Acid citric | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formula scheletică și reprezentarea 3D a acidului citric. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identificare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Numele IUPAC | Acid 2-hidroxipropan-1,2,3-tricarboxilic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sinonime |
Acid 3-carboxi-3-hidroxipentanedioic |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS |
(monohidrat) |
(anhidru)||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.000.973 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 201-069-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o RTECS | GE7350000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DrugBank | DB04272 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | 311 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ChEBI | 30769 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o E | E330 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FEMA | 2306 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ZÂMBETE |
OC (= O) CC (O) (CC (O) = O) C (= O) O , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1 / C6H8O7 / c7-3 (8) 1-6 (13.5 (11) 12) 2-4 (9) 10 / h13H, 1-2H2, (H, 7.8) (H, 9.10) (H, 11.12) Std. InChI: InChI = 1S / C6H8O7 / c7-3 (8) 1-6 (13.5 (11) 12) 2-4 (9) 10 / h13H, 1-2H2, (H, 7.8) (H, 9.10) (H, 11.12) Std. InChIKey: KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aspect | cristale incolore. (anhidru). cristale albe, slab deliquescente. (monohidrat) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietăți chimice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formulă |
C 6 H 8 O 7 [Izomeri] |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masă molară | 192,1235 ± 0,0075 g / mol C 37,51%, H 4,2%, O 58,29%, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pKa | 3,13 4,76 6,40 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietăți fizice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fuziune | 426 K ( 153 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fierbere | Se descompune sub punctul de fierbere la 175 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilitate | Solubil în apă 592 g · l -1 la 20 ° C ). Solubil în eter , acetat de etil ; insolubil în benzen , cloroform . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa volumică | 1,665 g · cm -3 ( 20 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura de autoaprindere | 1010 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punct de aprindere | 100 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Limite explozive în aer | 0,28 - 2,29 % vol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termochimie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C p |
ecuaţie:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cristalografie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Clasa de cristal sau grup spațial | P 2 1 / a | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parametrii mesh |
a = 12,817 Å b = 5.628 Å |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volum | 770,94 Å 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precauții | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Avertizare H319, P305 + P351 + P338, H319 : Provoacă iritarea gravă a ochilor P305 + P351 + P338 : În cazul ochilor: Clătiți cu atenție cu apă timp de câteva minute. Scoateți lentilele de contact dacă victima le poartă și acestea pot fi îndepărtate cu ușurință. Continuați să clătiți. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Acid citric: E, E : Material corosiv acid puternic (pH-ul unei soluții saturate 3M = 1,2) Dezvăluire la 1,0% conform listei de divulgare a ingredientelor Acid citric monohidrat: E, E : Material puternic acid coroziv (pH-ul unei soluții saturate = 1,2 soluție 3 M) Dezvăluire la 1,0% conform criteriilor de clasificare |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Inhalare | Tuse. Respirație scurtă. Durere de gât. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Piele | Roşeaţă. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ochi | Roşeaţă. Durere. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ingerare | Durere abdominală. Durere de gât. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
alte | Combustibil. Particulele fin dispersate formează amestecuri explozive în aer. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecotoxicologie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
LogP | -1,7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Acidul citric este un tricarboxilic α-hidroxi prezente abundent in lamaie , de unde și numele. Este un acid slab care joacă un rol important în biochimie ca metabolit al ciclului Krebs , o cale metabolică majoră în toate organismele aerobe . Citrații emiși de rădăcinile anumitor plante joacă, de asemenea, un rol important în ecologie și agroecologie , deoarece fac fosforul mai ușor bioassimilat de plante.
Peste un milion de tone de acid citric sintetic sunt produse industrial în fiecare an. Este utilizat pe scară largă ca potențiator de aromă , ca regulator al pH-ului alimentelor și ca chelator .
Acidul citric a fost izolat pentru prima dată în 1784 de chimistul suedez Carl Wilhelm Scheele din suc de lămâie . Poate exista sub formă anhidră sau monohidrată . Forma anhidră cristalizează din apă fierbinte în timp ce monohidratul se formează prin cristalizare dintr-o soluție apoasă rece. Monohidratul poate fi convertit în formă anhidră , la aproximativ 78 ° C . Acidul citric este , de asemenea , solubil în etanol anhidru în cantitate de 76 părți acid citric per 100 părți etanol , la 15 ° C . Se descompune peste 175 ° C eliberând dioxid de carbon (CO 2), Apă (H 2 O) și acizii aconitici , citraconici și itaconici . Oxidarea sa cu agenți oxidanți precum peroxizii , hipocloritii , persulfatele , permanganatele , parodații , cromații , dioxidul de mangan și acidul azotic , produsul acidului acetonedicarboxilic , acidul oxalic , dioxidul de carbon și apă.
