Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC Оксоуксусная кислота | |
Систематическое название IUPAC Оксоэтановая кислота кислота | |
Другие названия Глиоксиловая кислота. 2-оксоуксусная кислота. Формилмуравьиная кислота | |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
3D-модель (JSmol ) | |
ChEBI | |
ChEMBL |
|
ChemSpider | |
DrugBank | |
ECHA InfoCard | 100.005.508 |
KEGG | |
PubChem CID | |
UNII | |
CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКА
| |
Свойства | |
Химическая формула | C2H2O3 |
Молярная масса | 74,035 г · моль |
Плотность | 1,384 г / мл |
Температура плавления | 80 ° C (176 ° F; 353 K) |
Точка кипения | 111 ° C (23 2 ° F; 384 K) |
Кислотность (pK a) | 3,18, 3,32 |
Родственные соединения | |
Другие анионы | глиоксилат |
Родственные карбоновые кислоты | муравьиная кислота. уксусная кислота. гликолевая кислота. щавелевая кислота. пропионовая кислота. пировиноградная кислота |
Родственные соединения | ацетальдегид. глиоксаль. гликолевый альдегид |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Y (что такое ?) | |
Ссылки на инфобокс | |
Глиоксиловая кислота или оксоуксусная кислота представляет собой органическое соединение. Вместе с уксусной кислотой, гликолевой кислотой и щавелевая кислота, глиоксиловая кислота является одной из C 2карбоновых кислот. Это бесцветное твердое вещество, которое встречается в природе и используется в промышленности.
Хотя структура глиоксиловой кислоты описана поскольку он имеет альдегидную функциональную группу, альдегид является лишь второстепенным компонентом формы, наиболее распространенной в некоторых ситуациях. Вместо этого он часто существует в виде гидрата или циклического димера. Например, в присутствии воды карбонил быстро превращается в геминальный диол (описываемый как «моногидрат»). константа равновесия (K) равна 300 для образования дигидроксиуксусной кислоты при комнатной температуре:
В растворе моногидрат находится в равновесии с димерной формой полуацеталя :
В отдельности альдегидная структура имеет в качестве основного конформера циклическую водородно-связанную структуру с альдегидным карбонилом в непосредственной близости от карбоксильной водородной группы:
Константа закона Генри глиоксиловой кислоты равна K H = 1,09 × 10 × exp [(40,0 × 10 / R) × (1 / T - 1/298)].
основание конъюгата глиоксиловой кислоты известно как глиоксилат и представляет собой форму, в которой соединение существует в растворе при нейтральном pH. Глиоксилат является побочным продуктом процесса амидирования при биосинтезе нескольких амидированных пептидов.
. По историческим данным, глиоксиловая кислота была получена из щавелевой кислоты электросинтетически : в органическом синтезе, катоды из диоксида свинца применялись для получения глиоксиловой кислоты из щавелевой кислоты в сернокислотном электролите.
Горячая азотная кислота может окислять глиоксаль в глиоксил; однако эта реакция очень экзотермична и склонна к неуправляемому нагреву. Кроме того, основным побочным продуктом является щавелевая кислота.
Также эффективен озонолиз малеиновой кислоты.
Глиоксилат является промежуточным звеном глиоксилатный цикл, который позволяет организмам, таким как бактерии, грибы и растения, преобразовывать жирные кислоты в углеводы. Глиоксилатный цикл также важен для индукции защитных механизмов растений в ответ на грибки. Глиоксилатный цикл инициируется активностью изоцитратлиазы, которая превращает изоцитрат в глиоксилат и сукцинат. Проводятся исследования, чтобы использовать этот путь для различных целей, таких как биосинтез сукцината.
Глиоксилат продуцируется двумя путями: через окисление гликолата в пероксисомах. или через катаболизм гидроксипролина в митохондриях. В пероксисомах глиоксилат превращается в глицин с помощью AGT1 или в оксалат с помощью гликолатоксидазы. В митохондриях глиоксилат превращается в глицин с помощью AGT2 или в гликолят с помощью гликолатредуктазы. Небольшое количество глиоксилата превращается в оксалат цитоплазматической лактатдегидрогеназой.
Метаболизм оксалата и глиоксилата в гепатоцитах. AGT1 и 2, аланин: глиоксилатаминотрансферазы 1 и 2; ГО, гликолатоксидаза; GR, глиоксилатредуктаза; HKGA, 4-гидрокси-2-кетоглутаратлиаза; ЛДГ, лактатдегидрогеназаПомимо того, что он является промежуточным звеном в пути глиоксилата, глиоксилат также является важным промежуточным продуктом в пути фотодыхания. Фотодыхание является результатом побочной реакции Rubisco с O 2 вместо CO 2. Хотя поначалу считалось пустой тратой энергии и ресурсов, было показано, что фотодыхание является важным методом регенерации углерода и CO 2, удаления токсичного фосфогликолата и запуска защитных механизмов. При фотодыхании глиоксилат превращается из гликолата в результате активности гликолатоксидазы в пероксисоме. Затем он превращается в глицин посредством параллельных действий SGAT и GGAT, который затем транспортируется в митохондрии. Также сообщалось, что комплекс пируватдегидрогеназы может играть роль в метаболизме гликолата и глиоксилата.
Базовый обзор фотодыхания у Arabidopsis. GGAT, глиоксилат: глутамат аминотрансфераза; GLYK, глицераткиназа; ГО, гликолатоксидаза; HPR, гидроксипируватредуктаза; PGLP, фосфогликолят фосфатаза; Рубиско, карбоксилаза / оксигеназа RuBP; SGAT, серин: глиоксилатаминотрансфераза; SHM, серингидроксиметилтрансферазаГлиоксилат считается потенциальным ранним маркером диабета типа II. Одним из ключевых условий патологии диабета является продукция конечных продуктов гликирования (AGE), вызванная гипергликемией. AGE могут привести к дальнейшим осложнениям диабета, таким как повреждение тканей и сердечно-сосудистые заболевания. Обычно они образуются из реакционноспособных альдегидов, таких как те, что присутствуют в восстанавливающих сахарах и альфа-оксоальдегидах. В исследовании было обнаружено, что уровни глиоксилата значительно повышены у пациентов, у которых позже был диагностирован диабет II типа. Повышенные уровни обнаруживались иногда за три года до постановки диагноза, что свидетельствует о потенциальной роли глиоксилата как раннего прогностического маркера.
Глиоксилат участвует в развитии гипероксалурии, ключевой причины нефролитиаза (обычно известного как камни в почках). Глиоксилат является как субстратом, так и индуктором транспортера сульфат-аниона-1 (sat-1), гена, ответственного за транспорт оксалата, что позволяет ему увеличивать экспрессию мРНК sat-1 и, как следствие, отток оксалата из клетки. Повышенное высвобождение оксалата способствует накоплению оксалата кальция в моче и, таким образом, возможному образованию камней в почках.
Нарушение метаболизма глиоксилата обеспечивает дополнительный механизм развития гипероксалурии. Мутации с потерей функции в гене HOGA1 приводят к потере 4-гидрокси-2-оксоглутарат альдолазы, фермента в пути гидроксипролина к глиоксилату. Глиоксилат, образующийся в результате этого пути, обычно откладывается, чтобы предотвратить окисление до оксалата в цитозоле. Однако нарушенный путь вызывает накопление 4-гидрокси-2-оксоглутарата, который также может транспортироваться в цитозоль и превращаться в глиоксилат через другую альдолазу. Эти молекулы глиоксилата могут быть окислены в оксалат, увеличивая его концентрацию и вызывая гипероксалурию.
Глиоксиловая кислота примерно в десять раз сильнее кислоты, чем уксусная кислота, с константа диссоциации кислоты 4,7 × 10 (pK a = 3,32):
С основание, глиоксиловая кислота диспропорционаты, образующие гидроксиуксусную кислоту и щавелевую кислоту :
Глиоксиловая кислота дает гетероциклы при конденсации с мочевиной и 1,2-диаминобензолом.
В общем, глиоксиловая кислота подвергается реакции электрофильного ароматического замещения с фенолами, универсальной стадии синтеза нескольких других соединений.
Непосредственным продуктом с фенолом является 4-гидроксиминдельная кислота. Этот вид реагирует с аммиаком с образованием гидроксифенилглицина, предшественника лекарственного средства амоксициллина. Восстановление 4-гидроксиминдальной кислоты дает 4-гидроксифенилуксусную кислоту, предшественник лекарственного средства атенолол.
Последовательность реакций, в которых глиоксиловая кислота взаимодействует с гваяколом фенольный компонент с последующим окислением и декарбоксилированием, обеспечивает путь к ванилину в качестве чистого процесса формилирования.
Глиоксиловая кислота является компонентом реакции Хопкинса – Коула, используемой для проверки наличия триптофана в белках.
Глиоксиловая кислота является одной из нескольких кетон- и альдегидсодержащих карбоновых кислот, которые вместе присутствуют в изобилии во вторичных органических аэрозолях. В присутствии воды и солнечного света глиоксиловая кислота может подвергаться фотохимическому окислению. Может происходить несколько различных путей реакции, приводящих к различным другим карбоновым кислотам и альдегидным продуктам.
Соединение не очень токсично с LD50 для крыс 2500 мг / кг.