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Un ejemplo de alcohol graso

Los alcoholes grasos (o alcoholes de cadena larga ) suelen ser alcoholes primarios de cadena lineal y de alto peso molecular , pero también pueden variar desde 4 a 6 carbonos hasta 22 a 26, derivados de grasas y aceites naturales. La longitud precisa de la cadena varía según la fuente. [1] [2] Algunos alcoholes grasos comercialmente importantes son los alcoholes laurílico , estearílico y oleílico . Son líquidos aceitosos incoloros (para números de carbonos más pequeños) o sólidos cerosos, aunque las muestras impuras pueden aparecer amarillas. Los alcoholes grasos suelen tener un número par de átomos de carbono y un solo grupo de alcohol.(–OH) unido al carbono terminal. Algunos son insaturados y algunos están ramificados. Son ampliamente utilizados en la industria. Al igual que con los ácidos grasos, a menudo se los denomina genéricamente por el número de átomos de carbono en la molécula, tal como "un alcohol C 12 ", es decir, un alcohol que tiene 12 carbonos, por ejemplo, dodecanol .

Producción y ocurrencia [ editar ]

La mayoría de los alcoholes grasos en la naturaleza se encuentran como ceras que son ésteres con ácidos grasos y alcoholes grasos. [1] Son producidos por bacterias, plantas y animales con fines de flotabilidad, como fuente de agua y energía metabólicas, lentes biosonar (mamíferos marinos) y para aislamiento térmico en forma de ceras (en plantas e insectos). [3] Los alcoholes grasos no estuvieron disponibles hasta principios del siglo XX. Originalmente se obtuvieron por reducción de ésteres de cera con sodio mediante el proceso de reducción de Bouveault-Blanc . En la década de 1930, la hidrogenación catalítica.se comercializó, lo que permitió la conversión de ésteres de ácidos grasos, típicamente sebo , en alcoholes. En las décadas de 1940 y 1950, los productos petroquímicos se convirtieron en una fuente importante de productos químicos y Karl Ziegler había descubierto la polimerización del etileno . Estos dos desarrollos abrieron el camino a los alcoholes grasos sintéticos.

De fuentes naturales [ editar ]

Las fuentes tradicionales de alcoholes grasos han sido en gran parte varios aceites vegetales , que siguen siendo una materia prima a gran escala . Las grasas animales (sebo) fueron de importancia histórica, en particular el aceite de ballena , sin embargo, ya no se utilizan a gran escala. Los sebos producen una gama bastante estrecha de alcoholes, predominantemente C 16- C 18 , mientras que las fuentes vegetales producen una gama más amplia de alcoholes de (C 6- C 24 ), lo que los convierte en la fuente preferida. Los alcoholes se obtienen de los triglicéridos (triésteres de ácidos grasos), que forman la mayor parte del aceite. El proceso implica la transesterificaciónde los triglicéridos para dar ésteres metílicos que luego se hidrogenan para producir los alcoholes grasos. [4] Los alcoholes superiores (C 20- C 22 ) se pueden obtener del aceite de colza o del aceite de semilla de mostaza . Los alcoholes de corte medio se obtienen del aceite de coco (C 12- C 14 ) o aceite de palmiste (C 16- C 18 ).

De fuentes petroquímicas [ editar ]

Los alcoholes grasos también se preparan a partir de fuentes petroquímicas. En el proceso de Ziegler , el etileno se oligomeriza usando trietilaluminio seguido de oxidación con aire. Este proceso produce alcoholes pares:

Al (C 2 H 5 ) 3 + 18 C 2 H 4 → Al (C 14 H 29 ) 3
Al (C 14 H 29 ) 3 + 3 / 2  O 2 + 3 / 2  H 2 O → 3 HOC 14 H 29 + 1 / 2  Al 2 O 3

Alternativamente, se puede oligomerizar etileno para dar mezclas de alquenos, que se someten a hidroformilación , proporcionando este proceso un aldehído impar, que posteriormente se hidrogena. Por ejemplo, a partir del 1-deceno, la hidroformilación da el alcohol C 11 :

C 8 H 17 CH = CH 2 + H 2 + CO → C 8 H 17 CH 2 CH 2 CHO
C 8 H 17 CH 2 CH 2 CHO + H 2 → C 8 H 17 CH 2 CH 2 CH 2 OH

En el proceso de olefinas superiores de Shell , la distribución de la longitud de la cadena en la mezcla inicial de oligómeros de alqueno se ajusta para ajustarse más a la demanda del mercado. Shell hace esto mediante una reacción de metátesis intermedia . [5] La mezcla resultante se fracciona y se hidroformila / hidrogena en una etapa posterior.

Aplicaciones [ editar ]

Los alcoholes grasos se utilizan principalmente en la producción de detergentes y tensioactivos. También son componentes de cosméticos , alimentos y como disolventes industriales . Debido a su naturaleza anfipática , los alcoholes grasos se comportan como tensioactivos no iónicos . Encuentran uso como coemulsionantes , emolientes y espesantes en la industria cosmética y alimentaria . Aproximadamente el 50% de los alcoholes grasos utilizados comercialmente son de origen natural, siendo el resto sintéticos. [1]

Nutrición [ editar ]

Se ha informado que los alcoholes grasos de cadena muy larga (VLCFA), obtenidos de ceras vegetales y cera de abejas, reducen el colesterol plasmático en humanos. Se pueden encontrar en cereales sin refinar, cera de abejas y muchos alimentos derivados de plantas. Los informes sugieren que 5-20 mg por día de alcoholes C 24- C 34 mixtos , incluidos octacosanol y triacontanol , reducen el colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en un 21% -29% y aumentan el colesterol de lipoproteínas de alta densidad en un 8% -15 %. [ cita requerida ] Los ésteres de cera son hidrolizados por un páncreas dependiente de sales biliares esterasa , que libera alcoholes de cadena larga y ácidos grasos que se absorben en el tracto gastrointestinal . Los estudios del metabolismo de los alcoholes grasos en los fibroblastos sugieren que los alcoholes grasos de cadena muy larga, los aldehídos grasos y los ácidos grasos se interconvierten reversiblemente en un ciclo de alcohol graso . El metabolismo de estos compuestos está alterado en varios trastornos peroxisomales humanos hereditarios , como la adrenoleucodistrofia y el síndrome de Sjögren-Larsson . [6]

Seguridad [ editar ]

Salud humana [ editar ]

Los alcoholes grasos son materiales relativamente benignos, con LD 50 (oral, rata) que varía de 3,1 a 4 g / kg para el hexanol a 6 a 8 g / kg para el octadecanol. [1] Para una persona de 50 kg, estos valores se traducen en más de 100 g. Las pruebas de exposiciones agudas y repetidas han revelado un bajo nivel de toxicidad por inhalación, exposición oral o dérmica de alcoholes grasos. Los alcoholes grasos no son muy volátiles y la concentración letal aguda es mayor que la presión de vapor saturado. Los alcoholes grasos de cadena más larga (C 12- C 16 ) producen menos efectos en la salud que los de cadena corta (<C 12 ). Los alcoholes grasos de cadena corta se consideran irritantes para los ojos, mientras que los alcoholes de cadena larga no lo son. [7]Los alcoholes grasos no presentan sensibilización cutánea. [8]

La exposición repetida a alcoholes grasos produce toxicidad de bajo nivel y ciertos compuestos en esta categoría pueden causar irritación local por contacto o efectos hepáticos de bajo grado (los alcoholes esencialmente lineales tienen una tasa ligeramente mayor de ocurrencia de estos efectos). No se han observado efectos sobre el sistema nervioso central con la inhalación y la exposición oral. Las pruebas de dosis repetidas en bolo de 1-hexanol y 1-octanol mostraron potencial de depresión del SNC y dificultad respiratoria inducida. No se ha encontrado potencial de neuropatía periférica. En ratas, el nivel de efecto adverso no observable ( NOAEL) varía de 200 mg / kg / día a 1000 mg / kg / día por ingestión. No ha habido evidencia de que los alcoholes grasos sean carcinógenos, mutagénicos o causen toxicidad reproductiva o infertilidad. Los alcoholes grasos se eliminan eficazmente del cuerpo cuando se exponen, lo que limita la posibilidad de retención o bioacumulación . [8]

Los márgenes de exposición que resultan del uso de estos productos químicos por parte de los consumidores son adecuados para la protección de la salud humana, según lo determinado por el programa de productos químicos de alto volumen de producción de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). [7] [9]

