Glyoxal - Glyoxal

Glyoxal
Kosterní vzorec glyoxalu
Model glyoxu vyplňujícího prostor
Jména
Preferovaný název IUPAC
Ethanedial
Ostatní jména
Glyoxal
Oxaldehyd
Oxalaldehyd
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.003.160 Upravte to na Wikidata
KEGG
UNII
Vlastnosti
C2H2Ó2
Molární hmotnost58.036 g · mol−1
Hustota1,27 g / cm3
Bod tání 15 ° C (59 ° F; 288 K)
Bod varu 51 ° C (124 ° F; 324 K)
Termochemie
1,044 J / (K · g)
Nebezpečí
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí -4 ° C (25 ° F; 269 K)
285 ° C (545 ° F; 558 K)
Související sloučeniny
Příbuzný aldehydy
acetaldehyd
glykolaldehyd
propanediální
methylglyoxal
Související sloučeniny
kyselina glyoxylová
kyselina glykolová
kyselina šťavelová
kyselina pyrohroznová
diacetyl
acetylaceton
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Glyoxal je organická sloučenina s chemický vzorec OCHCHO. Je to nejmenší dialdehyd (sloučenina se dvěma aldehyd skupiny). Je to krystalická pevná látka, bílá za nízkých teplot a žlutá blízko bod tání (15 ° C). Kapalina je žlutá a pára je zelená.[1]

Čistý glyoxal se běžně nestretává, protože se tvoří hydratuje, který oligomerizovat. Pro mnoho účelů se tyto hydratované oligomery chovají rovnocenně s glyoxalem. Vyrábí se průmyslově jako předchůdce mnoha produktů.[2]

Výroba

Glyoxal byl nejprve připraven a pojmenován německo-britským chemikem Heinrich Debus (1824–1915) reakcí ethanol s kyselina dusičná.[3][4]

Komerční glyoxal se připravuje buď v plynné fázi oxidace z ethylenglykol v přítomnosti a stříbrný nebo měď katalyzátor (proces Laporte) nebo oxidací kapalné fáze acetaldehyd s kyselina dusičná.[2]

První komerční zdroj glyoxalu byl v Lamotte, Francie, byla zahájena v roce 1960. Jediným největším komerčním zdrojem je BASF v Ludwigshafen, Německo, kolem 60 000 tun ročně. Další výrobní závody existují také v USA a Číně. Vyrábí se komerční objemový glyoxal, který je uváděn jako 40% roztok ve vodě.

Laboratorní metody

Glyoxal může být syntetizován v laboratoři oxidací acetaldehyd s kyselina seleničitá.[5]

Bezvodý glyoxal se připravuje zahříváním pevného glyoxalhydrátu s oxid fosforečný a kondenzace par v a studená past.[6]

Vlastnosti

Experimentálně určeno Henryho zákon konstanta glyoxalu je:

[7]

Biochemie

Glykace často znamená modifikaci guanidinové skupiny argininových zbytků glyoxalem (R = H), methylglyoxal (R = já) a 3-deoxyglukoson, které vznikají při metabolismu vysokosacharidových diet. Takto upravené tyto proteiny přispívají ke komplikacím cukrovky.

Pokročilé konečné produkty glykace (VĚKY) jsou proteiny nebo lipidy, které se stávají glykovaný jako výsledek stravy s vysokým obsahem cukru.[8] Jsou biomarkerem podílejícím se na stárnutí a vývoji nebo zhoršování mnoha degenerativní onemocnění, jako cukrovka, ateroskleróza, chronické onemocnění ledvin, a Alzheimerova choroba.[9]

Aplikace

Křídový papír a textilní povrchové úpravy používejte velké množství glyoxalu jako a síťovadlo pro škrob formulace na bázi. Kondenzuje se močovina čímž se získá 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinon, který dále reaguje s formaldehyd čímž se získá bis (hydroxymethyl) derivát dimethylol ethylen močovina, který se používá k chemickému ošetření oděvů odolných proti vráskám, tj. permanentnímu tisku.

Glyoxal se používá jako a solubilizátor a síťování agent v polymerní chemie.

Glyoxal je cenným stavebním kamenem v organická syntéza, zejména při syntéze heterocykly jako imidazoly.[10] Vhodnou formou činidla pro použití v laboratoři je jeho bis (hemiacetal) s ethylenglykol 1,4-dioxan-2,3-diol. Tato sloučenina je komerčně dostupná.

Roztoky glyoxalu lze také použít jako a fixační pro histologie, tj. Metoda uchování buněk pro jejich zkoumání pod mikroskopem.

Glyoxal a jeho deriváty se také používají v chemické sondování struktury RNA, protože reagují s volnými guaniny v RNA.[11]

Speciace v řešení

Hydratovaný glyoxal (nahoře) a odvozené oligomery, nazývané dimery a trimery. Střední a nižší druh existují jako směsi izomerů.

