Glioxilsav

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2017. október 2-án áttekintett verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .
Glioxilsav
Tábornok
Szisztematikus
név		 Oxoetánsav
Hagyományos nevek Glioxilsav, glioxálsav
Chem. képlet C2H2O3 _ _ _ _ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot színtelen folyadék
Moláris tömeg 74,04 g/mol g/ mol
Sűrűség 1,34 g/cm 3 (50%-os vizes oldathoz)
Termikus tulajdonságok
Hőfok
 •  olvadás 80 °C [1]
 •  forralás 111 °C °C
Osztályozás
Reg. CAS szám 298-12-4
PubChem 760
Reg. EINECS szám 206-058-5
MOSOLYOK   C(=O)C(=O)O
InChI   1/C2H2O3/c3-1-2(4)5/h1H,(H,4,5)HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYAU
CHEBI 16891
ChemSpider 740
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A glioxilsav ( glioxálsav , oxoetánsav )  szerves anyag, amely egy α-aldehid sav . Az ecetsavval , glikolsavval és oxálsavval együtt a C 2 (két szénatomos) karbonsavak csoportjába tartozik . A glioxilsav egy bifunkciós vegyület, és a karboxilcsoporton kívül α-helyzetben karbonilcsoportot is tartalmaz , ezért oxosavaknak minősül (nem tévesztendő össze hidroxi- vagy hidroxisavakkal ).

Szerkezet és fizikai tulajdonságok

A glioxilsavat tiszta formában nem lehet izolálni, csak monohidrátja nyerhető . Ezért ehhez a savhoz a dihidroxi-ecetsav CH(OH) 2 -COOH képletet is hozzárendeljük. Az NMR spektroszkópia azt mutatja, hogy vizes savoldatokban egyensúly jön létre a diol és a hemiacetál alakja között [4] :

Semleges pH-n a glioxilsav vizes oldatban disszociált formában létezik. A glioxilsav konjugált bázisát glioxilát anionnak nevezik.

A glioxilsav Henry-állandójának értéke ismert [5]

Getting

A glioxilsav előállításának ipari módszere a glioxál 65%-os forró (40-90 °C) salétromsavval történő oxidációs reakcióján alapul . A reakció fő mellékterméke az oxálsav, amelyet alacsony hőmérsékletű kristályosítással választanak el. A glioxál az anódnál glioxilsavvá is oxidálható az oldat elektrolízisével , kloridok jelenlétében. Az etilén vagy acetaldehid katalitikus oxidációja alacsony szelektivitással rendelkezik, ezért nem használják a glioxilsav ipari előállításában.

Elméletileg lehetséges a glioxilsav előállítása akrilnitril kálium-permanganáttal savas közegben (KMnO4 + H2SO4) történő oxidációjával, de a módszer nem bizonyított.

Az oxálsav részleges elektroredukciója a katódon meglehetősen jó reakcióhozamot ad (85%), azonban az ólomelektród passziválása miatt technikai nehézségekkel jár . A glioxilsav előállításának ezt a módszerét Julius Tafel svájci kémikus javasolta 1904-ben [6] [7] :

A maleinsav ozonolízise [4] a kinyerésének hatékony módszereként nevezhető .

A glioxilsavat diklór -ecetsav és dibróm -ecetsav hidratálásával is előállíthatjuk [8] .

Kémiai tulajdonságok és felhasználások

A többi α-aldehidhez és α-ketosavhoz hasonlóan a glioxilsav erősebb, mint az ecetsav és a propionsav . Ez annak köszönhető, hogy a karbonilcsoport stabilizálja az α-aldo- és α-ketosavak anionjait [9] . A glioxilsav disszociációs állandójának értéke : 4,7 × 10 -4 (pKa = 3,33):

(HO) 2 CHCOOH (HO) 2 CHCO 2 - + H +

Hevítéskor és forró lúgokkal reagálva a glioxilsav aránytalanná válik, és glikolsav és oxálsav vagy megfelelő sók keletkeznek:

A glioxilsavat salétromsav könnyen oxidálja oxálsavvá.

A glioxilsav az aldehidekre jellemző néhány jellemző tulajdonsággal rendelkezik . Különösen a glioxálsav képez heterociklusos vegyületeket karbamiddal és 1,2-diamino-benzollal végzett nukleofil addíciós reakciókban.

A glioxilsavat számos fenolokkal való kondenzációs reakció jellemzi , amelyeket a szerves szintézisben használnak.

Használata a szerves szintézisben

A fenollal történő kondenzációs reakció során 4-hidroxi-mandulasav keletkezik. A 4-hidroxi-mandulasav redukciója lehetővé teszi 4-hidroxi-fenil-ecetsav előállítását, amely számos gyógyszer szintézisének fontos prekurzora (például az atenolol szintézisében ).

Guajakollal reagálva vanillil-mandulasav képződik , amelynek oxidatív dekarboxilezése lehetővé teszi vanillin előállítását ("lignin módszer") [4] [10] [11] .

A glioxilsav a Fe 3+ ion kelátképző EHPG (N,N-etilén-bisz[2-(2-hidroxifenil)glicin]) [4] szintézisének kezdeti komponense . Az EHPG és a vas-komplex potenciális kontrasztanyagnak számít a mágneses rezonancia képalkotásban [12] [13] .

A glioxilsavat a 4-hidroxi-fenil-glicin szintézisére is használják, amely az amoxicillin félszintetikus előállításának köztiterméke .

A Hopkins-Call reakció triptofánra

A glioxilsav a Hopkins-Cole reagens (Hopkins, Cole) egyik összetevője. Ezt a reagenst a biokémiában használják triptofán -maradékok kimutatására fehérjékben [14] [15] [16] .

Helyszín és szerep a természetben

A glioxilsav az éretlen gyümölcsökben található, és a gyümölcs érésével csökken [8] .

A glioxilsav az élő szervezetekben számos anyagcsere-útvonal összetevője. A glioxilát a glioxilát ciklus közbenső terméke, amely lehetővé teszi számos élő szervezet, például baktériumok [17] , gombák és növények [18] számára , hogy zsírsavakat szénhidrátokká alakítsanak . Ráadásul a növényi sejtekben a fotorespiráció (glikolát ciklus) során végbemenő glikolátoxidáció eredményeként glioxilát képződik a peroxiszómákban .

Toxikológia

Az orális LD50 patkányoknál 2500 mg/kg. Mutagén hatást nem találtak [4] .

Jegyzetek

  1. ↑ Merck Index , 11. kiadás, 4394
  2. ↑ Szerves savak és bázisok disszociációs állandói (600 vegyület), http://zirchrom.com/organic.htm Archivált 2014. július 27-én a Wayback Machine -nél .
  3. ↑ pKa adatok Összeállította: R. Williams,アーカイブされたコピー. Letöltve: 2010. június 2. Archiválva az eredetiből: 2010. június 2. .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Georges Mattioda és Yani Christidis „Glyoxylic Acid” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a12_495
  5. ↑ Ip, H. S. Simon; Huang, XH Hilda; Yu, Jian Zhen. A glioxál, a glioxilsav és a glikolsav hatékony Henry-törvény-állandói  //  Geophysical Research Letters : folyóirat. — Vol. 36 , sz. 1 . - doi : 10.1029/2008GL036212 .
  6. ↑ Tafel, Julius; és Friedrichs, Gustav. Elektrolytische Reduction von Carbonsäuren und Carbonsäureestern in schwefelsauer Lösung  (német)  // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : bolt. - 1904. - Bd. 37 , sz. 3 . - S. 3187-3191 . - doi : 10.1002/cber.190403703116 .
  7. ↑ Cohen, Julius. Gyakorlati szerves kémia 2. kiadás  (újpr.) . – London: Macmillan and Co. Korlátozott, 1920. - S. 102-104.
  8. ↑ 1 2 Grandberg I.I. Szerves kémia: Tankönyv. méneshez. egyetemek - M.: Drofa, 2004. - 672 p. ISBN 5-7107-8771-X
  9. ↑ Traven V.F. Szerves kémia: tankönyv egyetemek számára: 2 kötetben - M .: ICC "Akademkniga", 2008. - ISBN 978-5-94628-318-2
  10. ↑ Fatiadi, Sándor; és Schaffer, Robert. [ http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/78A/jresv78An3p411_A1b.pdf Továbbfejlesztett eljárás a DL-4-hidroxi-3-metoximandulasav (DL-"vanillil"-VMA-mandulasav) A szintézisére  ] angol)  // Journal of Research of the National Bureau of Standards - A. Physics and Chemistry: folyóirat. - 1974. - 1. évf. 78A , sz. 3 . - P. 411-412 . doi : 10.6028 /jres.078A.024 .
  11. ↑ Kamlet, Jonas; és Mathieson, Olin. Vanillin és homológjainak gyártása 2 640 083 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom  . – Amerikai Szabadalmi Hivatal, 1953.
  12. ↑ Kuźnik N., Jewuła P., Oczek L., Kozłowicz S., Grucela A., Domagała W. EHPG vas(III) komplexek, mint potenciális kontrasztanyagok az MRI-hez  (neopr.)  // Acta Chim Slov.. - 2014 - T. 61 . - S. 87-93 . — PMID 24664331 .
  13. ↑ Liu GC, Wang YM, Jaw TS, Chen HM, Sheu RS. Fe(III)-EHPG és Fe(III)-5-Br-EHPG kontrasztanyagként MRI-ben: állatkísérlet  //  J Formos Med Assoc : folyóirat. - 1993. - 1. évf. 92 . - P. 359-366 . — PMID 8104585 .
  14. ↑ R.A. Joshi. Kérdés Bank of Biochemistry  (neopr.) . - New Age International, 2006. - P. 64. - ISBN 978-81-224-1736-4 .
  15. ↑ Debajyoti Das. Biokémia  (neopr.) . - Academic Publishers, 1980. - P. 56. - ISBN 978-93-80599-17-5 .
  16. ↑ P.M. Swamy. Laboratóriumi kézikönyv a biotechnológiáról  (neopr.) . - Rastogi Publications, 2008. - P. 90. - ISBN 978-81-7133-918-1 .
  17. ↑ Holms WH A citromsavcikluson és a glioxilát bypasson keresztüli fluxus szabályozása Escherichia coliban  //  Biochem Soc Symp. : folyóirat. - 1987. - 1. évf. 54 . - P. 17-31 . — PMID 3332993 .
  18. ↑ Escher CL, Widmer F. Lipidmobilizáció és glükoneogenezis növényekben: a glioxilát ciklus enzimaktivitásai valódi ciklust alkotnak? Egy hipotézis  (angol)  // Biol Chem. : folyóirat. - 1997. - 1. évf. 378. sz . 8 . - P. 803-813 . — PMID 9377475 .

Linkek