Альдегидокислоты и кетокислоты
Альдегидо- и кетокислоты (оксокарбоновые кислоты, оксокислоты) - органические субстанции, которые содержат как альдегидную или кетонную, так и карбоксильную группы. В зависимости от взаиморасположения функциональных групп выделяют α, β- γ- и другие оксокарбоновые кислоты. Для многих оксокарбоновых кислот широко применяют тривиальные названия. По заместительной номенклатуре IUPAC к названию карбонильной группы добавляют префикс оксо, например. НС (О) СООН - глиоксалевая (глиоксиловой), или оксоетановая; СН3СОСООН - пировиноградная, или 2-оксопропановая кислота. Альдегидокислоты и кетокислоты сильнее алканкарбоновых кислот, сильнейшими являются α-оксокислоты. Реакционная способность альдегидокислот и кетокислот обусловлена наличием в их структуре -СООН-групп. По карбоксильной группе они образуют различные функциональные производные - соли, сложные эфиры, амиды и тому подобное; с участием карбонильной группы они вступают в реакции, характерные для кетонов и альдегидов, образуют гидразоны, оксимы, циангидрины и др. Альдегидокислоты легко окисляются до дикарбоновых кислот. Вместе с этим альдегидокислоты и кетокислоты имеют специфические свойства: α- и β- альдегидокислот и α- и β- кетокислот.
Кетокислоты относительно неустойчивые соединения и легко декарбоксилируются, превращаясь в альдегиды или кетоны. В отличие от кислот, эфиры α-, β-оксокислот - устойчивые соединения, наибольшее теоретическое и практическое значение имеет ацетоуксусный эфир (этиловый эфир ацетоуксусной кислоты), который используют в синтезе антипирина, амидопирина, анальгина и др.
Возможно и единственным представителем α-альдегидокислот есть глиоксалевая кислота (НС (О) СООН) - бесцветная вязкая жидкость, легко растворима в воде, содержится в неспелых фруктах. Получают окислением этиленгликоля или гликолевой кислоты азотной (азотной) кислотой или восстановлением щавелевой кислоты на Hg- или Pb-катоде. Легко присоединяет воду, образуя кристаллогидрат НС(ОН)2СООН с температурой плавления 98° С. Кислоту применяют в производстве ароматических (ванилин), лекарственных веществ и красителей.
Важным представителем α-кетокислот является пировиноградная кислота (СН3СОСООН) - бесцветная жидкость с резким запахом, температура плавления 13,6 ° С, температура кипения 165 ° С, растворима в воде, спирте, эфире. Пировиноградная кислота - промежуточный продукт обмена углеводов и белков в живых организмах, является одним из метаболитов в цикле трикарбоновых кислот образуется также при спиртовом и других видах брожения углеводов. Применяют в синтезе лекарственных средств, например, цинхофена (атофана).
Ацетоуксусная (β-кетомасляна кислота) является простой β-кислотой. СН3СОСН2СООН - вязкая жидкость, температура кипения 100 ° С (с разложением), смешивается во всех соотношениях с водой, растворима в спирте, эфире. Легко декарбоксилируется при незначительном нагревании или при комнатной температуре, образуя ацетон; содержится в моче больных диабетом.
Важными представителями γ-кетокислот являются левулиновая и пеницилловая кислоты. Левулиновая (γ-кетовалерианова) кислота (СН3СОСН2СН2СООН) - кристаллическое вещество температура плавления 37 ° С, t кип 246 ° С, легко растворима в воде, спирте, эфире. При длительном нагревании с дегидратационными средствами образует смесь двух ненасыщенных γ-лактонов. Используется в синтезе лекарственных веществ.
Пеницилловая кислота (I) проявляет свойства антибиотика, в кристаллическом состоянии и в водном растворе находится в форме гидроксилактона (II):
Большое биологическое значение имеют также α-кетокислоты - дикарбоновые кислоты. Мезоксалевая (кетомалоновая) кислота (НООССОСООН) известна только в виде гидрата НООС-С (ОН) 2 -СООН (бесцветные кристаллы с температурой плавления 121 ° С (с разложением)), растворима в воде, спирте, эфире. Гидрат легко разлагается при нагревании в водном растворе до СО2 и глиоксалевой кислоты. Проявляет сильные восстановительные свойства.
Щавелевоуксусная (2-оксобутандиовая) кислота (НООССОСН2СООН) является одновременно α- и β-оксокислотой, находится только в енольной форме, может быть выделена в форме цисгидроксималеиновой (III) и трансгидроксифумаровой кислот (IV):
Играет важную роль в углеводном обмене; является метаболитом в цикле трикарбоновых кислот.
α-кетоглутаровая (2-оксопентандиовая) кислота (НООССО (CH2) 2СООН) - белое кристаллическое вещество (температура плавления 115-116 ° С), растворима в воде и этаноле. Имеет важное значение в биологических процессах (цикл Кребса), является промежуточным продуктом синтеза и распада аминокислот.
^Наверх