Historia y Descubrimiento

EDTA, también conocido como ácido etilendiaminotetraacético, se manifiesta como una sustancia cristalina incolora ampliamente empleada para la quelación de iones metálicos. Antes de adentrarnos en las complejidades del EDTA, es imperativo proporcionar una visión general sucinta de la quelación. El término "quelación" proviene de la palabra griega "chele" o "khele", que significa garra, una metáfora adecuada para transmitir la capacidad de ciertas sustancias para apoderarse de átomos o iones, formando complejos. La quelación se materializa cuando un ligando se une a un ion metálico, siendo el término "ligando" derivado de la palabra latina "ligare", que significa unir. Un ligando actúa como una base de Lewis, definida como un donante de pares de electrones. El agua a menudo sirve como una base de Lewis en soluciones acuosas, donando pares de electrones a iones metálicos, formando enlaces covalentes coordinados. Por ejemplo, la disolución de un compuesto Cu2+ en agua resulta en que cuatro moléculas de agua donen pares de electrones al cobre, constituyendo el ion complejo Cu(H2O)42+. En este contexto, el agua actúa como un ligando monodentado, teniendo un único sitio de unión.

El EDTA se destaca como un ligando polidentado prevalente. En su solución, la eliminación de átomos de hidrógeno lleva a la formación del anión EDTA4-. En su configuración aniónica, el EDTA presenta seis átomos de unión, que comprenden dos átomos de nitrógeno y cuatro átomos de oxígeno, como se ilustra en la Figura "Sitios de unión potenciales en EDTA.". El EDTA envuelve al ion metálico en los seis sitios de unión, creando un complejo altamente estable. El firme agarre del EDTA sobre el ion metálico se asemeja a la acción de un cangrejo o langosta que sujeta un objeto con su pinza, de ahí el término quelación. La eficacia del EDTA como agente quelante se deriva de su capacidad para desactivar un metal en hasta seis sitios (Figura "EDTA-4 quelando un metal, M.").

Ferdinand Münz, un químico alemán que trabajaba para I. G. Farben, pionero en la síntesis del EDTA a principios de la década de 1930. Buscando inicialmente un sustituto del ácido cítrico en soluciones de tintes para la industria textil, Münz patentó el proceso para la síntesis del EDTA en Alemania en 1935 y posteriormente solicitó patentes en Estados Unidos en 1936 y 1937 (Número de Patente de EE. UU. 2130505). Simultáneamente, en Estados Unidos, Frederick C. Bersworth utilizó diferentes métodos, obteniendo una mayor eficiencia de producción y haciendo que el EDTA fuera económicamente viable. La síntesis de Bersworth involucraba la reacción de formaldehído, aminas y cianuro de hidrógeno. Tanto Bersworth como Münz obtuvieron patentes para la producción de EDTA en la década de 1940 (Números de Patente de EE. UU. 2407645 y 2461519).

Aplicación

El EDTA está disponible comercialmente en formas de sal como EDTA de sodio o EDTA de calcio, encontrando aplicaciones tanto en entornos industriales como médicos como agente quelante. Su importancia se deriva del papel de los metales y compuestos metálicos como catalizadores en varias reacciones. Al quelar metales, el EDTA inhibe su actividad catalítica, mitigando así la degradación, oxidación y otras reacciones indeseables. Las industrias que emplean extensamente EDTA y agentes quelantes similares incluyen papel y pulpa, productos de limpieza, productos químicos, agricultura y tratamiento de agua. La industria del papel y la pulpa, en particular, depende en gran medida del EDTA para estabilizar blanqueadores mediante la sequestración de metales que catalizan la degradación del blanqueador. Esta capacidad se extiende a detergentes para la ropa y diversos productos de limpieza, donde el EDTA mejora la eficiencia del blanqueo y ablanda el agua dura al unir iones metálicos divalentes, como Ca2+ y Mg2+, responsables de la dureza del agua.

En aplicaciones de tratamiento de agua, el EDTA ayuda a ablandar el agua, previniendo la formación de escamas y la corrosión. Con baja toxicidad, el EDTA está autorizado para su uso en la industria alimentaria y de bebidas. Sirve para preservar el color, sabor y contenido de nutrientes, así como para extender la vida útil en varios productos alimenticios. Cuando se incorpora en bebidas, el EDTA preserva el color y estabiliza ingredientes como el ácido cítrico y los benzoatos. En la industria química, el EDTA maneja procesos catalíticos de metales durante reacciones, y en la agricultura, las sales de EDTA se utilizan para suministrar micronutrientes metálicos en fertilizantes.

Dentro del ámbito médico, el EDTA se ha utilizado desde la década de 1950 en la terapia de quelación, que implica la administración intravenosa de una solución de sal de calcio EDTA para eliminar toxinas metálicas del torrente sanguíneo. La FDA ha aprobado la terapia de quelación con EDTA durante más de cuatro décadas, principalmente para tratar la intoxicación por metales pesados. Esta terapia, realizada en múltiples sesiones, plantea preocupaciones sobre la depleción de nutrientes, lo que ha llevado a la inclusión de suplementos en las soluciones de quelación.

Aunque establecida para la intoxicación por metales pesados, la terapia de quelación ha generado controversia en la comunidad médica debido a sus aplicaciones variadas. A pesar de su uso alternativo para enfermedades cardíacas, aterosclerosis y cáncer, entre otras, importantes organizaciones de salud como la Asociación Americana del Corazón y la Sociedad Americana del Cáncer no la respaldan como tratamiento estándar, citando evidencia científica insuficiente. La investigación en curso, ejemplificada por un estudio del Instituto Nacional de Salud iniciado en 2003, tiene como objetivo evaluar la eficacia de la terapia de quelación con EDTA para personas con enfermedad de las arterias coronarias durante un período de cinco a?os.

Referencia

Richard L. Myers (2009). Los 100 Compuestos Químicos Más Importantes: Una Guía de Referencia. Greenwood Publishing Group. 1 de octubre de 2009. https://doi.org/10.1021/ed086p1182