Glyoxal se dodává typicky jako 40% vodný roztok.[2] Jako ostatní malé aldehydy, glyoxal tvoří hydráty. Dále hydráty kondenzují za vzniku řady oligomerů, z nichž některé zůstávají nejisté struktury. U většiny aplikací je přesná povaha druhu v roztoku bezvýznamná. Alespoň jeden hydrát glyoxalu se prodává komerčně, glyoxal trimer dihydrát: [(CHO)2]3(H2Ó)2 (CAS 4405-13-4). K dispozici jsou další ekvivalenty glyoxalu, jako je hemiacetal ethylenglykol 1,4-dioxan-trans-2,3-diol (CAS  4845-50-5, t.t. 91–95 ° C),

Odhaduje se, že při koncentracích menších než 1M glyoxal existuje převážně jako monomer nebo jeho hydráty, tj. OCHCHO, OCHCH (OH)2, nebo (HO)2CHCH (OH)2. Při koncentracích nad 1 M převažují dimery. Tyto dimery jsou pravděpodobně dioxolanes, se vzorcem [(HO) CH]2Ó2CHCHO.[12] Dimer a trimery se vysráží jako pevné látky ze studených roztoků.

Další výskyty

Glyoxal byl pozorován jako a stopový plyn v atmosféře, např. jako produkt oxidace uhlovodíků.[13] Troposférický koncentrace 0–200ppt byly hlášeny objemově ve znečištěných oblastech až do 1 ppb objemově.[14]

Bezpečnost

The LD50 (orálně, krysy) je 3300 mg / kg, což je velmi vysoké.[2]

Reference

  1. ^ O'Neil, M.J. (2001): Index společnosti Merck, 13. vydání, strana 803.
  2. ^ A b C d Mattioda, Georges; Blanc, Alain. „Glyoxal“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a12_491.pub2.
  3. ^ Vidět:
  4. ^ Henry Enfield Roscoe a Carl Schorlemmer, Pojednání o chemii, sv. 3 (New York, New York: D. Appleton and Co., 1890), 101-102.
  5. ^ Ronzio, A. R .; Waugh, T. D. (1944). "Glyoxal Bisulfite". Organické syntézy. 24: 61.; Kolektivní objem, 3, str. 438
  6. ^ Harries, C .; Temme, F. (1907). „Über monomolekulares und trimolekulares Glyoxal“ [Na monomolekulárním a trimoekulárním glyoxalu]. Berichte. 40 (1): 165–172. doi:10,1002 / cber.19070400124. Man erhitzt nun das Glyoxal-Phosphorpentoxyd-Gemisch mit freier Flamme und beobachtet plešatý, dass sich unter Schwarzfärbung des Kolbeninhalte ein flüchtiges grünes Gas bildet, welches sich in der gekühlten Vorlage zu schönen Krystallen von gelber [Jeden ohřívá směs (surového) glyoxalu a P4Ó10 s otevřeným plamenem a brzy po zčernání obsahu pozoruje mobilní zelený plyn, který kondenzuje v chlazené baňce jako krásné žluté krystaly.]
  7. ^ Ip, H. S .; Huang, X. H .; Yu, J. Z. (2009). „Efektivní Henryho zákonné konstanty glyoxalu, kyseliny glyoxylové a kyseliny glykolové“ (PDF). Geophys. Res. Lett. 36 (1): L01802. Bibcode:2009GeoRL..36.1802I. doi:10.1029 / 2008GL036212.
  8. ^ Goldin, Alison; Beckman, Joshua A .; Schmidt, Ann Marie; Creager, Mark A. (2006). "Americká kardiologická asociace". Oběh. 114 (6): 597–605. doi:10.1161 / CIRCULATIONAHA.106.621854. PMID  16894049.
  9. ^ Vistoli, G; De Maddis, D; Cipak, A; Zarkovič, N; Carini, M; Aldini, G (srpen 2013). „Pokročilé konečné produkty glykoxidace a lipoxidace (AGE a ALE): přehled jejich mechanismů tvorby“ (PDF). Free Radic. Res. 47: Suppl 1: 3–27. doi:10.3109/10715762.2013.815348. PMID  23767955. S2CID  207517855.
  10. ^ Snyder, H. R .; Handrick, R. G .; Brooks, L. A. (1942). "Imidazol". Organické syntézy. 22: 65.; Kolektivní objem, 3, str. 471
  11. ^ Mitchell, D; Ritchey, L; Park, H; Babitzke, P; Assmann, S; Bevilacqua, P (2017). „Glyoxaly jako strukturní sondy RNA in vivo párování guaninové báze“. RNA. 24 (1): 114–124. doi:10.1261 / rna.064014.117. PMC  5733565. PMID  29030489.
  12. ^ Whipple, E. B. (1970). "Struktura glyoxalu ve vodě". J. Am. Chem. Soc. 92 (24): 7183–7186. doi:10.1021 / ja00727a027.
  13. ^ Vrekoussis, M .; Wittrock, F .; Richter, A .; Burrows, J. P. (2009). "Časová a prostorová variabilita glyoxalu pozorovaná z vesmíru". Atmos. Chem. Phys. 9 (13): 4485–4504. doi:10.5194 / acp-9-4485-2009.
  14. ^ Volkamer, Rainer; et al. (2007). „Chybějící jímka pro glyoxal v plynné fázi v Mexico City: Tvorba sekundárního organického aerosolu“. Geophys. Res. Lett. 34 (19): 19. Bibcode:2007GeoRL..3419807V. doi:10.1029 / 2007gl030752.

externí odkazy