Acid glioxilic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 2 octombrie 2017; verificările necesită 15 modificări .
Acid glioxilic
General

Nume sistematic		 Acid oxoetanoic
Nume tradiționale Acid glioxilic, acid glioxalic
Chim. formulă C2H2O3 _ _ _ _ _
Proprietăți fizice
Stat lichid incolor
Masă molară 74,04 g/mol g/ mol
Densitate 1,34 g/cm 3 (pentru soluție apoasă 50%)
Proprietati termice
Temperatura
 •  topirea 80 °C [1]
 •  fierbere 111 °C °C
Clasificare
Reg. numar CAS 298-12-4
PubChem 760
Reg. numărul EINECS 206-058-5
ZÂMBETE   C(=O)C(=O)O
InChI   1/C2H2O3/c3-1-2(4)5/h1H,(H,4,5)HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYAU
CHEBI 16891
ChemSpider 740
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Acidul glioxilic ( glioxalic, oxoetanoic )  este o substanță organică, care este un acid α-aldehidă. Împreună cu acizii acetic , glicolic și oxalic , aparține grupului de acizi carboxilici C2 (cu doi atomi de carbon) . Acidul glioxilic este un compus bifuncțional și, în plus față de gruparea carboxil, conține o grupare carbonil în poziția α, de aceea este clasificat ca un oxo acid (a nu se confunda cu hidroxi sau hidroxiacizi ).

Structură și proprietăți fizice

Este imposibil să izolați acidul glioxilic în forma sa pură; numai monohidratul său poate fi obținut . Prin urmare, acestui acid îi este atribuită și formula acidului dihidroxiacetic CH(OH) 2 - COOH. Spectroscopia RMN arată că în soluțiile acide apoase se stabilește un echilibru între forma diolului și hemiacetalului [4] :

La pH neutru, acidul glioxilic există într-o soluție apoasă într-o formă disociată . Baza conjugată a acidului glioxilic se numește anion glioxilat.

Valoarea constantei Henry pentru acidul glioxilic este cunoscută [5]

Obținerea

Metoda industrială de producere a acidului glioxilic se bazează pe reacția de oxidare a glioxalului cu acid azotic 65% fierbinte (40-90 ° C) . Principalul produs secundar în această reacție este acidul oxalic, care este separat prin cristalizare la temperatură joasă. Glioxalul poate fi, de asemenea, oxidat la acid glioxilic la anod prin electroliza soluției în prezența clorurilor. Oxidarea catalitică a etilenei sau acetaldehidei are o selectivitate scăzută și, prin urmare, nu este utilizată în producția industrială de acid glioxilic.

Teoretic, este posibil să se obțină acid glioxilic prin oxidarea acrilonitrilului cu permanganat de potasiu în mediu acid (KMnO4 + H2SO4), dar metoda nu a fost dovedită.

Electroreducerea parțială a acidului oxalic la catod dă un randament de reacție destul de bun (85%), cu toate acestea, este asociată cu dificultăți tehnice din cauza pasivării electrodului plumb. Această metodă de obținere a acidului glioxilic a fost propusă în 1904 de chimistul elvețian Julius Tafel [6] [7] :

Ozonoliza acidului maleic [4] poate fi numită o metodă eficientă de obținere a .

Acidul glioxilic poate fi obţinut şi prin hidratarea acizilor dicloroacetic şi dibromacetic [8] .

Proprietăți chimice și utilizări

Ca și alți acizi α-aldehide și α-cetoacizi, acidul glioxilic este mai puternic decât acetic și propionic . Acest lucru se datorează efectului de stabilizare al grupării carbonil asupra anionilor acizilor α-aldo- și α-ceto [9] . Valoarea constantei de disociere pentru acidul glioxilic: 4,7 × 10 −4 (pK a = 3,33):

(HO ) 2CHCOOH ( HO ) 2CHCO2- + H +

Când este încălzit și reacționat cu alcalii fierbinți, acidul glioxilic este disproporționat pentru a forma acizi glicolic și oxalic sau sărurile corespunzătoare:

Acidul glioxilic este ușor oxidat de acidul azotic pentru a forma acid oxalic.

Acidul glioxilic prezintă unele dintre proprietățile tipice ale aldehidelor . În special, acidul glioxalic formează compuși heterociclici în reacțiile de adiție nucleofile cu uree , cu 1,2-diaminobenzen.

Acidul glioxilic este caracterizat printr-o varietate de reacții de condensare cu fenoli , care sunt utilizați în sinteza organică.

Utilizare în sinteza organică

Reacția de condensare cu fenol produce acid 4-hidroximandelic. Reducerea acidului 4-hidroximandelic face posibilă obținerea acidului 4-hidroxifenilacetic, care este un precursor important în sinteza multor medicamente (de exemplu, în sinteza atenololului ).

La reacția cu guaiacol , se formează acid vanililmandelic , a cărui decarboxilare oxidativă face posibilă obținerea vanilinei („metoda ligninei”) [4] [10] [11] .

Acidul glioxilic este componenta inițială în sinteza chelatorului de ioni Fe 3+ EHPG (N,N-etilenbis[2-(2-hidroxifenil)glicină]) [4] . Complexul de EHPG și fier feric este considerat ca un potențial agent de contrast în imagistica prin rezonanță magnetică [12] [13] .

Acidul glioxilic este, de asemenea, utilizat pentru sinteza 4-hidroxifenilglicinei, care este un intermediar în prepararea semi-sintetică a amoxicilinei .

Reacția Hopkins-Call la triptofan

Acidul glioxilic este unul dintre componentele reactivului Hopkins-Cole (Hopkins, Cole). Acest reactiv este utilizat în biochimie pentru detectarea reziduurilor de triptofan în proteine ​​[14] [15] [16] .

Locația și rolul în natură

Acidul glioxilic se găsește în fructele necoapte și scade pe măsură ce fructul se coace [8] .

Acidul glioxilic este o componentă a multor căi metabolice în organismele vii. Glioxilatul este un intermediar al ciclului glioxilatului care permite multor organisme vii, cum ar fi bacteriile [17] , ciupercile și plantele [18], să transforme acizii grași în carbohidrați . În plus, în celulele vegetale, glioxilatul se formează în peroxizomi ca urmare a oxidării glicolatului în timpul fotorespirației (ciclul glicolatului).

Toxicologie

DL50 orală pentru șobolani este de 2500 mg/kg. Nu a fost găsit niciun efect mutagen [4] .

Note

  1. ↑ Merck Index , Ediția a 11-a, 4394
  2. ↑ Disociation Constants Of Organic Acids and Bases (600 de compuși), http://zirchrom.com/organic.htm Arhivat la 27 iulie 2014 la Wayback Machine .
  3. ↑ Datele pKa Compilate de R. Williams,アーカイブされたコピー. Consultat la 2 iunie 2010. Arhivat din original pe 2 iunie 2010. .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Georges Mattioda și Yani Christidis „Glyoxylic Acid” Enciclopedia de chimie industrială a lui Ullmann, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a12_495
  5. ↑ Ip, H. S. Simon; Huang, XH Hilda; Yu, Jian Zhen. Constantele eficiente ale legii lui Henry ale glioxalului, acidului glioxilic și acidului glicolic  //  Geophysical Research Letters : jurnal. — Vol. 36 , nr. 1 . - doi : 10.1029/2008GL036212 .
  6. ↑ Tafel, Julius; și Friedrichs, Gustav. Elektrolytische Reduction von Carbonsäuren und Carbonsäureestern in schwefelsauer Lösung  (germană)  // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : magazin. - 1904. - Bd. 37 , nr. 3 . - S. 3187-3191 . - doi : 10.1002/cber.190403703116 .
  7. ↑ Cohen, Julius. Practică Chimie Organică Ed. II  (neopr.) . — Londra: Macmillan and Co. Limitată, 1920. - S. 102-104.
  8. ↑ 1 2 Grandberg I.I. Chimie organică: manual. pentru stud. universități - M.: Drofa, 2004. - 672 p. ISBN 5-7107-8771-X
  9. ↑ Traven V.F. Chimie organică: un manual pentru universități: în 2 volume - M .: ICC „Akademkniga”, 2008. - ISBN 978-5-94628-318-2
  10. ↑ Fatiadi, Alexandru; și Schaffer, Robert. [ http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/78A/jresv78An3p411_A1b.pdf O procedură îmbunătățită pentru sinteza acidului DL-4-hidroxi-3-metoximandelic (DL-"Vanilyl"-mandelic Acid, VMA)]  ( engleză)  // Jurnalul de Cercetare al Biroului Național de Standarde - A. Fizică și Chimie: jurnal. - 1974. - Vol. 78A , nr. 3 . - P. 411-412 . doi : 10.6028 /jres.078A.024 .
  11. ↑ Kamlet, Jonas; și Mathieson, Olin. Fabricarea vanillinei și a omologilor săi Brevetul SUA 2.640.083  . — Oficiul de brevete al SUA, 1953.
  12. ↑ Kuźnik N., Jewuła P., Oczek L., Kozłowicz S., Grucela A., Domagała W. EHPG iron(III) complexs as potential contrast contrast agents for RMN  (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 și Fe(III)-5-Br-EHPG ca agenți de contrast în RMN: un studiu pe animale  //  J Formos Med Assoc: jurnal. - 1993. - Vol. 92 . - P. 359-366 . — PMID 8104585 .
  14. ↑ R.A. Joshi. Banca de întrebări de biochimie  (neopr.) . - New Age International, 2006. - P. 64. - ISBN 978-81-224-1736-4 .
  15. ↑ Debajyoti Das. Biochimie  (neopr.) . - Editura Academică, 1980. - P. 56. - ISBN 978-93-80599-17-5 .
  16. ↑ P.M. Swamy. Manual de laborator de biotehnologie  (neopr.) . - Publicaţii Rastogi, 2008. - P. 90. - ISBN 978-81-7133-918-1 .
  17. ↑ Holms WH Controlul fluxului prin ciclul acidului citric și bypass-ul glioxilat în Escherichia coli  //  Biochem Soc Symp. : jurnal. - 1987. - Vol. 54 . - P. 17-31 . — PMID 3332993 .
  18. ↑ Escher CL, Widmer F. Mobilizarea lipidelor și gluconeogeneza în plante: activitățile enzimelor din ciclul glioxilatului constituie un ciclu real? O ipoteză  (engleză)  // Biol Chem. : jurnal. - 1997. - Vol. 378 , nr. 8 . - P. 803-813 . — PMID 9377475 .

Link -uri