55 (DOI 10.1246/cl.2000.54)
  13. Rudianto Amirta, Kenya Fujimori, Nobuaki Shirai, Yoichi Honda et Takashi Watanabe, « Ceriporic acid C, a hexadecenylitaconate produced by a lignin-degrading fungus, Ceriporiopsis subvermispora », Chemistry and Physics of Lipids, vol. 126, no 2,‎ , p. 121–131 (PMID 14623447, DOI 10.1016/S0009-3084(03)00098-7)
  14. Hiroshi Nishimura, Kyoko Murayama, Takahito Watanabe, Yoichi Honda et Takashi Watanabe, « Absolute configuration of ceriporic acids, the iron redox-silencing metabolites produced by a selective lignin-degrading fungus, Ceriporiopsis subvermispora », Chemistry and Physics of Lipids, vol. 159, no 2,‎ , p. 77–80 (PMID 19477313, DOI 10.1016/j.chemphyslip.2009.03.006)

Voir aussiModifier