Acide mandélique

Acide mandélique
Identification
Nom systématique	acide 2-phényl-2-hydroxyacétique
N^o CAS	90-64-2 (RS) 17199-29-0 L ou S(+) 611-71-2 D ou R(–)
N^o ECHA	100.001.825
N^o CE	202-007-6 241-240-8 D ou S(+)
Code ATC	B05CA06
PubChem	1292
SMILES	C1=CC=C(C=C1)C(C(=O)O)O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C8H8O3/c9-7(8(10)11)6-4-2-1-3-5-6/h1-5,7,9H,(H,10,11) InChIKey : IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N
Apparence	solide cristallin blanc, légère odeur aromatique[1]
Propriétés chimiques
Formule	C8H8O3  [Isomères]
Masse molaire[2]	152,147 3 ± 0,007 9 g/mol C 63,15 %, H 5,3 %, O 31,55 %,
pKa	3,40
Propriétés physiques
T° fusion	119 à 121 °C[1]
T° ébullition	255 à 340 °C (décomposition)[1]
Solubilité	139 g·l^-1 (eau, 20,2 °C)[1]
Masse volumique	1,31 g·cm^-3 (20 °C)[1]
Précautions
SGH[1]
Danger H318, P260, P280, P313 et P305+P351+P338 H318 : Provoque des lésions oculaires graves P260 : Ne pas respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P313 : Consulter un médecin. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
Transport[1]
non-soumis à réglementation
Écotoxicologie
LogP	0,62[1]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'acide mandélique ou acide phénylglycolique est un composé aromatique et un acide alpha-hydroxylé de formule C₆H₅CH(OH)COOH. Il se présente sous la forme d'un solide cristallin blanc soluble dans l'eau et les solvants organiques polaires. Chiral, il existe sous la forme de deux énantiomères R et S ; le mélange racémique est connu sous le nom d'« acide paramandélique ». L'acide mandélique est un précurseur utile dans la synthèse de nombreux composés pharmaceutiques.

Découverte et occurrences

L'acide mandélique a été découvert en 1831 par le pharmacien allemand Ferdinand Ludwig Winckler (1801–1868) en chauffant de l'amygdaline, un extrait de l'amande amère, avec de l'acide chlorhydrique dilué[3]. Son nom vient d'ailleurs de l'allemand « Mandel », « amande ». Des dérivés de l'acide mandélique sont formés par le métabolisme de l'adrénaline et de la noradrénaline via l'action de la monoamine oxydase et de la catéchol-O-mëthyl transférase.

L'acide mandélique est également le produit de la biodégradation du styrène, et peut être détecté dans l'urine[4].

Synthèse

L'acide mandélique est en général préparé par l'hydrolyse en milieu acide du mandélonitrile[5] qui est la cyanhydrine du benzaldéhyde. Le mandélonitrile peut être préparé par réaction entre le benzaldéhyde et le bisulfite de sodium ; l'adduit ainsi obtenu est mis à réagir avec le cyanure de sodium pour former le mandélonitrile qui est ensuite hydrolysé[6] :

L'acide mandélique peut aussi être préparé par hydrolyse en milieu basique de l'acide phénylchloroacétique et de la dibromacétophénone[7]. Il peut enfin être obtenu en chauffant du phénylglyoxal en milieu alcalin[8],[9].

Il a été montré qu'il est possible d'obtenir de façon biotechnologique l'acide 4-hydroxymandélique et l'acide mandélique à partir de glucose par une souche génétiquement modifiée de levure Saccharomyces cerevisiae. L'enzyme hydroxymandélate synthase, naturellement présente dans la bactérie Amycolatopsis, fut incorporée dans cette souche sauvage de levure partiellement altérée par un échange de séquence génétique[10].

Utilisations

L'acide mandélique a une longue histoire d'utilisation dans la communauté médicale comme antibactérien, en particulier dans le traitement des infections des voies urinaires[11]. Il a également été utilisé comme antibiotique oral et comme composant des peelings chimiques du visage, comme d'autres acides alpha-hydroxylés[12].

Les médicaments cyclandélate et homatropine sont des esters de l'acide mandélique.

L'acide (-)mandélique peut aussi servir à séparer des racémiques (« résolution de racémiques ») basiques. En réagissant avec ces bases, ils forme de diastéréoisomères aux propriétés physiques différentes, ce qui permet ensuite de les séparer.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Mandelic acid » (voir la liste des auteurs).

1. Entrée « Mandelic acid » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 29 mars 2020 (JavaScript nécessaire)
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. See:
   • Winckler, F. L. (1831) "Ueber die Zersetzung des Calomels durch Bittermandelwasser, und einige Beiträge zur genaueren Kenntniss der chemischen Zusammensetzung des Bittermandelwassers" (On the decomposition of calomel [i.e., mercury(I) chloride] by bitter almond water, and some contributions to a more precise knowledge of the chemical composition of bitter almond water), Repertorium für die Pharmacie, 37 : 388–418 ; mandelic acid is named on p. 415.
   • Winckler, F. L. (1831) "Ueber die chemische Zusammensetzung des Bittermandelwassers; als Fortsetzung der im 37sten Band S. 388 u.s.w. des Repertoriums enthaltenen Mittheilungen" [On the chemical composition of bitter almond water; as a continuation of the report contained in the 37th volume, pp. 388 ff. of the Repertorium], Repertorium für die Pharmacie, 38 : 169–196. On p. 193, Winckler describes the preparation of mandelic acid from bitter almond water and hydrochloric acid (Salzsäure).
   • (Editor) (1832) "Ueber einige Bestandtheile der Bittermandeln" (On some components of bitter almonds), Annalen der Chemie und Pharmacie, 4 : 242–247.
   • Winckler, F. L. (1836) "Ueber die Mandelsäure und einige Salze derselben" (On mandelic acid and some salts of the same), Annalen der Chemie und Pharmacie, 18 (3) : 310–319.
   • Hermann Schelenz, Geschichte der Pharmazie [The History of Pharmacy] (Berlin, German: Julius Springer, 1904), p. 675.
4. Engström K, Härkönen H, Kalliokoski P, Rantanen J. "Urinary mandelic acid concentration after occupational exposure to styrene and its use as a biological exposure test" Scand. J. Work Environ. Health. 1976, volume 2, pp. 21-6.
5. Edwin Ritzer and Rudolf Sundermann "Hydroxycarboxylic Acids, Aromatic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI  10.1002/14356007.a13_519
6. Corson, B. B.; Dodge, R. A.; Harris, S. A.; Yeaw, J. S., « Mandelic Acid », Org. Synth., vol. 6,‎ 1926, p. 58 (DOI 10.15227/orgsyn.006.0058)
7. J. G. Aston, J. D. Newkirk, D. M. Jenkins, and Julian Dorsky, Mandelic Acid, Org. Synth., coll. « vol. 3 », 1952, p. 538
8. H. von Pechmann, « Zur Spaltung der Isonitrosoverbindungen », Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, vol. 20, n^o 2,‎ 1887, p. 2904–2906 (DOI 10.1002/cber.188702002156, lire en ligne)
9. H. von Pechmann et Hermann Muller, « Ueber α-Ketoaldehyde », Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, vol. 22, n^o 2,‎ 1889, p. 2556–2561 (DOI 10.1002/cber.188902202145, lire en ligne)
10. Mara Reifenrath, Eckhard Boles: Engineering of hydroxymandelate synthases and the aromatic amino acid pathway enables de novo biosynthesis of mandelic and 4-hydroxymandelic acid with Saccharomyces cerevisiae. Metabolic Engineering 45, Januar 2018; S. 246-254. DOI 10.1016/j.ymben.2018.01.001.
11. Putten, P. L., « Mandelic acid and urinary tract infections », Antonie van Leeuwenhoek, vol. 45, n^o 4,‎ 1979, p. 622–623 (DOI 10.1007/BF00403669)
12. Taylor, MB., « Summary of mandelic acid for the improvement of skin conditions », Cosmetic Dermatology, vol. 21,‎ 1999, p. 26–28