Acidul citric este un acid tricarboxilic cu pKs la 25 ° C de 3,13, 4,76 și 6,40. PKa grupului hidroxil a fost măsurat prin spectroscopie RMN la 13 C până la 14,4. Diagrama speciației arată că soluțiile de acid citric sunt soluții tampon cu un pH cuprins între 2 și 8. Există tabele de valori publicate în acest scop. În sistemele biologice, la pH în jurul valorii de 7, cele două specii prezente sunt ionul citrat și ionul citrat mono-hidrogen.
PH-ul unei soluții apoase de acid citric la 1 mmol L -1 este de aproximativ 3,2 . PH-ul sucurilor de fructe, cum ar fi suc de portocale și suc de lămâie, depinde de concentrația de acid citric: pH-ul scade pe măsură ce concentrația de acid crește.
Sărurile de acid citric pot fi preparate prin reglarea fină a pH-ului înainte de cristalizarea compusului, așa cum este cazul citratului de sodiu, de exemplu .
Citrat Ionul formează complecși cu metalici cationii . Constanta de stabilitate (ro) acestor complexe este mare datorită chelatoare efectului . Prin urmare, ionul citrat formează complexe chiar și cu cationii metalelor alcaline . Cu toate acestea, atunci când un chelat este format cu toate cele trei grupe carboxilat , inelele chelatice au șapte și opt atomi, ceea ce le face termodinamic mai puțin stabile decât chelații mai mici. Prin urmare, atunci când gruparea hidroxil este deprotonată , formează un chelat mai stabil cu un inel de doar cinci atomi, așa cum este cazul cu citrat de amoniu feric (NH 4 ) 5 Fe (C 6 H 4 O 7 ) 2 2H 2 O .
Acidul citric se găsește semnificativ într-o mare varietate de fructe și legume , în special citrice . Concentrația de acid citric în lămâie și var (var) este deosebit de mare și poate atinge 8% din masa uscată a acestor fructe, sau aproximativ 47 g · L -1 în sucul lor. Concentrația de acid citric în citrice variază de obicei de la 50 mmol · L -1 în portocale la 300 mmol · L -1 în lămâi și tei. Aceste concentrații variază în funcție de soiuri și de condițiile în care sunt cultivate fructele.
Producția industrială de acid citric a început în Italia în anii 1890. Sucul de fructe a fost tratat acolo cu var stins ( hidroxid de calciu Ca (OH) 2) Pentru a precipita citratul de calciu (en) , apoi acesta din urmă a fost tratată cu o soluție diluată de acid sulfuric H 2 SO 4pentru a restabili acidul citric. În 1917, chimistul american James Currie a descoperit că anumite tulpini de sparanghel negru pot produce eficient acid citric, iar compania farmaceutică Pfizer a început producția industrială folosind această metodă doi ani mai târziu, urmată de compania Citrique Belge (în) în 1929.
În acest mod de producție, care rămâne și astăzi principala metodă de producție industrială a acidului citric, matrițele sunt cultivate pe un substrat care conține zaharoză sau glucoză . Sursa de carbohidrați este în general un produs secundar al industriei alimentare bogat în zaharuri . Matrița este apoi filtrată din soluția produsă, iar acidul citric este izolat în același mod ca din sucul de lămâie : prin precipitare cu hidroxid de calciu (var stins) sub formă de citrat de calciu, care restabilește acidul citric prin tratarea cu sulfuric diluat acid.
Producția mondială de acid citric în 2007 a fost de aproximativ 1.600.000 de tone . Peste 50% din acest volum a fost produs în China și peste 50% a fost utilizat ca regulator de pH pentru băuturi , 20% pentru alte aplicații alimentare, 20% în detergenți și 10% pentru diverse aplicații, cum ar fi produsele cosmetice , farmaceutice și chimice industrie .
Acidul citric este un metabolit al ciclului Krebs , numit „ciclul acidului citric” în limbile engleză și germanică. Este produsă în prima etapă a ciclului prin condensare al acetil reziduului de acetil-CoA pe oxaloacetat formei citrat prin eliberarea coenzima A sub acțiunea sintetazei citrat :
+ Acetil-CoA + H 2 O → CoA + | ||
Oxaloacetat | Citrat | |
Citrat sintazat - EC |
Citratul este apoi degradat treptat de ciclu pentru a restabili oxaloacetat prin eliberarea a două molecule de CO 2și reducerea unei coenzime Q 10în Q 10 H 2și trei NAD + la NADH ; aceste coenzime reduse sunt apoi oxidate de lanțul respirator pentru a produce ATP prin fosforilare oxidativă .
Unele bacterii, în special Escherichia coli , sunt capabile să producă și să consume acid citric ca parte a ciclului Krebs, dar nu sunt capabile să se hrănească cu el, deoarece nu au echipamentul enzimatic necesar pentru a-l absorbi în celulă . Dobândirea de către aceste bacterii a capacității de a se hrăni cu citrat a fost studiată experimental prin plasarea lor într-un mediu de cultură care conține citrat abundent, dar puțini alți nutrienți.
Citratul poate fi transportat din mitocondrii în citosol pentru a fi degradat acolo în oxaloacetat și acetil-CoA pentru a permite biosinteza acizilor grași . De asemenea, acționează ca un efect alosteric al acetil-CoA carboxilazei , care este enzima reglatoare pentru conversia acetil-CoA în malonil-CoA , etapă în care se inițiază biosinteza acizilor grași.
Un nivel ridicat de citrat în citosol poate inhiba fosfofructochinază 1 , enzima cheie de reglementare a glicolizei . Acest lucru face posibilă evitarea supraproducției de metaboliți atunci când sarcina energetică a celulei este deja ridicată. Citratul acționează în continuare prin potențarea efectului inhibitor al concentrațiilor ridicate de ATP .
Citratul este, de asemenea, un component esențial al oaselor , unde ajută la reglarea mărimii nanocristalelor de apatită .
Citrații eliberați de rădăcinile unor plante facilitează bioassimilarea fosforului de către plante (fenomen observat în special la lupin și unele grâu (de exemplu, Carazinho, fost cultivar de grâu ( Triticum aestivum ) din Brazilia , rădăcina apexului secretă în mod natural exsudat bogat în citrați, ceea ce îi pentru a produce mai multă biomasă pe soluri unde fosforul nu este foarte biodisponibil).
Acidul citric este un aditiv alimentar (numărul E330) preparat industrial prin fermentarea fungică și utilizat în industria alimentară ca acidifiant (sodă, bomboane acre), regulator al acidității , agent de drojdie , în compoziția aromelor (numărul FEMA / GRAS 2306).
E330 este biosintetizat de microorganisme (mucegaiuri precum Aspergillus niger ) cultivate pe un substrat care conține de obicei melasă și / sau glucoză. Este posibil ca microorganismele să fi fost modificate genetic pentru a crește randamentul. Glucoza poate fi produsă din amidon de porumb și, prin urmare, poate fi, de asemenea, de origine transgenică. Posibila utilizare a porumbului transgenic în fabricarea aditivului alimentar E330 , fără a fi raportată la produsul final a fost dezvăluit în filmul documentar Food, Inc. .
Poate fi utilizat în băuturi carbogazoase sub formă de citrat de magneziu Mg 3 (C 6 H 5 O 7 ) 2 , 4 H 2 O.
Începând cu anii 1970 , informațiile false au circulat și reapar periodic în ciuda negărilor: un pliant atribuit în mod fals Institutului Gustave Roussy (cunoscut sub numele de „ prospectul Villejuif ”) acuză în mod greșit aditivul E330 (acid citric) de a fi periculos și cancerigen.
Solubilitate in apa:
Temperatura | Solubilitate în% molar |
---|---|
10 ° C | 54,0 % m |
20 ° C | 59,2 % m |
30 ° C | 64,3 % m |
40 ° C | 68,6 % m |
50 ° C | 70,9 % m |
60 ° C | 73,5 % m |
70 ° C | 76,2 % m |
80 ° C | 78,8 % m |
90 ° C | 81,4 % m |
100 ° C | 84,0 % m |
În 2014, Franța a fost un importator net de acid citric, conform obiceiurilor franceze. Prețul mediu de import a fost de 1.100 EUR pe tonă.
Acidul citric este prezent în strugurii din toate soiurile de struguri și în cantitate mai mare în musturile concentrate prin putrezirea sau trecerea strugurilor. Conținutul de acid citric al vinurilor este foarte variabil. Multe vinuri roșii nu îl au. De fapt, în același timp , ca și fermentația malolactică că ele provoacă, multe acid lactic bacterii fermentul acid citric, dând naștere mai ales la formarea de acid acetic . Acidul citric are în mare măsură proprietatea de a angaja fierul feric într-un anion dublu complex. Din acest motiv, este utilizat în mod obișnuit în tratamentul fierului spart . Este încă folosit pentru a crește aciditatea fixă și, astfel, pentru a îmbunătăți aciditatea gustului unui vin, în special în vinurile albe uscate. Utilizarea sa în vinurile roșii necesită anumite rezerve, deoarece nu este foarte stabilă acolo și riscă să fie fermentată de bacterii lactice cu aciditate volatilă crescută.