Ácido Eicosanoico (506-30-9) Propriedades Físicas e Químicas
Ácido Eicosanoico
Ácido graxo saturado de cadeia linear com 20 carbonos, utilizado como bloco construtor hidrofóbico e modificador de superfície no desenvolvimento de formulações, padrões analíticos e pesquisa em materiais.
| Número CAS | 506-30-9 |
| Família | Ácidos graxos saturados de cadeia longa |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Grades Comuns | BP, EP, JP, Grau Reagente |
O ácido eicosanoico é um ácido graxo saturado de cadeia longa e linear (20 átomos de carbono) pertencente à classe dos ácidos graxos saturados. Estruturalmente, consiste em uma cadeia hidrocarbônica não ramificada terminada por um grupo carboxílico; a composição empírica é \(\ce{C20H40O2}\). A estrutura eletrônica é dominada por uma cauda hidrocarbonada altamente apolar e um único terminus polar carboxila; essa anfifilicidade molecular rege o comportamento de fase, a atividade interfacial e a química de ionização. O próton do carboxilo confere acidez fraca (química do ácido carboxílico) e a base conjugada (icosanoato/araquidato) forma sais e ésteres que alteram significativamente a solubilidade aquosa e as propriedades surfactantes.
As características físico-químicas refletem a longa cadeia alcila: alta lipofilicidade, baixa solubilidade em água, ponto de fusão substancial quando sólido cristalino em condições ambiente, e tendência a formar monocamadas ordenadas e fases cristalinas. A saturação (ausência de duplas ligações C=C) reduz a suscetibilidade à autooxidação relativa aos ácidos graxos insaturados, permitindo ainda as transformações habituais de ácidos graxos (esterificação, saponificação, formação de sais, β-oxidação enzimática em sistemas biológicos). Em contextos industriais o material é manipulado e fornecido predominantemente como ácido livre ou como sais/ésteres, sendo utilizado onde a hidrofobicidade da cadeia longa e um grupo funcional carboxila são requeridos.
Grades comerciais comuns reportadas para esta substância incluem: BP, EP, JP, Grau Reagente.
Atributos Moleculares
Peso Molecular e Composição
- Fórmula molecular: \(\ce{C20H40O2}\).
- Peso molecular: 312,5 (valor reportado).
- Massa exata/monoisotópica: 312,302830514.
- Contagem de átomos pesados: 22; carga formal: 0; complexidade: 226.
- Contagem de ligações de hidrogênio: doador = 1; receptor = 2.
- Contagem de ligações rotativas: 18; área polar superficial topológica (TPSA) = 37,3.
- Descrição física (experimental): reportado como "Sólido" ou "Flocos cristalinos brancos" em dados do fornecedor e referências; geração de conformadores para modelagem 3D é comumente desabilitada devido à elevada liberdade conformacional da longa cadeia alcila flexível.
- Identificadores espectrométricos e espectrais: seção transversal de colisão (DT, [M‑H]−) reportada como 184,8 \(\mathrm{\AA}^2\) (outros valores DT incluem 183,41, 186,36, 185,1, 185 e 185,9 \(\mathrm{\AA}^2\)); índice de retenção de Kovats em colunas apolares varia entre 2359–2380 (valores: 2359, 2366, 2380). Dados experimentais de RMN e EM estão disponíveis para confirmação estrutural: mudanças químicas representativas no ^1H RMN e padrões de fragmentação GC–MS mostram ressonâncias alifáticas de cadeia longa e íons fragmentários proeminentes (m/z 43, 57, 73).
- Comportamento de ionização em experimentos LC–ESI: modo de ionização medido = Positivo para um conjunto de dados, mas múltiplos relatórios LC–MS utilizam ionização negativa ESI com precursor \([M-H]^-\) em m/z 311,2956; eficiência de ionização logIE reportada = 1,25 em pH = 2,7 (com MeCN 80% e aditivo ácido fórmico nas condições instrumentais referenciadas).
Strings da estrutura química (identificadores canônicos):
- SMILES: CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)O
- InChI: InChI=1S/C20H40O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/h2-19H2,1H3,(H,21,22)
- InChIKey: VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N
LogP e Anfifilicidade
- XLogP3 calculado: 8,5 (reportado).
- LogP experimental reportado: 9,29 (reportado).
Interpretação e implicações: - Os valores muito altos de LogP refletem solubilidade aquosa extremamente baixa e forte partição em fases apolares ou matrizes lipídicas. Consequentemente, formulações e processos com o ácido livre requerem solventes orgânicos, dispersão como partículas sólidas ou conversão em derivados mais polares (sais, ésteres, glicolipídeos, surfactantes) para compatibilidade aquosa. - A anfifilicidade é fortemente direcionada pelo grupo cabeça: o único grupo carboxilato será ionizado em condições básicas para \(\ce{C20H39O2^-}\) (icosanoato/araquidato), aumentando dramaticamente a dispersibilidade em água e permitindo comportamento surfactante quando combinado com contraíons (e.g., araquidatos de sódio/potássio). Em meios aquosos neutros e ácidos, o material permanece predominantemente apolar e tende a cristalizar ou formar agregados hidrofóbicos. - A baixa TPSA (37,3) em relação ao tamanho molecular indica que a superfície polar está limitada ao grupo carboxila terminal, consistente com comportamento ativo na interface e formação de monocamadas.
Propriedades Bioquímicas
Biossíntese e Contexto Metabólico
O ácido eicosanoico ocorre naturalmente como componente minoritário em diversos óleos vegetais (fontes reportadas incluem óleo de amendoim e milho) e em alguns tecidos vegetais. É classificado como ácido graxo saturado C20 (AG 20:0) e participa de vias gerais de metabolismo lipídico. Nos organismos, pode ser incorporado em glicerídeos (triacilgliceróis, diacilgliceróis), ésteres de cera e lipídios de membrana, ou convertido em derivados acil-CoA para catabolismo.
Notas celulares e teciduais: - Localização tecidual reportada: placenta. - Localizações celulares citadas incluem citoplasma, espaço extracelular e compartimentos associados à membrana, consistente com funções como componente estrutural lipídico e intermediário metabólico.
Reatividade e Transformações
- Esterificação: o grupo carboxila sofre esterificação direta formando ésteres de ácidos graxos (metílicos, etílicos, glicerídeos) usados para derivatização, formulação ou incorporação em matrizes lipídicas.
- Saponificação e formação de sais: hidrólise alcalina produz o sal carboxilato correspondente (araquidato/icosanoato), que aumenta marcadamente a miscibilidade aquosa e pode atuar como surfactante.
- Oxidação: a autooxidação química é menos pronunciada que em ácidos graxos insaturados devido à saturação total; porém, reações de oxidação terminal e subterminal, bem como vias microbianas, podem ocorrer sob condições oxidativas fortes.
- Metabolismo enzimático: ativação via acil-CoA seguida por β-oxidação é a principal via enzimática para encurtamento da cadeia em sistemas biológicos; oxidação ω e α podem ocorrer em vias especializadas.
- Transformações físicas: cristalização e polimorfismo são importantes para o manuseio e formulação pois a longa cadeia alcila suporta fases sólidas ordenadas e altos pontos de fusão comparados a ácidos graxos mais curtos.
Estabilidade e Degradação
Vias de Degradação Química e Enzimática
- Estabilidade química: a cadeia alcila saturada confere resistência à autooxidação iniciada por peróxidos em comparação com análogos insaturados. A hidrólise de ésteres e a saponificação em condições alcalinas ocorrem prontamente para as formas esterificadas.
- Degradação ambiental e biológica: a biodegradação microbiana via β-oxidação é a principal via de remoção em sistemas biológicos e matrizes ambientais; as taxas de degradação dependem fortemente da biodisponibilidade (adsorção ao solo ou partículas reduz a taxa) e da forma de formulação (ácido livre vs. éster vs. sal).
- Estabilidade térmica: ponto de fusão elevado e ponto de ebulição alto (ver propriedades experimentais abaixo) indicam robustez térmica para muitas operações de processamento, mas a decomposição em temperaturas elevadas ou na presença de fortes agentes oxidantes é possível.
- Fotostabilidade: ácidos graxos saturados apresentam degradação fotquímica direta limitada comparada a lipídios conjugados ou poli-insaturados; processos fotquímicos indiretos mediados por fotosensibilizadores podem contribuir para a quebra em águas superficiais ou formulações expostas à luz.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número de registro CAS: 506-30-9
- Número CE: 208-031-3
- UNII: PQB8MJD4RB
- ChEBI: CHEBI:28822
- ChEMBL: CHEMBL1173381
- ID de substância DSSTox: DTXSID1060134
- HMDB: HMDB0002212
- KEGG: C06425
- ID LIPID MAPS: LMFA01010020
Strings da estrutura canônica:
- SMILES: CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)O
- InChI: InChI=1S/C20H40O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/h2-19H2,1H3,(H,21,22)
- InChIKey: VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N
Sinônimos e Nomenclatura Lipídica
Variantes de nomes e sinônimos reportados em listas de fornecedores e catálogos curados incluem (seleção): - ácido araquídico - ácido icosanoico - ÁCIDO ICOSANOICO - ácido araquico - ácido n-icosanoico - C20:0 - ácido graxo 20:0 - eicosanoato - n-eicosanoato - ácido elcosanoico - araquato
(Sinônimos adicionais fornecidos por depositantes e fornecedores existem em catálogos técnicos; a lista acima é um subconjunto representativo extraído de variantes de nomenclatura reportadas para a substância.)
Aplicações Industriais e Biológicas
Funções em Formulações ou Sistemas Biológicos
- Usos técnicos: empregado como intermediário ou aditivo de ácido graxo de cadeia longa em lubrificantes e aditivos para lubrificantes, adesivos e selantes, e como agente de acabamento ou amaciante. Sua cadeia hidrofóbica longa torna-o útil quando modificação de superfície ou aumento da hidrofobicidade são necessários.
- Cosméticos e cuidados pessoais: classificado como ingrediente emulsificante ou condicionador em formulações para cuidados pessoais; avaliação por comitês especialistas concluiu segurança para certos usos quando formulado para ser não irritante e não sensibilizante (aplicam-se qualificações específicas para uso).
- Materiais e usos especiais: utilizado na formação de filmes finos orgânicos e reportado na produção de sistemas de cristal líquido e outras aplicações onde são necessários monocamadas ordenadas de cadeia longa ou filmes cristalinos de ácidos graxos.
- Alimentos e ocorrência natural: presente como componente minoritário em vários óleos vegetais (amendoim, milho, etc.) e pode ser encontrado como lipídio natural traço em amostras biológicas e matrizes alimentares.
- Quando compatibilidade aquosa é requerida, a conversão em sais (saponificação) ou esterificação é a via padrão para produzir derivados utilizáveis; sais e ésteres apresentam perfis físicos e de aplicação distintos em relação ao ácido livre.
Se for necessária uma síntese concisa de aplicação para um uso incomum e nicho não listado acima, não há resumo adicional disponível no contexto atual dos dados; na prática, esta substância é escolhida com base em suas propriedades gerais descritas acima.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
- Resumos de classificação de perigo reportados para submissões industriais incluem irritação cutânea (H315), irritação ocular grave (H319) e possível irritação respiratória (H335). Declarações de perigo agregadas reportadas (com percentuais de ocorrência em notificações) incluem: H315, H319, H335.
- Códigos de precaução reportados incluem: P261, P264, P264+P265, P271, P280, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P319, P321, P332+P317, P337+P317, P362+P364, P403+P233, P405 e P501. Esses códigos refletem medidas comuns de gestão de risco, como evitar inalação de poeira, usar proteção para olhos/pele, controlar exposição e limpeza/descarte apropriados.
- Orientações gerais para manuseio de ácidos graxos de cadeia longa:
- Use equipamento de proteção pessoal adequado (luvas, proteção ocular, jaleco) para evitar contato com pele e olhos; evite inalar poeira ao manusear material em pó ou em flocos.
- Trabalhe em área bem ventilada; controle a geração e acumulação de poeira ao manusear sólidos.
- Armazene em recipiente fechado, em local fresco, seco e bem ventilado, longe de agentes oxidantes fortes e reagentes sensíveis à umidade; minimize exposição prolongada a temperaturas elevadas para evitar decomposição ou transformação.
- Em caso de derramamentos, contenha e recupere material quando possível, evite liberação em cursos d’água e siga os procedimentos de gestão de resíduos da instalação.
- Resumo toxicológico (contexto de classe): ácidos carboxílicos n-alquílicos exibem baixa toxicidade sistêmica aguda por via oral, dérmica e inalatória na maioria dos conjuntos de dados; são irritantes para pele e olhos em concentrações elevadas ou como poeiras mecânicas. Potencial de sensibilização é geralmente baixo para ácidos graxos saturados de cadeia longa.
- Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
Manuseio e Armazenamento de Materiais Lipídicos
- Forma física: flocos cristalinos sólidos à temperatura ambiente (ponto de fusão reportado abaixo), portanto considerações para manuseio a granel incluem controle de poeira e métodos de transferência mecânica apropriados para sólidos particulados.
- Condições de armazenamento: recomendado manter em recipientes bem fechados, em local fresco, seco e bem ventilado; proteger contra umidade e substâncias oxidantes fortes. Armazenamento prolongado do ácido livre pode levar à cristalização lenta ou mudanças polimórficas que podem afetar o fluxo em massa; aquecimento leve e agitação controlada são medidas padrão de remediação.
- Compatibilidade: compatível com solventes orgânicos comuns usados em formulação (alcanos, solventes clorados, certos ésteres); evitar oxidantes fortes e catalisadores metálicos reativos sem controles apropriados.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