Medio ambiente [ editar ]

Los alcoholes grasos con una longitud de cadena C 18 son biodegradables, y una longitud de hasta C 16 se biodegrada completamente en 10 días. Se encontró que las cadenas C 16 a C 18 se biodegradaron del 62% al 76% en 10 días. Se encontró que las cadenas superiores a C 18 se degradan en un 37% en 10 días. Los estudios de campo en las plantas de tratamiento de aguas residuales han demostrado que se elimina el 99% de los alcoholes grasos con longitudes C 12- C 18 . [8]

La predicción del destino utilizando modelos de fugacidad ha demostrado que los alcoholes grasos con longitudes de cadena de C 10 y mayores en el agua se dividen en sedimentos. Se predice que las longitudes C 14 y superiores permanecerán en el aire al ser liberadas. El modelado muestra que cada tipo de alcohol graso responderá de forma independiente a la liberación ambiental. [8]

Organismos acuáticos [ editar ]

Los peces , invertebrados y algas experimentan niveles similares de toxicidad con los alcoholes grasos, aunque depende de la longitud de la cadena y la cadena más corta tiene un mayor potencial de toxicidad. Las cadenas de mayor longitud no muestran toxicidad para los organismos acuáticos. [8]

Tamaño de la cadenaToxicidad aguda para pecesToxicidad crónica para los peces
<C 111 a 100 mg / l0,1-1,0 mg / l
C 11 –C 130,1-1,0 mg / l0,1– <1,0 mg / l
C 14 –C 15-0,01 mg / l
> C 16--

Esta categoría de productos químicos se evaluó en el marco del programa de productos químicos de alto volumen de producción de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). No se identificaron riesgos ambientales inaceptables. [9]

Tabla con nombres comunes [ editar ]

Esta tabla enumera algunos alcoholes alquílicos. Tenga en cuenta que, en general, los alcoholes con números pares de átomos de carbono tienen nombres comunes, ya que se encuentran en la naturaleza, mientras que aquellos con números impares de átomos de carbono generalmente no tienen un nombre común.

NombreÁtomos de carbónRamas / saturaciónFórmula
terc -alcohol butílico4 átomos de carbonoramificadoC 4 H 10 O
terc -Alcohol amílico5 átomos de carbonoramificadoC 5 H 12 O
3-metil-3-pentanol6 átomos de carbonoramificadoC 6 H 14 O
1-heptanol (alcohol enantico)7 átomos de carbonoC 7 H 16 O
1-octanol (alcohol caprílico)8 átomos de carbonoC 8 H 18 O
Alcohol pelargónico (1-nonanol)9 átomos de carbonoC 9 H 20 O
1-Decanol (alcohol decílico, alcohol cáprico)10 átomos de carbonoC 10 H 22 O
Alcohol undecílico (1-undecanol, undecanol, Hendecanol)11 átomos de carbonoC 11 H 24 O
Alcohol laurílico (dodecanol, 1-dodecanol)12 átomos de carbonoC 12 H 26 O
Alcohol tridecílico (1-tridecanol, tridecanol, isotridecanol)13 átomos de carbonoC 13 H 28 O
Alcohol miristílico (1-tetradecanol)14 átomos de carbonoC 14 H 30 O
Alcohol pentadecílico (1-pentadecanol, pentadecanol)15 átomos de carbonoC 15 H 32 O
Alcohol cetílico (1-hexadecanol)16 átomos de carbonoC 16 H 34 O
Alcohol palmitoleílico (cis-9-hexadecen-1-ol)16 átomos de carbonoinsaturadoC 16 H 32 O
Alcohol heptadecílico (1-n-heptadecanol, heptadecanol)17 átomos de carbonoC 17 H 36 O
Alcohol estearílico (1-octadecanol)18 átomos de carbonoC 18 H 38 O
Alcohol oleílico (1-octadecenol)18 átomos de carbonoinsaturadoC 18 H 36 O
Alcohol nonadecílico (1-nonadecanol)19 átomos de carbonoC 19 H 40 O
Alcohol araquidílico (1-eicosanol)20 átomos de carbonoC 20 H 42 O
Alcohol heneicosílico (1-heneicosanol)21 átomos de carbonoC 21 H 44 O
Alcohol behenílico (1-docosanol)22 átomos de carbonoC 22 H 46 O
Alcohol erucílico (cis-13-docosen-1-ol)22 átomos de carbonoinsaturadoC 22 H 44 O
Alcohol lignocerílico (1-tetracosanol)24 átomos de carbonoC 24 H 50 O
Alcohol cerílico (1-hexacosanol)26 átomos de carbonoC 26 H 54 O
1-heptacosanol27 átomos de carbonoC 27 H 56 O
Alcohol montaílico , alcohol cluytilico o 1-octacosanol28 átomos de carbonoC 28 H 58 O
1-Nonacosanol29 átomos de carbonoC 29 H 60 O
Alcohol miricílico , alcohol melisílico o 1-triacontanol30 átomos de carbonoC 30 H 62 O
1-Dotriacontanol (alcohol laccerílico)32 átomos de carbonoC 32 H 66 O
Alcohol geddílico (1-tetratriacontanol)34 átomos de carbonoC 34 H 70 O

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d Noweck, Klaus; Grafahrend, Wolfgang. "Alcoholes grasos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a10_277.pub2 .
  2. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " " Alcohol graso " ". doi : 10.1351 / goldbook.F02330
  3. ^ Mudge, Stephen; Meier-Augenstein, Wolfram; Eadsforth, Charles; DeLeo, Paul (2010). "¿Qué contribución hacen los alcoholes grasos detergentes a las descargas de aguas residuales y al medio marino?". Revista de Monitoreo Ambiental . 12 (10): 1846–1856. doi : 10.1039 / C0EM00079E . PMID 20820625 . 
  4. ^ Kreutzer, Udo R. (febrero de 1984). "Fabricación de alcoholes grasos a base de grasas y aceites naturales". Revista de la Sociedad Estadounidense de Químicos del Aceite . 61 (2): 343–348. doi : 10.1007 / BF02678792 . S2CID 84849226 . 
  5. ^ Diccionario de productos químicos industriales de Ashford (3ª ed.). 2011. págs. 6706–6711.[ Falta el ISBN ]
  6. ^ Hargrove, James L .; Greenspan, Phillip; Hartle, Diane K. (2004). "Importancia nutricional y metabolismo de los ácidos y alcoholes grasos de cadena muy larga de las ceras dietéticas". Exp. Biol. Med . 229 (3): 215–226. doi : 10.1177 / 153537020422900301 . PMID 14988513 . S2CID 38905297 .  
  7. ^ a b Veenstra, Gauke; Webb, Catherine; Sanderson, Hans; Belanger, Scott E .; Fisk, Peter; Nielson, Allen; Kasai, Yutaka; Dispuesto, Andreas; Dyer, Scott; Penney, David; Certa, Hans; Stanton, Kathleen; Sedlak, Richard (2009). "Evaluación de riesgos para la salud humana de los alcoholes de cadena larga". Ecotoxicología y seguridad ambiental . 72 (4): 1016–1030. doi : 10.1016 / j.ecoenv.2008.07.012 . PMID 19237197 . 
  8. ^ a b c d e Reino Unido / ICCA (2006). "Perfil de evaluación inicial de SIDS" . Base de datos de productos químicos existente de la OCDE .
  9. ^ a b Sanderson, Hans; Belanger, Scott E .; Fisk, Peter R .; Schäfers, Christoph; Veenstra, Gauke; Nielsen, Allen M .; Kasai, Yutaka; Dispuesto, Andreas; Dyer, Scott D .; Stanton, Kathleen; Sedlak, Richard (mayo de 2009). "Una descripción general de la evaluación de peligros y riesgos de la categoría química de alto volumen de producción de la OCDE: alcoholes de cadena larga [C 6- C 22 ] (LCOH)". Ecotoxicología y seguridad ambiental . 72 (4): 973–979. doi : 10.1016 / j.ecoenv.2008.10.006 . PMID 19038453 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • Cyberlipid. "Alcoholes grasos y aldehídos" . Archivado desde el original el 25 de junio de 2012 . Consultado el 6 de febrero de 2007 . Resumen general de alcoholes grasos, con referencias.
  • CONDEA. "Dr. Z presenta todo sobre alcoholes grasos" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 6 de febrero de 2007 .