Glyoxylsyra

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 2 oktober 2017; kontroller kräver 15 redigeringar .
Glyoxylsyra
Allmän
Systematiskt
namn		 Oxoetansyra
Traditionella namn Glyoxylsyra, Glyoxalsyra
Chem. formel C2H2O3 _ _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
stat färglös vätska
Molar massa 74,04 g/mol g/ mol
Densitet 1,34 g/cm 3 (för 50 % vattenlösning)
Termiska egenskaper
Temperatur
 •  smältning 80 °C [1]
 •  kokande 111 °C °C
Klassificering
Reg. CAS-nummer 298-12-4
PubChem 760
Reg. EINECS-nummer 206-058-5
LEDER   C(=O)C(=O)O
InChI   1/C2H2O3/c3-1-2(4)5/h1H,(H,4,5)HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYAU
CHEBI 16891
ChemSpider 740
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Glyoxylsyra ( glyoxalsyra, oxoetansyra ) är  ett organiskt ämne, som är en α-aldehydsyra. Tillsammans med ättiksyra , glykolsyra och oxalsyra tillhör den gruppen C 2 (tvåkols) karboxylsyror . Glyoxylsyra är en bifunktionell förening och innehåller, förutom karboxylgruppen, en karbonylgrupp i α-positionen, därför klassificeras den som en oxosyra (ej att förväxla med hydroxi eller hydroxisyror ).

Struktur och fysikaliska egenskaper

Det är omöjligt att isolera glyoxylsyra i sin rena form, endast dess monohydrat kan erhållas . Därför tilldelas denna syra även formeln dihydroxiättiksyra CH(OH) 2 - COOH. NMR-spektroskopi visar att i vattenhaltiga syralösningar upprättas en jämvikt mellan formen av diol och hemiacetal [4] :

Vid neutralt pH finns glyoxylsyra i en vattenlösning i dissocierad form. Den konjugerade basen av glyoxylsyra kallas glyoxylatanjonen.

Värdet på Henry-konstanten för glyoxylsyra är känt [5]

Får

Den industriella metoden för framställning av glyoxylsyra är baserad på oxidationsreaktionen av glyoxal med 65 % varm (40-90 ° C) salpetersyra . Den huvudsakliga biprodukten i denna reaktion är oxalsyra, som separeras genom lågtemperaturkristallisation. Glyoxal kan också oxideras till glyoxylsyra vid anoden genom elektrolys av lösningen i närvaro av klorider. Den katalytiska oxidationen av eten eller acetaldehyd har låg selektivitet och används därför inte vid industriell framställning av glyoxylsyra.

Teoretiskt är det möjligt att erhålla glyoxylsyra genom oxidation av akrylnitril med kaliumpermanganat i ett surt medium (KMnO4 + H2SO4), men metoden har inte bevisats.

Partiell elektroreduktion av oxalsyra vid katoden ger ett ganska bra reaktionsutbyte (85%), dock är det förenat med tekniska svårigheter på grund av passiveringen av blyelektroden. Denna metod för att erhålla glyoxylsyra föreslogs 1904 av den schweiziska kemisten Julius Tafel [6] [7] :

Ozonolys av maleinsyra [4] kan namnges som en effektiv metod för att erhålla .

Glyoxylsyra kan också erhållas genom hydratisering av diklorättiksyra och dibromättiksyror [8] .

Kemiska egenskaper och användningar

Liksom andra α-aldehyd- och α-ketosyror är glyoxylsyra starkare än ättiksyra och propionsyra . Detta beror på den stabiliserande effekten av karbonylgruppen på anjonerna av α-aldo- och α-ketosyror [9] . Värdet på dissociationskonstanten för glyoxylsyra: 4,7 × 10 −4 (pK a = 3,33):

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

När den upphettas och reageras med heta alkalier, disproportioneras glyoxylsyra för att bilda glykol- och oxalsyror eller motsvarande salter:

Glyoxylsyra oxideras lätt av salpetersyra för att bilda oxalsyra.

Glyoxylsyra uppvisar några av de typiska egenskaperna hos aldehyder . I synnerhet bildar glyoxalsyra heterocykliska föreningar i nukleofila additionsreaktioner med urea , med 1,2-diaminobensen.

Glyoxylsyra kännetecknas av en mängd olika kondensationsreaktioner med fenoler , som används i organisk syntes.

Användning i organisk syntes

Kondensationsreaktionen med fenol ger 4-hydroximandelsyra. Reduktionen av 4-hydroximandelsyra gör det möjligt att erhålla 4-hydroxifenylättiksyra, som är en viktig prekursor i syntesen av många läkemedel (till exempel vid syntesen av atenolol ).

När den reageras med guaiakol bildas vanillylmandelsyra , vars oxidativa dekarboxylering gör det möjligt att erhålla vanillin ("ligninmetoden") [4] [10] [11] .

Glyoxylsyra är den initiala komponenten i syntesen av Fe 3+ jonkelatorn EHPG (N,N-etylenbis[2-(2-hydroxifenyl)glycin]) [4] . Komplexet av EHPG och ferrijärn anses vara ett potentiellt kontrastmedel vid magnetisk resonanstomografi [12] [13] .

Glyoxylsyra används också för syntes av 4-hydroxifenylglycin, som är en mellanprodukt i den semisyntetiska beredningen av amoxicillin .

Hopkins-Call-reaktionen på tryptofan

Glyoxylsyra är en av komponenterna i Hopkins-Cole-reagenset (Hopkins, Cole). Detta reagens används inom biokemi för detektion av tryptofanrester i proteiner [14] [15] [16] .

Plats och roll i naturen

Glyoxylsyra finns i omogna frukter och minskar när frukten mognar [8] .

Glyoxylsyra är en komponent i många metabola vägar i levande organismer. Glyoxylat är en mellanprodukt i glyoxylatcykeln som gör att många levande organismer som bakterier [17] , svampar och växter [18] kan omvandla fettsyror till kolhydrater . Dessutom, i växtceller, bildas glyoxylat i peroxisomer som ett resultat av glykolatoxidation under fotorespiration ( glykolatcykeln ).

Toxikologi

Den orala LD50 för råttor är 2500 mg/kg. Ingen mutagen effekt hittades [4] .

Anteckningar

  1. ↑ Merck Index , 11:e upplagan, 4394
  2. ↑ Dissociationskonstanter av organiska syror och baser (600 föreningar), http://zirchrom.com/organic.htm Arkiverad 27 juli 2014 på Wayback Machine .
  3. ↑ pKa Data sammanställd av R. Williams,アーカイブされたコピー. Hämtad 2 juni 2010. Arkiverad från originalet 2 juni 2010. .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Georges Mattioda och Yani Christidis "Glyoxylic Acid" Ullmanns 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. Effektiva Henrys lagkonstanter för glyoxal, glyoxylsyra och glykolsyra  //  Geophysical Research Letters : journal. — Vol. 36 , nr. 1 . - doi : 10.1029/2008GL036212 .
  6. ↑ Tafel, Julius; och Friedrichs, Gustav. Elektrolytisk reduktion av Carbonsäuren och Carbonsäureestern i schwefelsauer Lösung  (tyska)  // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : affär. - 1904. - Bd. 37 , nr. 3 . - S. 3187-3191 . - doi : 10.1002/cber.190403703116 .
  7. ↑ Cohen, Julius. Praktisk organisk kemi 2nd Ed  (neopr.) . — London: Macmillan och Co. Limited, 1920. - S. 102-104.
  8. ↑ 1 2 Grandberg I.I. Organisk kemi: Lärobok. för stud. universitet - M.: Drofa, 2004. - 672 sid. ISBN 5-7107-8771-X
  9. ↑ Traven V.F. Organisk kemi: en lärobok för universitet: i 2 volymer - M .: ICC "Akademkniga", 2008. - ISBN 978-5-94628-318-2
  10. ↑ Fatiadi, Alexander; och Schaffer, Robert. [ http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/78A/jresv78An3p411_A1b.pdf En förbättrad procedur för syntes av DL-4-hydroxi-3-metoximandelic Acid (DL-"Vanillyl"-mandelsyra, VMA)]  ( Engelska)  // Journal of Research of the National Bureau of Standards - A. Physics and Chemistry: tidskrift. - 1974. - Vol. 78A , nr. 3 . - s. 411-412 . doi : 10.6028 /jres.078A.024 .
  11. ↑ Kamlet, Jonas; och Mathieson, Olin. Tillverkning av vanillin och dess homologer US Patent 2,640,083  . — US Patent Office, 1953.
  12. ↑ Kuźnik N., Jewuła P., Oczek L., Kozłowicz S., Grucela A., Domagała W. EHPG-järn(III)-komplex som potentiella kontrastmedel för MRT  (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 och Fe(III)-5-Br-EHPG som kontrastmedel i MRI: en djurstudie  //  J Formos Med Assoc : journal. - 1993. - Vol. 92 . - s. 359-366 . — PMID 8104585 .
  14. ↑ R.A. Joshi. Fråga Bank of Biochemistry  (neopr.) . - New Age International, 2006. - S. 64. - ISBN 978-81-224-1736-4 .
  15. ↑ Debajyoti Das. Biokemi  (neopr.) . - Akademiska förlag, 1980. - S. 56. - ISBN 978-93-80599-17-5 .
  16. ↑ P.M. Swamy. Laboratoriehandbok om bioteknik  (neopr.) . - Rastogi Publications, 2008. - P. 90. - ISBN 978-81-7133-918-1 .
  17. ↑ Holms WH Kontroll av flöde genom citronsyracykeln och glyoxylatbypasset i Escherichia coli  //  Biochem Soc Symp. : journal. - 1987. - Vol. 54 . - S. 17-31 . — PMID 3332993 .
  18. ↑ Escher CL, Widmer F. Lipidmobilisering och glukoneogenes i växter: utgör enzymaktiviteter i glyoxylatcykeln en verklig cykel? En hypotes  (engelska)  // Biol Chem. : journal. - 1997. - Vol. 378 , nr. 8 . - s. 803-813 . — PMID 9377475 .

Länkar