Glioxilsav
| Glyoxylic acid | |||
| Szabályos név | Oxoetánsav | ||
| Más nevek | Glioxilsav[1] 2-Oxoecetsav Formilhangyasav | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 298-12-4 | ||
| PubChem | 760 | ||
| ChemSpider | 740 | ||
| EINECS-szám | 206-058-5 | ||
| DrugBank | DB04343 | ||
| KEGG | C00048 | ||
| ChEBI | 16891 | ||
| SMILES | C(=O)C(=O)O | ||
| InChI | 1/C2H2O3/c3-1-2(4)5/h1H,(H,4,5) | ||
| InChIKey | HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N | ||
| Beilstein | 741891 | ||
| Gmelin | 25752 | ||
| UNII | JQ39C92HH6 | ||
| ChEMBL | 1162545 | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | C2H2O3 | ||
| Moláris tömeg | 74,04 g/mol | ||
| Sűrűség | 1.384 g/mL | ||
| Olvadáspont | 80 °C | ||
| Forráspont | 111 °C | ||
| Savasság (pKa) | 3.18,[2] 3.32 [3] | ||
| Rokon vegyületek | |||
| Azonos kation | glioxilát | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A glioxilsav, más néven oxoecetsav szerves vegyület. Képlete HCO–COOH. Az ecetsav, a glikolsav és az oxálsav mellett a glioxilsav egyike a C2-karbonsavaknak. Színtelen szilárd vegyület, mely természetben előfordul, és az iparban használatos.
Szerkezet és nevezéktan
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsavat gyakran aldehid funkciós csoporttal mutatják. Az aldehid a leggyakoribb formánál azonban jóval kisebb arányban fordul elő. Ehelyett a glioxilsav gyakran hidrátként vagy gyűrűs dimerként létezik. Például vízben a karbonil gyorsan geminális diollá („monohidrát”) alakul. A dihidroxiecetsav egyensúlyi állandója (K) 25 °C-on 300.[4] A dihidroxiecetsavat röntgenkrisztallográfia révén elemezték.[5]
Vizes oldatban e monohidrát félacilállal egyensúlyban létezik:[6]
Izolálva az aldehid jelentős konformere egy gyűrűs hidrogénkötéses szerkezet, ahol az aldehid karbonilcsoportja a karboxilcsoport hidrogénjéhez közel van:[7]
A glioxilsav Henry-törvény szerinti állandója .[8]
Előállítás
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsav konjugált bázisa a glioxilát, ez az a forma, melyben semleges oldatban a vegyület megtalálható. A glioxilát néhány amidpeptid bioszintézise során történő amidáció mellékterméke.
A glioxilsavat a 20. század elején oxálsavból állították elő elektroszintézissel.[9][10] E szintézisben ólom-dioxid katódot használtak glioxilsav oxálsavból való előállítására kénsav elektrolittal:[11]
![]()
Forró salétromsavval oxidálható a glioxál glioxilsavvá, azonban e reakció erősen exoterm, és hamar kezelhetetlenné válhat. A fő melléktermék az oxálsav.
A maleinsav ozonolízise is hatékony.[6]
Biológiai szerep
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilát a glioxilátciklus köztiterméke, mely lehetővé teszi az élőlényeknek, például baktériumoknak,[12] gombáknak és növényeknek[13] zsírsavak szénhidráttá alakítását. A glioxilátciklus fontos továbbá a növényeknek a gombák elleni védekezésben.[14] Ezt az izocitrát-liáz indítja el, mely az izocitrátot glioxiláttá és szukcináttá alakítja. A szukcinát-bioszintézisre és sok más reakció irányában folynak kutatások.[15]
Emberben
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilát kétféleképp keletkezik: glikolát oxidációjával peroxiszómákban és hidroxiprolin katabolizmusával mitokondriumokban.[16] A peroxiszómákban a glioxilát glicinné alakul AGT1-gyel, vagy oxaláttá glikolát-oxidázzal. A mitokondriumban a glioxilátot az AGT2 glicinné, a glioxilát-reduktáz glikoláttá alakítja. Kevés glioxilátot a citoplazmatikus laktát-dehidrogenáz oxaláttá alakít.[17]

Növényekben
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilátcikluson kívül a fotorespiráció fontos köztiterméke. A fotorespiráció oka a RuBisCO CO2 helyett O2-nel történő reakciója. Bár eleinte energia- és erőforrás-pazarlásnak tekintették, kiderült, hogy a fotorespiráció a szén- és CO2-regeneráció fontos módszere, eltávolítja a mérgező foszfoglikolátot, és a védelmi mechanizmust indítja.[18][19] A fotorespirációban a glioxilát glikolátból keletkezik a glikolát-oxidáz aktivitása révén a peroxiszómában. Ez glicinné válik az SGAT és a GGAT párhuzamos működése révén, mely a mitokondriumokba kerül.[20][19] Ezenkívül a piruvát-dehidrogenáz is szerepet játszhat a glikolát- és a glioxilát-metabolizmusban.[21]

A glioxilsav ezenkívül előfordul fiatal levelekben és éretlen termésekben (különösen rebarbarában, ribizliben és egresben).[22]
Szerepe betegségekben
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Cukorbetegség
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilát feltehetően a 2-es típusú cukorebetegség korai markere.[23][24] Fontos tünet a glikációs végtermékek (AGE) keletkezése, melyet a hiperglikémia okoz.[25] Ezek további tünetekhez vezetnek, például szöveti sérüléshez vagy szív- és érrendszeri betegséghez.[26] Ezek gyakran aldehidekből, például aldózok és α-oxoaldehidekből keletkeznek. Egy tanulmányban a glioxilátszintek jelentős növekedését mutatták ki 2-es típusú cukorbetegséggel diagnosztizált betegekben.[23] A megnövekedett szinteket gyakran 3 évvel a diagnózis előtt találták, így feltehetően a glioxilát korai cukorbetegség-marker.
Nefrolitiázis
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilát fontos szerepet játszik a hiperoxaluria kialakulásában, mely a vesekövesség kialakulásának fontos oka. A szulfát transzporter-1 (sat-1), az oxaláttranszportért felelős gén szubsztrátja és induktora, lehetővé téve a sat-1 nagyobb expresszióját és az oxalátkilépést, növelve a vizelet kalcium-oxalát-tartalmát, vesekövet okozva.[17]
A glioxilátmetabolizmus zavara a hiperoxaluria további oka lehet. A HODA1 funkcióvesztéses mutációja a 4-hidroxi-2-oxoglutarát-aldoláz, egy hidroxiprolin–glioxilát útvonalban résztvevő enzim megszűnését okozza. Az így keletkező glioxilát az oxaláttá való oxidáció megakadályozása végett van tárolva a citoszolban. A megzavart útvonal 4-hidroxi-2-oxoglutarát-szint-növekedést okoz, mely szintén átkerül a citoszolba, és más aldoláz alakítja glioxiláttá. Ezek azonban oxaláttá alakulhatnak, növelve annak koncentrációját és hiperoxaluriát okozva.[16]
Reakciók és használatuk
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsav mintegy 10-szer erősebb az ecetsavnál, savi disszociációs állandója 4,7·10−4 (pKa=3,32):
A glioxilsav karbamiddal és 1,2-diaminobenzollal való kondenzációja heterociklusos vegyületeket ad.
Fenolszármazékok
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsav elektrofil aromás szubsztitúción megy keresztül fenolokkal való reakcióban, ez számos más vegyület szintézisének fontos része.
Fenollal reagálva 4-hidroximandulasavat ad. Ez ammóniával reagálva hidroxifenilglicint ad, mely az amoxicillin prekurzora. A 4-hidroximandulasav az atenolol prekurzorává 4-hidroxifenilecetsavvá redukálható.
A glioxilsav gvajakollal való reakciója, oxidációja, majd dekarboxilációja vanillint ad.[6][27][28]
Hopkins–Cole-reakció
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsav a Hopkins–Cole-reakció része, mellyel a triptofán fehérjékben való jelenléte ellenőrizhető.[29]
Környezeti kémia
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A glioxilsav egyike a néhány másodlagos szerves aeroszolokban jelenlévő oxokarbonsavnak. Víz és napfény jelenlétében a glioxilsav fotokémiai oxidáción mehet át. Számos különböző reakció-útvonalon történhet ez, eltérő karbonsav- és aldehidtermékekkel.[30]
Biztonság
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A vegyület nem túl mérgező, LD50-értéke patkányoknál 2500 mg/kg.
Jegyzetek
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]- ↑ Forráshivatkozás-hiba: Érvénytelen
<ref>címke; nincs megadva szöveg a(z) „iupac2013” nevű lábjegyzeteknek - ↑ Dissociation Constants of Organic Acids and Bases (600 compounds)
- ↑ pKa Data Compiled by R. Williams, "Archived copy" (PDF). 2010. június 2. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2010. június 2..
{{cite web}}: CS1 karbantartás: title értéke archived copy (link). - ↑ Sørensen, P. E.; Bruhn, K.; Lindeløv, F. (1974). "Kinetics and equilibria for the reversible hydration of the aldehyde group in glyoxylic acid". Acta Chem. Scand. 28: 162–168. doi:10.3891/acta.chem.scand.28a-0162.
- ↑ Czapik, Agnieszka; Gdaniec, Maria (2007). "Quinoxaline–dihydroxyacetic acid (1/1)". Acta Crystallographica Section E: Structure Reports Online. 63 (7): o3081. doi:10.1107/S1600536807025792.
- 1 2 3 Georges Mattioda and Yani Christidis “Glyoxylic Acid” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a12_495
- ↑ Redington, Richard L.; Liang, Chin-Kang Jim (1984). "Vibrational spectra of glyoxylic acid monomers". Journal of Molecular Spectroscopy. 104 (1): 25–39. Bibcode:1984JMoSp.104...25R. doi:10.1016/0022-2852(84)90242-X.
- ↑ Ip, H. S. Simon; Huang, X. H. Hilda; Yu, Jian Zhen (2009). "Effective Henry's law constants of glyoxal, glyoxylic acid, and glycolic acid" (PDF). Geophysical Research Letters. 36 (1): L01802. Bibcode:2009GeoRL..36.1802I. doi:10.1029/2008GL036212. S2CID 129747490.
- ↑ Tafel, Julius; Friedrichs, Gustav (1904). "Elektrolytische Reduction von Carbonsäuren und Carbonsäureestern in schwefelsaurer Lösung". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 37 (3): 3187–3191. doi:10.1002/cber.190403703116.
- ↑ Cohen, Julius (1920). Practical Organic Chemistry 2nd Ed (PDF). London: Macmillan and Co. Limited. 102–104. o.
- ↑ François Cardarelli (2008). Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer. 574. o. ISBN 978-1-84628-668-1.
- ↑ Holms WH (1987). "Control of flux through the citric acid cycle and the glyoxylate bypass in Escherichia coli". Biochem Soc Symp. 54: 17–31. PMID 3332993.
- ↑ Escher CL, Widmer F (1997). "Lipid mobilization and gluconeogenesis in plants: do glyoxylate cycle enzyme activities constitute a real cycle? A hypothesis". Biol. Chem. 378 (8): 803–813. PMID 9377475.
- ↑ Dubey, Mukesh K.; Broberg, Anders; Sooriyaarachchi, Sanjeewani; Ubhayasekera, Wimal; Jensen, Dan Funck; Karlsson, Magnus (2013. szeptember). "The glyoxylate cycle is involved in pleotropic phenotypes, antagonism and induction of plant defence responses in the fungal biocontrol agent Trichoderma atroviride". Fungal Genetics and Biology. 58–59: 33–41. doi:10.1016/j.fgb.2013.06.008. ISSN 1087-1845. PMID 23850601.
- ↑ Zhu, Li-Wen; Li, Xiao-Hong; Zhang, Lei; Li, Hong-Mei; Liu, Jian-Hua; Yuan, Zhan-Peng; Chen, Tao; Tang, Ya-Jie (2013. november). "Activation of glyoxylate pathway without the activation of its related gene in succinate-producing engineered Escherichia coli". Metabolic Engineering. 20: 9–19. doi:10.1016/j.ymben.2013.07.004. ISSN 1096-7176. PMID 23876414.
- 1 2 Belostotsky, Ruth; Pitt, James Jonathon; Frishberg, Yaacov (2012. december 1.). "Primary hyperoxaluria type III—a model for studying perturbations in glyoxylate metabolism". Journal of Molecular Medicine. 90 (12): 1497–1504. doi:10.1007/s00109-012-0930-z. hdl:11343/220107. ISSN 0946-2716. PMID 22729392. S2CID 11549218.
- 1 2 Schnedler, Nina; Burckhardt, Gerhard; Burckhardt, Birgitta C. (2011. március). "Glyoxylate is a substrate of the sulfate-oxalate exchanger, sat-1, and increases its expression in HepG2 cells". Journal of Hepatology. 54 (3): 513–520. doi:10.1016/j.jhep.2010.07.036. ISSN 0168-8278. PMID 21093948.
- ↑ "photorespiration". 2006. december 11. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2017. március 9..
- 1 2 Peterhansel, Christoph; Horst, Ina; Niessen, Markus; Blume, Christian; Kebeish, Rashad; Kürkcüoglu, Sophia; Kreuzaler, Fritz (2010. március 23.). "Photorespiration". The Arabidopsis Book / American Society of Plant Biologists. 8: e0130. doi:10.1199/tab.0130. ISSN 1543-8120. PMC 3244903. PMID 22303256.
{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link) - ↑ Zhang, Zhisheng; Mao, Xingxue; Ou, Juanying; Ye, Nenghui; Zhang, Jianhua; Peng, Xinxiang (2015. január). "Distinct photorespiratory reactions are preferentially catalyzed by glutamate:glyoxylate and serine:glyoxylate aminotransferases in rice". Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 142: 110–117. doi:10.1016/j.jphotobiol.2014.11.009. ISSN 1011-1344. PMID 25528301.
- ↑ Blume, Christian; Behrens, Christof; Eubel, Holger; Braun, Hans-Peter; Peterhansel, Christoph (2013. november). "A possible role for the chloroplast pyruvate dehydrogenase complex in plant glycolate and glyoxylate metabolism". Phytochemistry. 95: 168–176. Bibcode:2013PChem..95..168B. doi:10.1016/j.phytochem.2013.07.009. ISSN 0031-9422. PMID 23916564.
- ↑ Glyoxylsäure bejegyzése. Römpp Online. Georg Thieme Verlag. Hozzáférés dátuma: 2014. június 10.
- 1 2 Nikiforova, Victoria J.; Giesbertz, Pieter; Wiemer, Jan; Bethan, Bianca; Looser, Ralf; Liebenberg, Volker; Ruiz Noppinger, Patricia; Daniel, Hannelore; Rein, Dietrich (2014). "Glyoxylate, a New Marker Metabolite of Type 2 Diabetes". Journal of Diabetes Research. 2014: 685204. doi:10.1155/2014/685204. ISSN 2314-6745. PMC 4265698. PMID 25525609.
{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link) - ↑ Inken Padberg, Erik Peter; et al. (2014. január 17.). "A New Metabolomic Signature in Type-2 Diabetes Mellitus and Its Pathophysiology". PLoS One. doi:10.1371/journal.pone.0085082. PMC 3894948.
{{cite journal}}: Explicit use of et al. in:|author=(súgó)CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link) - ↑ Nguyen, Dung V.; Shaw, Lynn C.; Grant, Maria B. (2012. december 21.). "Inflammation in the pathogenesis of microvascular complications in diabetes". Frontiers in Endocrinology. 3: 170. doi:10.3389/fendo.2012.00170. ISSN 1664-2392. PMC 3527746. PMID 23267348.
- ↑ Piarulli, Francesco; Sartore, Giovanni; Lapolla, Annunziata (2013. április). "Glyco-oxidation and cardiovascular complications in type 2 diabetes: a clinical update". Acta Diabetologica. 50 (2): 101–110. doi:10.1007/s00592-012-0412-3. ISSN 0940-5429. PMC 3634985. PMID 22763581.
- ↑ Fatiadi, Alexander; Schaffer, Robert (1974). "An Improved Procedure for Synthesis of DL-4-Hydroxy-3-methoxymandelic Acid (DL-"Vanillyl"-mandelic Acid, VMA)". Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 78A (3): 411–412. doi:10.6028/jres.078A.024. PMC 6742820. PMID 32189791.
- ↑ Kamlet, Jonas; Mathieson, Olin (1953). Manufacture of vanillin and its homologues U.S. Patent 2,640,083 (PDF). U.S. Patent Office.
- ↑ R. A. Joshi (2006). Question Bank of Biochemistry. New Age International. 64. o. ISBN 978-81-224-1736-4.
- ↑ Eugene, Alexis J.; Xia, Sha-Sha; Guzman, Marcelo I. (2016). "Aqueous Photochemistry of Glyoxylic Acid". J. Phys. Chem. A. 120 (21): 3817–3826. Bibcode:2016JPCA..120.3817E. doi:10.1021/acs.jpca.6b00225. PMID 27192089.
Fordítás
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Ez a szócikk részben vagy egészben a Glyoxylic acid című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.