Kyselina adipová

Kyselina adipová, systematicky kyselina hexándiová, je organická dikarboxylová kyselina. Z priemyselného hľadiska je to najdôležitejšia dikarboxylová kyselina, každý rok sa jej vyrába asi 2,5 miliardy kg, predovšetkým na výrobu nylonu. Je to biely kryštalický prášok. Kyselina adipová je v prírode vzácna, ale používa sa ako prídavná látka v potravinách, kde má označenie E355. Jej konjugovaná zásada sa nazýva hexándioát alebo adipát.
Historicky sa kyselina adipová vyrábala oxidáciou rôznych tukov, z čoho pochádza jej názov (latinsky "adeps", "adipis" – „zvierací tuk“).
Kyselina adipová nie je biochemicky významná, ale jej deriváty vystupujú v rôznych metabolických procesoch, napríklad v rozklade lyzínu a tryptofánu.
Príprava a reaktivita.
Kyselina adipová sa vyrába zo zmesi cyklohexanónu a cyklohexanolu, ktorá sa zmieša s kyselinou dusičnou, čím vzniká kyselina adipová v niekoľkokrokovom procese. Počas reakcie sa cyklohexanol premieňa na ketón, čo vedie k uvoľneniu kyseliny dusitej:
Cyklohexanón podstupuje mnoho reakcií, v jednej z nich sa naňho viaže nitrózoskupina, -NO, čo neskôr umožňuje štiepenie C-C väzby:
Medzi vedľajšie produkty tejto metódy výroby patria kyseliny glutárová a sukcinová. Okrem toho vzniká oxidu dusný, ktorý vzniká v pomere 1:1 s kyselinou adipovou, ktorý vzniká z medziproduktu, ktorého vzorec má podobu RC(NO2)NOH.
Obdobné procesy začínajú cyklohexanolom, ktorý sa vyrába hydrogenáciou fenolu.
Iné metódy.
Niekoľko metód využíva karbonyláciu butadiénu. Jednou z nich je hydroxykarbonylácia:
Medzi ďalšie metódy patrí oxidačné štiepenie cyklohexénu pomocou peroxidu vodíka. Odpadným produktom je voda.
Reakcie.
Kyselina adipová je dvojsýtna kyselina, keďže má dve karboxylové skupiny. p"K"a hodnoty postupných deprotonácií sú 4,41 a 5,41.
Keďže karboxylové skupiny sú oddelené štyrmi metylénovými mostíkmi, kyselina adipová je vhodná na intramolekulárna kondenzačné reakcie. Pri pôsobení hydroxidu bárnatého pri vysokých teplotách podstupuje ketonizáciu, čím vzniká cyklopentanón.
Použitie.
Asi 60 % z 2,5 miliardy kilogramov kyseliny adipovej, ktoré sa ročne vyrobia, sa používa na výrobu nylonu pomocou polykondenzačnej reakcie s hexametyléndiamínom, čím vzniká nylon 66. Medzi ďalšie hlavné použitia patrí takisto tvorba polymérov – kyselina adipová sa používa pri výrobe polyuretánu a jej estery sú plastifikátory, hlavne v PVC.
V medicíne.
Kyselina adipová je možné použiť v tabletách na postupné uvoľňovanie látok, čo umožňuje uvoľňovanie nezávislé na pH pre liečivá, ktoré sú mierne kyslé i mierne zásadité. Okrem toho je možné ju použiť do polymérneho obalu hydrofilných monolitických systémov na úpravu intragélového pH. Rozklad polymérneho šelaku pri pH v žalúdku sa zlepšuje pri použití kyseliny adipovej a zároveň nedochádza k ovplyvneniu uvoľnenia látky do kyslého roztoku. Niektoré použitia kyseliny adipovej mali naopak za cieľ dosiahnuť neskoré uvoľnenie látky.
V potravinách.
Malé ale významné množstvo kyseliny adipovej sa používa ako potravinárska látka na dochutenie a želírovanie. Používa sa v niektorých antacidách s uhličitanom vápenatým na okyslenie. V práškoch na pečenie sa používa na úpravu kyslosti, nemá hygroskopické vlastnosti ako kyselina vínna. Kyselina adipová, i keď je v prírode vzácna, sa vyskytuje v cvikle, i keď tento zdroj nie je ekonomicky výhodný oproti priemyselnej syntéze.
Bezpečnosť.
Kyselina adipová, podobne ako väčšina karboxylových kyselín, mierne dráždi pokožku. Je slabo toxická, jej LD50 pre orálne podanie u potkanov je 3600 mg/kg.
Životné prostredie.
Produkcia kyseliny adipovej je spojená s emisiami N2O, čo je silný skleníkový plyn, ktorý spôsobuje vyčerpanie stratosferického ozónu. Niektoré spoločnosti vyrábajúce kyselinu adipovú preto používajú procesy, ktoré katalyticky premieňajú oxid dusný na jednotlivé prvky: