Ácido glioxílico
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|---|---|---|---|
| | |||
| General | |||
Nombre sistemático |
ácido oxoetanoico | ||
| nombres tradicionales | Ácido glioxílico, ácido glioxálico | ||
| química fórmula | C2H2O3 _ _ _ _ _ | ||
| Propiedades físicas | |||
| Estado | líquido incoloro | ||
| Masa molar | 74,04 g/mol g/ mol | ||
| Densidad | 1,34 g/cm 3 (para solución acuosa al 50 %) | ||
| Propiedades termales | |||
| La temperatura | |||
| • fusión | 80°C [1] | ||
| • hirviendo | 111 °C °C | ||
| Clasificación | |||
| registro número CAS | 298-12-4 | ||
| PubChem | 760 | ||
| registro Número EINECS | 206-058-5 | ||
| SONRISAS | C(=O)C(=O)O | ||
| InChI | 1/C2H2O3/c3-1-2(4)5/h1H,(H,4,5)HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYAU | ||
| CHEBI | 16891 | ||
| ChemSpider | 740 | ||
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
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El ácido glioxílico ( glioxálico, oxoetanoico ) es una sustancia orgánica, que es un ácido α-aldehído. Junto con los ácidos acético , glicólico y oxálico , pertenece al grupo de los ácidos carboxílicos C 2 (de dos carbonos) . El ácido glioxílico es un compuesto bifuncional y, además del grupo carboxilo, contiene un grupo carbonilo en la posición α, por lo que se clasifica como un oxoácido (que no debe confundirse con hidroxi o hidroxiácidos ).
Estructura y propiedades físicas
Es imposible aislar el ácido glioxílico en su forma pura, solo se puede obtener su monohidrato . Por lo tanto, a este ácido también se le asigna la fórmula ácido dihidroxiacético CH(OH) 2 -COOH. La espectroscopia de RMN muestra que en soluciones ácidas acuosas se establece un equilibrio entre la forma de diol y hemiacetal [4] :
![{\displaystyle {\ce {2CH(HO)2-COOH <=> O[(HO)CH-COOH]2{+}H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/af7ad02a4d960433307a4aef58367440ca43a5ee)
A pH neutro, el ácido glioxílico existe en una solución acuosa en forma disociada . La base conjugada del ácido glioxílico se llama anión glioxilato.
Se conoce el valor de la constante de Henry para el ácido glioxílico [5]
![{\displaystyle K_{H}=1,09\times 10^{4}\times \exp[(40,0\times 10^{3}/R)\times (1/T-1/298)]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3b877b00a51f022e292a5054ebe2bf9dc553c440)
Conseguir
El método industrial para producir ácido glioxílico se basa en la reacción de oxidación del glioxal con ácido nítrico caliente (40-90 °C) al 65 % . El principal subproducto de esta reacción es el ácido oxálico, que se separa por cristalización a baja temperatura. El glioxal también se puede oxidar a ácido glioxílico en el ánodo por electrólisis de la solución en presencia de cloruros. La oxidación catalítica de etileno o acetaldehído tiene una baja selectividad y, por lo tanto, no se utiliza en la producción industrial de ácido glioxílico.
Teóricamente, es posible obtener ácido glioxílico por oxidación de acrilonitrilo con permanganato de potasio en medio ácido (KMnO4 + H2SO4), pero el método no ha sido probado.
La electrorreducción parcial de ácido oxálico en el cátodo da un rendimiento de reacción bastante bueno (85%), sin embargo, está asociado con dificultades técnicas debido a la pasivación del electrodo de plomo. Este método de obtención de ácido glioxílico fue propuesto en 1904 por el químico suizo Julius Tafel [6] [7] :
La ozonolisis del ácido maleico [4] se puede nombrar como un método efectivo para obtener .
El ácido glioxílico también se puede obtener por hidratación de los ácidos dicloroacético y dibromoacético [8] .
Propiedades químicas y usos
Al igual que otros α-aldehídos y α-cetoácidos, el ácido glioxílico es más fuerte que el acético y el propiónico . Esto se debe al efecto estabilizador del grupo carbonilo sobre los aniones de α-aldo- y α-cetoácidos [9] . El valor de la constante de disociación del ácido glioxílico: 4,7 × 10 −4 (pK a = 3,33):
(HO) 2 CHCOOH (HO) 2 CHCO 2 - + H +
Cuando se calienta y reacciona con álcalis calientes, el ácido glioxílico se desproporciona para formar ácidos glicólico y oxálico o las sales correspondientes:
- 2 OCHCOOH + H 2 O → HOCH 2 COOH + HOOC–COOH
- 2 OCHCOOH + 3 KOH → HOCH 2 COCINAR + KOOC–COCINAR + 2 H 2 O
El ácido glioxílico se oxida fácilmente con ácido nítrico para formar ácido oxálico.
El ácido glioxílico exhibe algunas de las propiedades típicas de los aldehídos . En particular, el ácido glioxálico forma compuestos heterocíclicos en reacciones de adición nucleófila con urea , con 1,2-diaminobenceno.
El ácido glioxílico se caracteriza por una variedad de reacciones de condensación con fenoles , que se utilizan en síntesis orgánica.
Uso en síntesis orgánica
La reacción de condensación con fenol produce ácido 4-hidroximandélico. La reducción del ácido 4-hidroximandélico permite obtener ácido 4-hidroxifenilacético, que es un precursor importante en la síntesis de muchos fármacos (por ejemplo, en la síntesis de atenolol ).
Al reaccionar con el guayacol , se forma ácido vanililmandélico , cuya descarboxilación oxidativa permite obtener la vainillina ("método de la lignina") [4] [10] [11] .
El ácido glioxílico es el componente inicial en la síntesis del quelante de iones Fe 3+ EHPG (N,N-etilenbis[2-(2-hidroxifenil)glicina]) [4] . El complejo de EHPG y hierro férrico se considera un agente de contraste potencial en la resonancia magnética [12] [13] .
El ácido glioxílico también se usa para la síntesis de 4-hidroxifenilglicina, que es un intermediario en la preparación semisintética de amoxicilina .
La reacción de Hopkins-Call al triptófano
El ácido glioxílico es uno de los componentes del reactivo Hopkins-Cole (Hopkins, Cole). Este reactivo se utiliza en bioquímica para la detección de residuos de triptófano en proteínas [14] [15] [16] .
Ubicación y papel en la naturaleza
El ácido glioxílico se encuentra en frutas verdes y disminuye a medida que la fruta madura [8] .
El ácido glioxílico es un componente de muchas vías metabólicas en los organismos vivos. El glioxilato es un intermediario del ciclo del glioxilato que permite que muchos organismos vivos, como bacterias [17] , hongos y plantas [18], conviertan los ácidos grasos en carbohidratos . Además, en las células vegetales, el glioxilato se forma en los peroxisomas como resultado de la oxidación del glicolato durante la fotorrespiración (ciclo del glicolato).
Toxicología
La DL50 oral para ratas es de 2500 mg/kg. No se encontró ningún efecto mutagénico [4] .
Notas
- ↑ Índice Merck , 11.ª edición, 4394
- ↑ Constantes de disociación de ácidos y bases orgánicos (600 compuestos), http://zirchrom.com/organic.htm Archivado el 27 de julio de 2014 en Wayback Machine .
- ↑ Datos de pKa compilados por R. Williams,アーカイブされたコピー. Consultado el 2 de junio de 2010. Archivado desde el original el 2 de junio de 2010. .
- ↑ 1 2 3 4 5 Georges Mattioda y Yani Christidis "Ácido glioxílico" Enciclopedia de química industrial de Ullmann, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a12_495
- ↑ Ip, H. S. Simon; Huang, XH Hilda; Yu, Jian Zhen. Constantes efectivas de la ley de Henry de glioxal, ácido glioxílico y ácido glicólico // Cartas de investigación geofísica : diario. — vol. 36 , núm. 1 . -doi : 10.1029 / 2008GL036212 .
- ↑ Tafel, Julio; y Friedrichs, Gustav. Elektrolytische Reduction von Carbonsäuren und Carbonsäureestern en schwefelsauer Lösung (alemán) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : tienda. - 1904. - Bd. 37 , núm. 3 . - S. 3187-3191 . -doi : 10.1002/ cber.190403703116 .
- ↑ Cohen, Julio. Química Orgánica Práctica 2ª Ed (neopr.) . — Londres: Macmillan and Co. Limitada, 1920. - S. 102-104.
- ↑ 1 2 Grandberg II Química orgánica: libro de texto. para semental universidades - M.: Drofa, 2004. - 672 p. ISBN 5-7107-8771-X
- ↑ Traven VF Química orgánica: un libro de texto para universidades: en 2 volúmenes - M .: ICC "Akademkniga", 2008. - ISBN 978-5-94628-318-2
- ↑ Fatiadi, Alejandro; y Schaffer, Robert. [ http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/78A/jresv78An3p411_A1b.pdf Procedimiento mejorado para la síntesis de ácido DL-4-hidroxi-3-metoximandélico (ácido DL-"Vanilil"-mandélico, VMA)] ( inglés) // Revista de Investigación de la Oficina Nacional de Normas - A. Física y Química: revista. - 1974. - vol. 78A , n. 3 . - pág. 411-412 . doi : 10.6028 /jres.078A.024 .
- ↑ Kamlet, Jonás; y Mathieson, Olin. Fabricación de vainillina y sus homólogos Patente de EE.UU. 2.640.083 . — Oficina de Patentes de EE. UU., 1953.
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- ↑ RA Joshi. Banco de Preguntas de Bioquímica (neopr.) . - New Age International, 2006. - Pág. 64. - ISBN 978-81-224-1736-4 .
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Enlaces
- Kolotov SS , Mendeleev D. I. Ácido glioxálico // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.