El oxalato (IUPAC: etanodioato ) es el dianión con la fórmula C
2O2−
4, también escrito (COO)2−
2. Cualquiera de los dos nombres se usa a menudo para derivados, como sales de ácido oxálico , por ejemplo, oxalato de sodio Na 2 C 2 O 4 , o dimetil oxalato ((CH 3 ) 2 C 2 O 4 ). El oxalato también forma compuestos de coordinación donde a veces se abrevia como buey .
La estructura del anión oxalato. | |
Un modelo de bola y palo de oxalato | |
Nombres | |
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Nombres IUPAC | |
Nombre IUPAC sistemático etanodioato | |
Otros nombres | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
1905970 [12] [13] | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
2207 [14] | |
KEGG | |
PubChem CID | |
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Propiedades | |
C 2O2− 4[18] | |
Masa molar | 88.019 g · mol −1 [15] [16] |
Ácido conjugado | Hidrogenoxalato [17] |
Estructura | |
D 2h | |
Compuestos relacionados | |
Isoelectrónico relacionado | tetróxido de dinitrógeno |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Muchos iones metálicos forman precipitados insolubles con el oxalato, un ejemplo destacado es el oxalato de calcio , el componente principal del tipo más común de cálculos renales .
Relación con el ácido oxálico
La disociación de protones del ácido oxálico se produce de forma escalonada como para otros ácidos polipróticos . La pérdida de un solo protón da como resultado el anión hidrogenoxalato monovalente HC
2O-
4. Una sal con este anión a veces se denomina oxalato ácido , oxalato monobásico o oxalato de hidrógeno . La constante de equilibrio ( K a ) para la pérdida del primer protón es5,37 × 10 −2 (p K a = 1,27). La pérdida del segundo protón, que produce el ion oxalato, tiene una constante de equilibrio de5,25 × 10 −5 (p K a = 4,28). Estos valores implican que, en soluciones con pH neutro , no existe ácido oxálico y solo existen trazas de oxalato de hidrógeno. [19] La literatura a menudo no es clara sobre la distinción entre H 2 C 2 O 4 , HC
2O-
4y C
2O2−
4, y la colección de especies se conoce como ácido oxálico.
Estructura
La cristalografía de rayos X de sales de oxalato simples muestra que el anión oxalato puede adoptar una conformación plana con simetría molecular D 2h o una conformación en la que los diedros O – C – C – O se acercan a 90 ° con simetría D 2d aproximada . [20] Específicamente, el resto oxalato adopta la conformación plana D 2h en las estructuras de estado sólido de M 2 C 2 O 4 (M = Li, Na, K). [21] [22] Sin embargo, en la estructura de Cs 2 C 2 O 4 el ángulo diedro O – C – C – O es 81 (1) °. [23] [24] Por lo tanto, Cs 2 C 2 O 4 se aproxima más de cerca mediante una estructura de simetría D 2d porque los dos planos de CO 2 están escalonados. Se han caracterizado estructuralmente dos formas de Rb 2 C 2 O 4 mediante difracción de rayos X monocristalino; uno contiene un plano y el otro un oxalato escalonado.
Como los ejemplos anteriores indican que la conformación adoptada por el dianión oxalato depende del tamaño del metal alcalino al que está unido, algunos han explorado la barrera a la rotación alrededor del enlace C-C central. Se determinó computacionalmente que la barrera a la rotación alrededor de este enlace era aproximadamente de 2 a 6 kcal / mol para el dianión libre, C
2O2−
4. [25] [26] [27] Estos resultados son consistentes con la interpretación de que el enlace central carbono-carbono se considera mejor como un enlace sencillo con solo interacciones mínimas pi entre los dos CO-
2unidades. [20] Esta barrera a la rotación alrededor del enlace C-C (que formalmente corresponde a la diferencia de energía entre las formas planas y escalonadas) puede atribuirse a interacciones electrostáticas ya que la repulsión O-O desfavorable se maximiza en la forma plana.
Es importante destacar que el oxalato se encuentra a menudo como un ligando quelante bidentado, como en el ferrioxalato de potasio . Cuando el oxalato se quela a un solo centro metálico, siempre adopta la conformación plana.
Ocurrencia en la naturaleza
El oxalato se encuentra en muchas plantas, donde se sintetiza mediante la oxidación incompleta de los carbohidratos .
Las plantas ricas en oxalato incluyen gallina gorda ("cuartos de cordero"), acedera y varias especies de Oxalis . La raíz y / o las hojas del ruibarbo y el trigo sarraceno son ricas en ácido oxálico. [28] Otras plantas comestibles que contienen concentraciones significativas de oxalato incluyen, en orden decreciente, carambola ( carambola ), pimienta negra , perejil , semilla de amapola , amaranto , espinaca , acelga , remolacha , cacao , chocolate , la mayoría de las nueces , la mayoría de las bayas , palmas cola de pescado , espinaca de Nueva Zelanda ( Tetragonia tetragonioides ) y frijoles . [ cita requerida ] Las hojas de la planta del té ( Camellia sinensis ) contienen una de las mayores concentraciones medidas de ácido oxálico en relación con otras plantas. Sin embargo, la bebida derivada por infusión en agua caliente contiene típicamente solo cantidades bajas a moderadas de ácido oxálico debido a la pequeña masa de hojas que se usan para la elaboración de cerveza.
Alimentos comunes con alto contenido de oxalato [29] | ||
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Alimento | Servicio | Contenido de oxalato (mg) |
Hojas de remolacha cocidas | 1 ⁄ 2 taza (unidad) | 916 |
Verdolaga , hojas, cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 910 |
Ruibarbo , guisado, sin azúcar | 1 ⁄ 2 taza | 860 |
Espinaca cocida | 1 ⁄ 2 taza | 750 |
Remolacha , cocida | 1 ⁄ 2 taza | 675 |
Acelgas , suizas, hojas cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 660 |
Ruibarbo enlatado | 1 ⁄ 2 taza | 600 |
Espinaca congelada | 1 ⁄ 2 taza | 600 |
Remolacha en escabeche | 1 ⁄ 2 taza | 500 |
Poke verdes, cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 476 |
Escarola , cruda | 20 hojas largas | 273 |
Cacao seco | 1 ⁄ 3 taza | 254 |
Hojas de diente de león , cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 246 |
Okra , cocida | 8 a 9 vainas | 146 |
Batata , cocida | 1 ⁄ 2 taza | 141 |
Col rizada , cocida | 1 ⁄ 2 taza | 125 |
Cacahuetes , crudos | 1 ⁄ 3 taza ( 1+3 ⁄ 4 oz ) | 113 |
Hojas de nabo , cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 110 |
Chocolate , sin azúcar | 1 onza | 91 |
Chirivías , cortadas en cubitos, cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 81 |
Hojas de berza , cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 74 |
Nueces pecanas , mitades, crudas | 1 ⁄ 3 taza ( 1+1 ⁄ 4 oz) | 74 |
Té , hojas (infusión de 4 minutos) | 1 cucharadita rasa en 7 onzas líquidas de agua | 72 |
Germen de cereales tostado | 1 ⁄ 4 taza | 67 |
Grosellas | 1 ⁄ 2 taza | 66 |
Patata , Idaho blanca, horneada | 1 mediano | 64 |
Zanahorias cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 45 |
Manzana cruda con piel | 1 mediano | 41 |
Coles de Bruselas , cocidas | 6-8 medio | 37 |
Fresas , crudas | 1 ⁄ 2 taza | 35 |
Apio , crudo | 2 tallos | 34 |
Barra de chocolate con leche | 1 barra (1.02 oz) | 34 |
Frambuesas , negras, crudas | 1 ⁄ 2 taza | 33 |
Naranja , porción comestible | 1 mediano | 24 |
Judías verdes , cocidas | 1 ⁄ 2 taza | 23 |
Cebolletas , crudas, picadas | 1 cucharada | 19 |
Puerros , crudos | 1 ⁄ 2 mediano | 15 |
Moras , crudas | 1 ⁄ 2 taza | 13 |
Uvas Concord | 1 ⁄ 2 taza | 13 |
Arándanos , crudos | 1 ⁄ 2 taza | 11 |
Grosellas rojas | 1 ⁄ 2 taza | 11 |
Albaricoques , crudos | 2 medianos | 10 |
Frambuesas , rojas, crudas | 1 ⁄ 2 taza | 10 |
Brócoli cocido | 1 tallo grande | 6 |
Jugo de arándano | 1 ⁄ 2 taza (4 oz) | 6 |
Efectos fisiológicos
En el cuerpo, las cosechadoras de ácido oxálico con metálicos divalentes cationes como el calcio (Ca 2+ ) y de hierro (II) (Fe 2+ ) para formar cristales de los oxalatos correspondientes que a continuación se excretan en la orina en forma de cristales minuto. Estos oxalatos pueden formar cálculos renales más grandes que pueden obstruir los túbulos renales. Se estima que el 80% de los cálculos renales se forman a partir de oxalato de calcio. [30] A las personas con trastornos renales , gota , artritis reumatoide o ciertas formas de dolor vulvar crónico ( vulvodinia ) se les suele recomendar que eviten los alimentos con alto contenido de ácido oxálico [ cita requerida ] . Los métodos para reducir el contenido de oxalato en los alimentos son de interés actual. [31]
El oxalato de magnesio (Mg 2+ ) es 567 veces más soluble que el oxalato de calcio, por lo que es más probable que este último se precipite cuando los niveles de magnesio son bajos y los niveles de calcio y oxalato son altos. El oxalato de magnesio es un millón de veces más soluble que el oxalato de mercurio . La solubilidad del oxalato para los metales disminuye en el orden Mg> Ca> Cd > Zn> {Mn, Ni, Fe, Cu}> {As, Sb, Pb}> Hg. [ dudoso ]
El oxalato de hierro (II) altamente insoluble parece desempeñar un papel importante en la gota , en la nucleación y crecimiento del urato de sodio, por lo demás extremadamente soluble . Esto explica por qué la gota suele aparecer después de los 40 años, [32] cuando los niveles de ferritina en sangre superan 1 μg / L [ cita requerida ] . Las personas que padecen gota o están en riesgo de padecerla deben evitar los alimentos con alto contenido de oxalato [33] . [34]
El cadmio cataliza la transformación de la vitamina C en ácido oxálico. Esto puede ser un problema para las personas expuestas a altos niveles de cadmio en sus dietas, en el lugar de trabajo o por fumar .
En estudios con ratas, los suplementos de calcio administrados junto con alimentos ricos en ácido oxálico pueden hacer que el oxalato de calcio se precipite en el intestino y reduzca los niveles de oxalato absorbidos por el cuerpo (en un 97% en algunos casos). [35] [36]
El ácido oxálico también se puede producir mediante el metabolismo del etilenglicol ("anticongelante"), ácido glioxílico o ácido ascórbico ( vitamina C ). [37] [ dudoso ]
El oxalato en polvo se utiliza como pesticida en la apicultura para combatir el ácaro de las abejas .
Algunos hongos del género Aspergillus producen ácido oxálico. [38]
Alguna evidencia preliminar indica que la administración de probióticos puede afectar las tasas de excreción de ácido oxálico de manera positiva. [39]
Como ligando
El oxalato, la base conjugada del ácido oxálico, es un excelente ligando para los iones metálicos. Por lo general, se une como ligando bidentado formando un anillo MO 2 C 2 de 5 miembros . Un complejo ilustrativo es el ferrioxalato de potasio , K 3 [Fe (C 2 O 4 ) 3 ]. El fármaco oxaliplatino exhibe una mejor solubilidad en agua en comparación con los fármacos más antiguos basados en platino , evitando el efecto secundario limitante de la dosis de la nefrotoxicidad . El permanganato puede oxidar el ácido oxálico y los oxalatos en una reacción autocatalítica. Una de las principales aplicaciones del ácido oxálico es la eliminación de óxido, que surge porque el oxalato forma derivados solubles en agua con el ión férrico.
Exceso
Un nivel excesivo de oxalato en la sangre se denomina hiperoxalemia y los niveles altos de oxalato en la orina se denominan hiperoxaluria .
Adquirido
Aunque es inusual, el consumo de oxalatos (por ejemplo, el pastoreo de animales en plantas que contienen oxalato como Bassia hyssopifolia , o el consumo humano de acedera o, específicamente en cantidades excesivas, té negro ) puede resultar en enfermedad renal o incluso la muerte debido a envenenamiento por oxalato. El New England Journal of Medicine informó sobre nefropatía aguda por oxalato "casi con certeza debido al consumo excesivo de té helado" en un hombre de 56 años, que bebía "dieciséis vasos de 8 onzas de té helado al día" (aproximadamente 3,8 litros). Los autores del artículo plantearon la hipótesis de que la nefropatía aguda por oxalato es una causa infradiagnosticada de insuficiencia renal y sugirieron un examen completo de la historia dietética del paciente en casos de insuficiencia renal inexplicable sin proteinuria (un exceso de proteína en la orina) y con grandes cantidades de oxalato de calcio en sedimento de orina. [40] Oxalobacter formigenes en la flora intestinal puede ayudar a aliviar esto. [41]
Congénito
La hiperoxaluria primaria es una afección hereditaria poco común que produce un aumento de la excreción de oxalato, siendo comunes los cálculos de oxalato.
Ver también
- Oxalato de dimetilo - (CH 3 ) 2 C 2 O 4
- Oxalato de difenilo - (C 6 H 5 ) 2 C 2 O 4
- Ferrioxalato de potasio - K 3 [Fe (C 2 O 4 ) 3 ], un complejo de hierro con ligandos de oxalato
- Raphide
- Oxalato de sodio - Na 2 C 2 O 4
Referencias
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