Diidroxiacetona: estrutura, propriedades, produção, usos - Ciência - 2023

Contente

o dihidroxiacetona é um sacarídeo ou açúcar que consiste na cetose mais simples de todas, e cuja fórmula molecular é C₃H₆OU₃. É, portanto, um isômero estrutural do gliceraldeído e pode ser considerado uma versão oxidada da glicerina. Seu nome é abreviado com as letras DHA, tanto em inglês como em espanhol, também conhecido pelos nomes 1,3-dihidroxiacetona, glicerona ou 1,3-dihidroxi-2-propanona.

Ao contrário de outros açúcares, o DHA carece de carbonos assimétricos, por isso não tem uma configuração D ou L e não tem atividade óptica; isto é, ele não pode desviar a luz polarizada. O que ele tem em comum com os açúcares, sendo uma cetose, é um sabor doce característico e ótima solubilidade em água.

Na imagem acima, temos a fórmula estrutural da diidroxiacetona. O grupo central C = O é a razão pela qual o DHA é uma cetose.

O DHA é capaz de reagir com os grupos amínicos das queratinas que compõem a superfície mais externa da pele, denominados estrato córneo, produzindo pigmentos com tons alaranjados que acabam dando a aparência de um bronzeado natural. É por isso que o DHA é usado como ingrediente ativo em produtos de bronzeamento artificial.

Estrutura

Na imagem superior temos a estrutura de uma molécula de DHA representada com um modelo de esferas e barras. Como pode ser visto, as esferas vermelhas correspondem aos átomos de oxigênio. Sua geometria é quase plana, uma vez que os grupos OH e H se projetam ligeiramente do plano formado pelos três átomos de carbono e o átomo de oxigênio carbonil.

A molécula de DHA é bastante polar. Os grupos C = O e C-OH deixam um lado com alta densidade de elétrons, enquanto seu esqueleto de carbono é deficiente em elétrons.

Suas interações intermoleculares são, portanto, baseadas em forças dipolo-dipolo, especialmente aquelas do tipo ligação de hidrogênio. Tudo isso contribui para que o DHA exista como um sólido cristalino em condições normais.

Propriedades da dihidroxiacetona

Aparência física

Sólido cristalino incolor com odor e sabor adocicado característicos. É altamente higroscópico, por isso absorve a umidade do ambiente.

Massa molar

90,078 g / mol

Ponto de fusão

89 a 91 ° C Este valor impreciso se deve ao fato de que nem todas as moléculas de DHA estão no estado explicado, mas a grande maioria delas forma dímeros.

Ponto de ebulição

Indeterminado, pois se decompõe.

Solubilidade

É muito solúvel em água, tendo uma solubilidade aproximada de 930 kg / L a 25 ºC. Isso se deve ao seu caráter altamente polar e à capacidade da água de hidratá-lo, formando ligações de hidrogênio com qualquer um dos três átomos de oxigênio em sua molécula. No entanto, ele se dissolve lentamente em uma mistura 1:15 de água e etanol.

Hidrólise e dissolução

No estado sólido, o DHA tende a existir como dímero, que ao entrar em contato com a água sofre uma reação de hidrólise que acaba dando origem às moléculas individuais ou monômeros de DHA. A transformação seria a mostrada abaixo:

Como o DHA em sua forma monomérica é muito higroscópico, como seca rapidamente e absorve umidade, ele retorna para estabelecer o dímero com seu anel de dioxano.

Coleção e síntese

Naturalmente, o DHA pode ser obtido extraindo-o da cana-de-açúcar ou da beterraba sacarina.

Por outro lado, na hora de sintetizá-la ou produzi-la, existem várias alternativas, todas baseadas na reação de oxidação da glicerina. Um deles é oxidar glicerina ou glicerol com peróxido de hidrogênio usando sais ferrosos como catalisadores. Em outra reação, a glicerina é oxidada com ar, oxigênio ou benzoquinona, mas usando catalisadores de paládio especiais.

Também temos o método comercial de produção de DHA, no qual a glicerina é oxidada por bactérias de ácido acético em um processo de fermentação.

Durante a síntese do DHA, o gliceraldeído, seu isômero estrutural, também é produzido.

Riscos

Os riscos em torno do DHA não são totalmente claros. Na forma de fosfato, o fosfato de diidroxiacetona é um produto da glicólise e um intermediário no metabolismo da frutose, uma vez que a enzima triosafosfato isomerase o transforma em D-gliceraldeído 3-fosfato. Porém, uma dose excessiva de DHA, segundo estudos médicos, pode alterar negativamente todo esse mecanismo, podendo até causar a morte celular.

É por isso que o DHA é considerado perigoso se for ingerido ou, principalmente, inalado. Além disso, há estudos que confirmam que suas aplicações tópicas aumentam a concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), que atacam as células da pele causando o envelhecimento e o aparecimento de rugas.

Esta reação colateral é ainda mais pronunciada quando a pele impregnada com DHA é exposta aos raios ultravioleta do sol, aumentando assim os riscos de danos à pele.

Os especialistas, portanto, recomendam não usar DHA ao ar livre imediatamente após a aplicação de loções bronzeadoras na pele.

Para reduzir esse risco, as loções contêm aditivos como óleos vegetais e antioxidantes, além de microcápsulas que liberam DHA gradativamente.

Usos da diidroxiacetona

Diidroxiacetona é sinônimo de cosméticos, pois é o ingrediente ativo de muitos produtos bronzeadores, sejam eles cremes, sprays, máscaras, loções, etc. Ao aplicar esses bronzeadores na pele, ocorre a reação de Maillard, responsável por fazê-la adquirir uma coloração mais alaranjada, sem a necessidade de ir à praia ou se expor a longas horas ao sol da manhã.

No início, por volta de 1960, o bronzeado era exageradamente alaranjado, a tal ponto que durante décadas o grande público rejeitou esse tipo de bronzeador. Porém, desde então as formulações foram se aprimorando, para que os bronzeados fiquem mais naturais, radiantes e agradáveis aos olhos, ao mesmo tempo que garantem menores riscos após o uso.

Diversas marcas, incluindo Coco Channel, reduziram as concentrações de DHA a no máximo 20%, adicionando também eritrulose, outro açúcar que também reage com as proteínas da pele, e componentes que neutralizam os efeitos dos raios UV. Também buscaram prolongar a durabilidade do bronzeado após sua aplicação.

Hoje em dia, novos bronzeadores estão surgindo cada vez mais no mercado, que continuarão a crescer até que estudos médicos atestem que o bronzeamento não compensa os possíveis riscos da aplicação tópica de DHA, que se acredita ser capaz de ser absorvido nas camadas mais profundas da pele.

Referências

Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Química orgânica. (10^º edição.). Wiley Plus.
Carey F. (2008). Quimica Organica. (Sexta edição). Mc Graw Hill.
Morrison e Boyd. (1987). Quimica Organica. (Quinta edição). Addison-Wesley Iberoamericana.
Ciriminna, R., Fidalgo, A., Ilharco, L. M., & Pagliaro, M. (2018). Diidroxiacetona: uma visão atualizada de um bioproduto importante.ChemistryOpen, 7(3), 233-236. doi.org/10.1002/open.201700201
Wikipedia. (2020). Diidroxiacetona. Recuperado de: en.wikipedia.org
Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Diidroxiacetona. Resumo do composto PubChem para CID 670. Obtido em: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Mary Gallagher. (2018). Exposição à diidroxiacetona em bronzeadores sem sol. Compreendendo os riscos. Associação de Enfermeiros de Dermatologia. DOI: 10.1097 / JDN.0000000000000366