E236 (Acido formico) è una delle sostanze chimiche a più alto valore aggiunto, ha un ampio mercato e un'ampia gamma di applicazioni in tintoria, additivi alimentari, industrie farmaceutiche e cosmetiche.

L'acido formico è un acido debole prodotto da Clostridium acetobutylicum, un batterio della famiglia Clostridiaceae.

Il nome descrive la struttura della molecola:

• "Formic". Questo termine deriva dalla parola latina "formica", che significa formica. Il nome deriva dal fatto che l'acido formico fu isolato per la prima volta dalle formiche.
• "Acid" si riferisce alle sue proprietà acide, in quanto l'acido formico è un acido corrosivo e forte.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Ossidazione catalitica. Il metanolo (CH₃OH) viene ossidato utilizzando un catalizzatore, in genere un catalizzatore metallico come il platino (Pt) o il palladio (Pd). La reazione avviene in condizioni controllate, spesso con l'aggiunta di ossigeno (O₂) o aria.
• Formazione di intermedi. L'ossidazione del metanolo porta alla formazione di formaldeide (HCHO) come prodotto intermedio. Questa reazione è esotermica e avviene tipicamente a temperature elevate.
• Ulteriore ossidazione. La formaldeide prodotta nella fase precedente viene ulteriormente ossidata per formare acido formico (HCOOH). Questo processo di ossidazione richiede solitamente agenti ossidanti aggiuntivi, come l'ossigeno o altri agenti ossidanti come l'acido nitrico (HNO₃) o l'acido cromico (H₂CrO₄).
• Separazione e purificazione. Una volta formatosi, l'acido formico deve essere separato dalla miscela di reazione e purificato. Ciò avviene tipicamente attraverso tecniche come la distillazione o l'estrazione. La distillazione prevede il riscaldamento della miscela per vaporizzare l'acido formico, che viene poi condensato e raccolto come liquido puro.

Vale la pena di notare che esistono vie di sintesi alternative per l'acido formico, tra cui l'idrolisi del cianuro di idrogeno (HCN) o del biossido di carbonio (CO₂). Inoltre, l'acido formico può essere ottenuto anche da fonti naturali, come alcune piante e insetti che lo producono come meccanismo di difesa.

Le basse concentrazioni di acido formico sono ampiamente utilizzate come ingrediente principale degli antisettici. D'altra parte, l'acido formico ha dimostrato di essere un metabolita tossico del metanolo, è un solvente organico comunemente usato che è noto da tempo per essere una neurotossina umana selettiva (1).

Acido formico nel corpo umano.

I fibroblasti della pelle umana in coltura possono ossidare gli acidi grassi beta-metilici, come l'acido fitanico e l'acido 3-metilensadecanoico, in CO2 e prodotti idrosolubili. Questi ultimi vengono rilasciati in gran parte nel terreno di coltura. Il principale prodotto solubile in acqua formato da acido [1-14C] fitanico e [1-14C] 3-metilensadecanoico è [14C] acido formico. Poiché l'acido fitanico e gli acidi 3-metilensadecanoici contengono gruppi beta-metilici e teoricamente non possono essere degradati dalla beta-ossidazione, si ipotizza che l'acido formico sia formato da acidi grassi mediante alfa-ossidazione (2).

A cosa serve e dove si usa

Industrialmente si presenta in forma di liquido incolore trasparente.

Alimentazione

 Ingrediente inserito nella lista degli additivi alimentari europei come E236, conservante.

Acido formico nell'alimentazione animale.

Il trattamento del mangime somministrato alle galline ovaiole con acido formico allo 0,5% ha ridotto significativamente il tasso di isolamento delle salmonelle ed è stato associato a una riduzione dell'incidenza dell'infezione nei pulcini appena nati. Questi miglioramenti non sono stati sostenuti fino alla macellazione, tuttavia, dal momento che gli uccelli in crescita hanno acquistato salmonelle, probabilmente da mangimi che non erano trattati con acido. I dati indicano che il trattamento con acido formico dei cibi a base di pollo potrebbe avere importanti benefici per la salute pubblica (3).

Cosmetica

• Fragranza. Ha un ruolo decisivo e importante nella formulazione di prodotti cosmetici in quanto fornisce la possibilità di migliorare, mascherare o aggiungere profumo al prodotto finale aumentandone la commerciabilità.  Il consumatore si aspetta sempre di trovare un profumo gradevole o particolare in un prodotto cosmetico.
• Conservante. Qualsiasi prodotto contenente composti organici, inorganici, acqua, ha necessità di essere preservato dalla contaminazione microbica. I conservanti agiscono contro lo sviluppo dei microrganismi dannosi e contro l'ossidazione del prodotto.
• Regolatore di pH. Questo ingrediente tende a riportare il pH di una formulazione cosmetica, al valore ottimale. Il valore corretto del pH è determinante essenziale per la sintesi lipidica nello strato corneo. I valori medi del pH fisiologico del viso oscillano tra 5,67 e 5,76. La fibra capillare ha un pH di 3,67.

Sicurezza dell'Acido formico nei cosmetici.

L'acido formico funziona come ingrediente di fragranza, conservante e regolatore del pH nei prodotti cosmetici, mentre il formiato di sodio funziona come conservante. A causa delle sue proprietà acide, l'acido formico è un irritante dermico e oculare. Tuttavia, quando usato come regolatore del pH nelle formulazioni cosmetiche, l'acido formico sarà neutralizzato per produrre sali formati, ad esempio, il formiato di sodio, riducendo così al minimo i problemi di sicurezza. Acido formico e formiato di sodio sono stati usati a concentrazioni fino allo 0,2% e allo 0,34%, rispettivamente, con prodotti per la cura dei capelli che rappresentano le più alte concentrazioni di utilizzo di entrambi gli ingredienti. Le basse concentrazioni di utilizzo di questi ingredienti nei prodotti per il congedo e negli usi nei prodotti di risciacquo riducono al minimo le preoccupazioni relative all'irritazione cutanea / oculare o al potenziale di irritazione respiratoria. Il gruppo di esperti sul controllo degli ingredienti cosmetici ha concluso che l'acido formico e il formiato di sodio sono sicuri nelle attuali pratiche d'uso e concentrazione nei cosmetici, quando formulati per essere non irritanti (4).

Acido formico come agente ecologico

L' Acido formico è stato utilizzato per la riduzione del nitrato come riducente in presenza di catalizzatori Pd: Cu / gamma-allumina. È stata rilevata una quantità trascurabile di ammoniaca e non è stato rilevato alcun nitrito, probabilmente a causa dell'effetto tampone del bicarbonato che è in situ prodotto dalla decomposizione dell'acido formico e dovuto al rilascio prolungato del gas H2 (5).

• Formula molecolare   CH₂O₂ HCOOH
• Peso molecolare   46,03
• CAS   64-18-6
• UNII    0YIW783RG1
• EC Number   200-579-1
• DSSTox ID  DTXSID2024115
• IUPAC  formic acid
• InChl=1S/CH2O2/c2-1-3/h1H,(H,2,3)
• InChl Key      BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N
• SMILES  C(=O)O
• MDL number  MFCD00003297
• PubChem Substance ID    329799662
• ChEBI  30751
• Beilstein    1209246
• RTECS  LQ4900000
• JECFA   79
• NACRES  NA.21
• FEMA   2407   
• ICSC    0485
• Nikkaji        J1.402H
• NCI      C83719

Sinonimi:

• Bilorin
• Formira
• Add-F
• Amasil

Bibliografia_________________________________________________________________________

(1) Formic acid induces Yca1p-independent apoptosis-like cell death in the yeast Saccharomyces cerevisiae.
Du L, Su Y, Sun D, Zhu W, Wang J, Zhuang X, Zhou S, Lu Y.
FEMS Yeast Res. 2008 Jun;8(4):531-9. doi: 10.1111/j.1567-1364.2008.00375.x.

(2) Formic acid is a product of the alpha-oxidation of fatty acids by human skin fibroblasts: deficiency of formic acid production in peroxisome-deficient fibroblasts.
Poulos A, Sharp P, Singh H, Johnson DW, Carey WF, Easton C.
Biochem J. 1993 Jun 1;292 ( Pt 2):457-61.

(3) The vertical transmission of salmonellas and formic acid treatment of chicken feed. A possible strategy for control. Humphrey TJ, Lanning DG.  Epidemiol Infect. 1988 Feb;100(1):43-9.

(4) Safety Assessment of Formic Acid and Sodium Formate as Used in Cosmetics.
Johnson W Jr, Heldreth B, Bergfeld WF, Belsito DV, Hill RA, Klaassen CD, Liebler DC, Marks JG Jr, Shank RC, Slaga TJ, Snyder PW, Andersen FA.
Int J Toxicol. 2016 Nov;35(2 suppl):41S-54S. Review.

(5) Formic acid as an alternative reducing agent for the catalytic nitrate reduction in aqueous media.
Choi EK, Park KH, Lee HB, Cho M, Ahn S.
J Environ Sci (China). 2013 Aug 1;25(8):1696-702.