Ácido glioxílico
composto químico From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
O ácido glioxílico ou ácido oxoacético é un composto orgánico. O seu anión (base conxugada) denomínase glioxilato. O ácido glioxílico, xunto cos ácidos acético, glicólico e oxálico, é un dos ácidos carboxílicos de dous carbonos (C2). É un sólido incoloro que aparece de forma natural no metabolismo de moitos organismos e ten útiles aplicacións industriais.
Remove ads
Estrutura e nomenclatura
Aínda que a estrutura do ácido glioxílico descríbese como a dun composto que ten un grupo funcional aldehido, o aldehido é só un compoñente menor da forma máis frecuente nalgunhas situacións. En vez de como aldehido, a miúdo encóntrase en forma de hidrato ou dímero cíclico. Por exemplo, en presenza de auga, o carbonilo convértese rapidamente nun diol xeminal (descrito como "monohidrato"). A constante de equilibrio (K) é 300 para a formación do ácido dihidroxiacético a temperatura dunha habitación:[4]
En solución, o monohidrato está en equilibrio cunha forma dímera hemiacetal:[5]
Illado, a estrutura de aldehido ten un confórmero principal cunha estrutura cíclica con enlaces de hidróxeno co carbonilo do aldehido moi próximo ao hidróxeno do carboxilo:[6]
A constante da lei de Henry do ácido glioxílico é KH = 1,09 × 104 × exp[(40,0 × 103/R) × (1/T − 1/298)].[7]
Remove ads
Preparacións
A base conxugada do ácido glioxílico é o glioxilato e esta é a forma en que se encontra o composto en solucion a pH neutro. O glioxilato é o subproduto do proceso de amidación na biosíntese de varios péptidos amidados.
No rexistro histórico, o ácido glioxílico foi preparado a partir do ácido oxálico electrosinteticamente:[8][9] en sínstese orgánica, aplicáronse cátodos de dióxido de chumbo para a preparación do ácido glioxílkico a partir de ácido oxálico nun electrólito de ácido sulfúrico.[10]
O ácido nítrico quente pode oxidar glioxal a glioxílico; pero esta reacción é moi exotérmica e tendente a desbocarse termicamente. Ademais, o ácido oxálico é o principal produto secundario.
Ademais, a ozonólise do ácido maleico é tamén efectiva.[5]
Remove ads
Función biolóxica
O glioxilato é un intermediario do ciclo do glioxilato, que permite a organismos como as bacterias,[11] fungos e plantas [12] converter ácidos graxos en carbohidratos. O ciclo do glioxilato é tamén importante para a indución dos mecanismos de defensa das plantas en resposta aos fungos.[13] O ciclo do glioxilato iníciase pola actividade da isocitrato liase, que converte o isocitrato en glioxilato e succinato. Estase a investigar para aproveitar a vía para diversos usos como a biosíntese de succinato.[14]
En humanos
O glioxilato prodúcese por dúas vías: pola oxidación do glicolato en peroxisomas ou polo catabolismo da hidroxiprolina nas mitocondrias.[15] Nos peroxisomas, o glioxilato convértrese en glicina por acción do encima AGT1 (alanina:glioxilato aminotransferase 1) ou en oxalato pola glicolato oxidase. Nas mitocondrias, o glioxilato convértese en glicina pola AGT2 ou en glicolato pola glicolato redutase. Unha pequena cantidade de glioxilato é convertido en oxalato pola lactato deshidroxenase citoplásmica.[16]
En plantas
Ademais de ser un intermediario no ciclo do glioxilato, o glioxilato é tamén un intermediario importante na fotorrespiración. A fotorrespiración é o resultado dunha reacción lateral do encima Rubisco co O2 en lugar de co CO2 (o seu substrato común). Aínda que ao principio se consideraba só un desperdicio de enerxía e recursos, parecde ser que a fotorrespiración é tamén un importante método de rexenerar corbonos e CO2, eliminando o fosfoglicolato tóxico, e iniciando mecanismos de defensa.[17][18] Na fotorrespiración o glioxilato é formado a partir do glicolato pola actividade da glicolato oxidase nos peroxisomas. Despois convértese en glicina polas accións paralelas dos encimas SGAT (serina:glioxilato aminotransferase) e GGAT (glioxilato:glutamato aminotransferase), a cal é despois transportada ás mitocondrias.[19][18] Tamén se informou que o complexo da piruvato deshidroxenase pode xogar un papel no metabolismo do glicolato e glioxilato.[20]
Remove ads
Importancia en enfermidades
Diabetes
O glioxilato pénsase que pode ser un bo marcador temperán da diabetes tipo II.[21][22][23][21]
Nefrolitíase
O glioxilato está implicado no desenvolvemento da hiperoxaluria, unha causa clave da nefrolitíase (cálculos renais), xa que indirectamente favorece a formación de cristais de oxalato de calcio na urina.[16][15]
Reaccións e usos
O ácido glioxílico é un ácido unhas dez veces máis fortre que o ácido acético, cunha constante de disociación de ácido de 4,7 × 10−4 (pKa = 3,32):
- OCHCO2H ⇌ OCHCO−
2 + H+
Con bases, o ácido glioxílico desproporciónase, formando ácido hidroxiacético e ácido oxálico:[24]
- 2 OCHCO2H + H2O → HOCH2CO2H + HO2CCO2H
O ácido glioxílico dá lugar a heterociclos por condensación coa urea e 1,2-diaminobenceno.
Derivados fenólicos
En xeral, o ácido glioxílico sofre unha reacción de substitución aromática electrofílica con fenois, un paso versátil na síntese doutros compostos.
O produto inmediato co propio fenol é o ácido 4-hidroximandélico. Esta especie reacciona co amoníaco dando hidroxifenilglicina, un precursor do fármaco amoxicilina. A redución do ácido 4-hidroximandélico dá ácido 4-hidroxifenilacético, un precurswor do fármaco atenolol.
A secuencia de reaccións, nas cales o ácido glioxílico reacciona con guaiacol, o compoñente fenólico, seguido de oxidación e descarboxilación, proporciona unha ruta para a vanillina como un proceso de formilación neta.[5][25][26]
Reacción de Hopkins Cole
O ácido glicólico é un compoñente da reacción de Hopkins–Cole, usada para comprobar a presenza de triptófano en proteínas.[27]
Química ambiental
O ácido glioxílico é unha dos varios ácidos carboxílicos que conteñen cetonas e aldehidos, que xuntos son abondosos en aerosois orgánicos secundarios. En presenza de auga e luz solar, o ácido glioxílico pode sufrir unha oxidación fotoquímica. Varias rutas de reaccións levan á formación como produtos doutros ácidos carboxílicos e aldehidos.[28]
Remove ads
Notas
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads