Глиоксаль

редактировать
Глиоксаль
Формула скелета глиоксаль Модель заполнения пространства глиокса
Имена
Предпочтительное название IUPAC Этандиал
Другие имена Глиоксаль. Оксальдегид. Оксалальдегид
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.003.160 Измените это в Викиданных
KEGG
PubChem CID
UNII
CompTox Панель управления (EPA )
InChI
УЛЫБКА
Свойства
Химическая формула C2H2O2
Молярная масса 58,036 г · моль
Плотность 1,27 г / см
Точка плавления 15 ° C (59 ° F; 288 K)
Точка кипения 51 ° C (124 ° F; 324 K)
Термохимия
Теплоемкость (C)1,044 Дж / (К · г)
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)NFPA 704 четырехцветный ромб 1 2 1
Температура вспышки −4 ° C (2 5 ° F; 269 ​​K)
самовоспламенение. температура 285 ° C (545 ° F; 558 K)
Родственные соединения
Родственные альдегиды ацетальдегид. гликолевый альдегид. пропандиаль. метилглиоксаль
Родственные соединенияглиоксиловая кислота. гликолевая кислота. щавелевая кислота. пировиноградная кислота. диацетил. ацетилацетон
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☑ Y (что такое ?)
Ссылки ink

Глиоксаль представляет собой органическое соединение с химической формулой OCHCHO. Это наименьший диальдегид (соединение с двумя альдегидными группами). Он представляет собой кристаллическое твердое вещество, белое при низких температурах и желтое около точки плавления (15 ° C). Жидкость желтого цвета, а пар зеленый.

Чистый глиоксаль обычно не встречается, поскольку он образует гидраты, которые олигомеризуются. Для многих целей эти гидратированные олигомеры ведут себя аналогично глиоксалю. Его производят в промышленных масштабах как предшественник многих продуктов.

Содержание
  • 1 Производство
    • 1.1 Лабораторные методы
  • 2 Свойства
  • 3 Биохимия
  • 4 Применения
  • 5 Виды в растворе
  • 6 Другие случаи
  • 7 Безопасность
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Производство

Глиоксаль был впервые получен и назван немецко-британским химиком Генрихом Дебусом (1824–1915) путем взаимодействия этанола с азотной кислотой.

Коммерческий глиоксаль получают либо газофазным окислением этиленгликоля в присутствие серебра или меди катализатора (процесс Лапорта) или жидкофазным окислением ацетальдегида с азотная кислота.

Первый коммерческий источник глиоксаля был в Ламот, Франция, начат в 1960 году. Самый крупный коммерческий источник - BASF в Людвигсхафене, Германия, около 60 000 тонн в год. Другие производственные площадки существуют также в США и Китае. Коммерческий массовый глиоксаль производится и описывается как раствор в воде с концентрацией 40%.

Лабораторные методы

Глиоксаль можно синтезировать в лаборатории путем окисления ацетальдегида с помощью селенистой кислоты.

Безводный глиоксаль получают путем нагревания твердого гидрата глиоксаля ( s) с пентоксидом фосфора и конденсацией паров в холодной ловушке.

Свойства

Экспериментально определенная константа закона Генри для глиоксаля составляет:

KH = 4,19 × 10 5 × exp ⁡ [6,22 × 10 4 кДж моль - 1 R × (1 Тл - 1 298 К)] М атм - 1. {\ displaystyle K _ {\ text {H}} = 4,19 \ times 10 ^ {5} \ times \ exp \ left [{\ frac {6.22 \ times 10 ^ {4} \, {\ text {kJ}} \, {\ text {mol}} ^ {- 1}} {R}} \ times \ left ({\ frac {1} {T}} - {\ frac {1} {298 \, {\ text {K}}) }} \ right) \ right] \, {\ text {M}} \, {\ text {atm}} ^ {- 1}.}{\ displaystyle K _ {\ текст {H}} = 4,19 \ times 10 ^ {5} \ times \ exp \ left [{\ frac {6.22 \ times 10 ^ {4} \, {\ text {kJ}} \, {\ text {mol} } ^ {- 1}} {R}} \ times \ left ({\ frac {1} {T}} - {\ frac {1} {298 \, {\ text {K}}}} \ right) \ справа] \, {\ text {M}} \, {\ text {atm}} ^ {- 1}.}
Биохимия
Гликация часто влечет за собой модификацию гуанидиновой группы остатки аргинина с глиоксалем (R = H), метилглиоксалем (R = Me) и 3-дезоксиглюкозоном, которые возникают в результате метаболизма продуктов с высоким содержанием углеводов. Модифицированные таким образом эти белки вносят вклад в осложнения диабета.

Конечные продукты повышенного гликирования (AGE) - это белки или липиды, которые становятся гликированными в результате диеты с высоким содержанием сахара. Они представляют собой биомаркеры, влияющие на старение и развитие или ухудшение многих дегенеративных заболеваний, таких как диабет, атеросклероз, хроническая болезнь почек. болезнь и болезнь Альцгеймера.

Области применения

мелованная бумага и отделка текстиля используют большие количества глиоксаля в качестве сшивающего агента для составы на основе крахмала. Он конденсируется с мочевиной с образованием 4,5-дигидрокси-2-имидазолидинона, который далее реагирует с формальдегидом с образованием бис (гидроксиметил) производного диметилол, этиленмочевины, который используется для химической обработки одежды, устойчивой к появлению морщин, то есть постоянной печати.

Глиоксаль используется в качестве солюбилизатора и сшивающего агента в химии полимеров.

Глиоксаль является ценным строительным блоком в органическом синтезе, особенно в синтезе гетероциклов, таких как имидазолы. Удобной формой реагента для использования в лаборатории является его бис (полуацеталь) с этиленгликолем, 1,4-диоксан-2,3-диолом. Это соединение имеется в продаже.

Растворы глиоксаля также могут использоваться в качестве фиксатора для гистологии, то есть метода сохранения клеток для исследования их под микроскопом.

Глиоксаль и его производные также используются в химическом исследовании структуры РНК, так как они реагируют со свободными гуанинами в РНК.

Виды в растворе
Гидратированный глиоксаль (вверху) и производные олигомеры, называемые димерами и тримерами. Средние и низшие частицы существуют в виде смесей изомеров.

Глиоксаль обычно поставляется в виде 40% водного раствора. Как и другие небольшие альдегиды, глиоксаль образует гидраты. Кроме того, гидраты конденсируются с образованием ряда олигомеров, структура некоторых из которых остается неопределенной. Для большинства приложений точная природа частиц в растворе не имеет значения. По крайней мере, один гидрат глиоксаля продается на рынке, дигидрат тримера глиоксаля: [(CHO) 2]3(H2O)2(CAS 4405-13-4). Доступны и другие эквиваленты глиоксаля, такие как полуацеталь этиленгликоля 1,4-диоксан-транс-2,3-диол (CAS 4845-50-5, т.пл. 91–95 ° C),

Предполагается, что при концентрациях менее 1 M глиоксаль существует преимущественно в виде мономера или его гидратов, то есть OCHCHO, OCHCH (OH) 2, или (HO) 2 CHCH (OH) 2. При концентрациях выше 1 М преобладают димеры. Эти димеры, вероятно, представляют собой диоксоланы с формулой [(HO) CH] 2O2CHCHO. Димеры и тримеры осаждаются в виде твердых веществ из холодных растворов.

Другие случаи

Глиоксаль был обнаружен как следовой газ в атмосфере, например как продукт окисления углеводородов. Тропосферные концентрации 0–200 ppt по объему, в загрязненных регионах до 1 ppb по объему.

Безопасность

LD50 (перорально, крысы) составляет 3300 мг / кг, что является очень высоким показателем.

Ссылки
  1. ^О'Нил, MJ (2001): The Merck Индекс, 13-е издание, стр. 803.
  2. ^ Маттиода, Жорж; Блан, Ален. «Глиоксаль». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a12_491.pub2.
  3. ^См.:
  4. ^Генри Энфилд Роско и Карл Шорлеммер, Трактат по химии, том 3 (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Д. Эпплтон и Ко., 1890), стр. 101 -102.
  5. ^Ronzio, AR; Waugh, TD (1944). «Глиоксаль-бисульфит». Органический синтез. 24: 61. ; Коллективный объем, 3, стр. 438
  6. ^Harries, C.; Temme, F. (1907). "Über monomolekulares und trimolekulares Glyoxal" [О мономолекулярном и тримоэкулярном глиоксале]. Berichte. 40(1): 165–172. doi : 10.1002 / cber.19070400124. Man erhitzt nun das Glyoxal-Phosphorpentoxyd-Gemisch mit freier Flamme und beobachtet bald, dass sich unter Schwarzfärbung des Kolbeninhalte ein flüchtiges grünes Gas bildet, welches sich in der gekühlten Vorlage zu schönen Krystallen von Gelber Farbe kondensiert. представляет собой смесь (сырого) глиоксаля и P 4O10с открытым пламенем, и вскоре после почернения содержимого наблюдается подвижный зеленый газ, который конденсируется в охлажденной колбе в виде красивых желтых кристаллов.]
  7. ^Ip, H.S.; Хуанг, X. H.; Ю., Дж. З. (2009). «Эффективные константы закона Генри для глиоксаля, глиоксиловой кислоты и гликолевой кислоты» (PDF). Geophys. Res. Lett. 36 (1): L01802. Bibcode : 2009GeoRL..36.1802I. doi : 10.1029 / 2008GL036212.
  8. ^Голдин, Элисон; Бекман, Джошуа А.; Шмидт, Энн Мари; Крегер, Марк А. (2006). «Американская кардиологическая ассоциация». Тираж. 114 (6): 597–605. doi : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.106.621854. PMID 16894049.
  9. ^Вистоли, G; Де Маддис, Д; Ципак, А; Жаркович, Н; Карини, М; Альдини, G (август 2013 г.). «Конечные продукты продвинутого гликоксидирования и липоксидации (AGE и ALE): обзор механизмов их образования» (PDF). Свободный Радич. Res. 47 : Дополнение 1: 3–27. DOI : 10.3109 / 10715762.2013.815348. PMID 23767955. S2CID 207517855.
  10. ^Snyder, H.R.; Handrick, R.G.; Брукс, Л. А. (1942). «Имидазол». Organic Syntheses. 22: 65. ; Collective Volume, 3, p. 471
  11. ^Mitchell, D; Ричи, L; Парк, H; Бабицке, П; Ассманн, S; Бевилаква, П. (2017). «Глиоксали как структурные зонды РНК in vivo пары гуаниновых оснований». РНК. 24 (1): 114–124. DOI : 10.1261 / rna.064014.117. PMC 5733565. PMID 29030489.
  12. ^Уиппл, Э. Б. (1970). «Структура глиоксаля в воде». Дж. Am. Chem. Soc. 92(24): 7183–7186. doi : 10.1021 / ja00727a027.
  13. ^Vrekoussis, M.; Wittrock, F.; Richter, A.; Берроуз, Дж. П. (2009). «Временная и пространственная изменчивость глиоксаля, наблюдаемая из космоса». Атмос. Chem. Phys. 9 (13): 4485–4504. doi : 10.5194 / acp-9-4485-2009.
  14. ^Волкамер, Райнер; и другие. (2007). «Отсутствующий сток для газофазного глиоксаля в Мехико: образование вторичного органического аэрозоля». Geophys. Res. Lett. 34 (19): 19. Bibcode : 2007GeoRL..3419807V. doi : 10.1029 / 2007gl030752.
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-21 11:27:57
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте