Υδροξυαιθανάλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Υδροξυαιθανάλη
Glycolaldehyde.svg
Glycolaldehyde-3D-balls.png
Sugar molecules in the gas surrounding a young Sun-like star.jpg
Γενικά
Όνομα IUPAC Υδροξυαιθανάλη
Άλλες ονομασίες Γλυκολαλδεΰδη
Υδροξυακεταλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H4O2
Μοριακή μάζα 60,052 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
HOCH2CHO
Αριθμός CAS 141-46-8
SMILES O=CCO
InChI 1S/C2H4O2/c3-1-2-4/h1,4H,2H2
PubChem CID 756
ChemSpider ID 736
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 8
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης 97°C
Σημείο βρασμού 131°C
Πυκνότητα 1.065 kg/m³
Διαλυτότητα
στο νερό
1.000 kg/m³ (25°C)
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Αιθανόλη
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,379
Τάση ατμών 663 Pa (25°C)
Εμφάνιση λευκό κρυσταλλικό στερεό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
42°C
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η υδροξυαιθανάλη[1] ή γλυκολαλδεΰδη ή υδροξυακεταλδεΰδη (αγγλικά: hydroxyethanal) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C2H4O2, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά ως HOCH2CHO. Έχει προταθεί να θεωρηθεί ότι είναι η μοναδική διόζη, δηλαδή να θεωρηθεί το απλούστερο μέλος των σακχάρων, τα περισσότερα από τα οποία είναι υδροξυαλδεΰδες (αλδόζες) ή υδροξυκετόνες (κετόζες), αλλά αυτό δεν είναι (προς το παρόν) καθολικά αποδεκτό, και επομένως (επί του παρόντος τουλάχιστον) κατατάσσεται στους «τυπικούς» υδατάνθράκες (δηλαδή στις ενώσεις που έχουν την αναλογία ατόμων υδρογόνου - οξυγόνου 2:1, που έχει και το νερό, αλλά χωρίς να είναι πραγματικοί σάκχαρα).

Είναι (πάντως) η απλούστερη ένωση που είναι συγγενική με τα σάκχαρα[2].

Πίνακας περιεχομένων

Ισομέρεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με βάση το χημικό της τύπο, C2H4O2, έχει τα ακόλουθα οκτώ (8) ισομερή θέσης:

  1. 1,1-αιθενοδιόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(OH)2.
  2. 1,2-αιθενοδιόλη με σύντομο συντακτικό τύπο HOCH=CH(OH) (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
  3. Αιθανικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COOH.
  4. Μεθανικός μεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο HCOOCH3.
  5. 1,2-επιδιοξυαιθάνιο ή 1,2-διοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 1,2-dioxetane.png
  6. 1,1'-εποξυμεθοξυμεθάνιο ή 1,3-διοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 1,3-dioxetane.png
  7. 1,1-επιδιοξυαιθάνιο ή μεθυλοδιοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο Methyldioxirane.png
  8. 1,2-εποξυαιθανόλη ή υδροξυοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο Hydroxyoxirane.png

Διαστημική παρουσία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η υδροξυαιθανάλη ταυτοποιήθηκε σε αέρια και σκόνη γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας[3], σε μια περιοχή σχηματισμού αστέρων, σε απόσταση 26.000 έτη φωτός από τη Γη[4], και γύρω από το «νεογέννητο» διπλό άστρο IRAS 16293-2422, 400 έτη φωτός από τη Γη.[5][6]. Η παρατήρηση του φάσματος της υδροξυαιθανάλης 60 AU από το IRAS 16293-2422 προτείνει ότι σύνθετα οργανικά μόρια μπορούν να σχηματιστούν σε αστρικά συστήματα πριν από το σχηματισμό των πλανητών, φθάνοντας τελικά στους νέους πλανήτες νωρίς στο σχηματισμό τους[7].

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[8]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C#2-H σ 2sp-1s³ 109 pm 3% C- H+
C#1-H σ 2sp²-1s 107 pm 3% C- H+
O-H σ 2sp³-1s 96 pm 32% O- H+
C-O σ 2sp³-2sp³ 150 pm 19% C+ O-
C=O σ 2sp2-2sp² 132 pm 19% C+ O-
π 2p-2p
C-C σ 2sp³-2sp² 151 pm
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[9]
O (COH) -0,51
O (C=O) -0,38
H (H-C) +0,03
C#2 +0,13
H (H-O) +0,32
C#1 +0,35

Σχηματισμός στην Προβιοτική Γη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο λήμμα: Αβιογένεση

Όταν στη Γη σχηματίστηκε για πρώτη φορά η ατμόσφαιρα θεωρείται ότι αυτή (δηλαδή η ατμόσφαιρα) αποτελούνταν από αέρια όπως το μεθάνιο, η αμμωνία, οι υδρατμοί και άλλα απλά αέρια. Όταν αυτά τα αέρια εκτέθηκαν σε ηλεκτρικές εκκενώσεις σχηματίστηκε μεθανάλη σε αφθονια και υδροξυαιθανάλη (αλλά) σε μικρότερες ποσοτητες. Αυτή η θεωρία είναι παρόμοια με αυτήν των Μίλερ-Ούρι (Miller–Urey). Μετά τις ηλεκτρικές εκκενώσεις, η μεθανάλη και η υδροξυαιθανάλη που σχηματίστηκαν στην πρώιμη γήινη ατμόσφαιρα διαλύθηκαν στη βροχή που μετά έπεσε και αποθηκεύθηκαν σε υδροταμιευτήρες, που θεωρητικά περιείχε επίσης και άλλου διαλύτες, όπως το μεθαναμίδιο. Το μεθαναμίδιο αποδείχθηκε ότι προσφέρει ένα ηλεκτρονιόφιλο υπόβαθρο που είναι αναγκαίο για την παραπέρα αντίδραση των απλών σακχάρων, παράγοντας έτσι πιο σύνθετα σάκχαρα. Οι τότε υδροταμιευτήρες είχαν ένα πολύ αλκαλικό περιβάλλον. Η (τότε) ατμόσφαιρα της Γης (άρχησε) να αποτελείται από (αυξανόμενες συγκεντρώσεις) διοξειδίου του άνθρακα, γεγονός που μείωσε το pH των υδροταμιευτήρων και επέτρεψε το σχηματισμό σύνθετων σακχάρων. Κάποιοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η παρουσία βορικών σε (ορισμένους) τέτοιους υδροταμιευτήρες ήταν που επέτρεψς το σχηματισμό σύνθετων σακχάρων, όπως η ριβόζη, σχηματίζοντας βορικά σύμπλοκα με την τελική πεντόζη. Η υδροξυαιθανάλη ενολοποιείται όταν συνδέεται με βορικά, με την έννοια ότι ο δεσμός C=O δίνει ηλεκτρόνια στο γειτονικό άτομο άνθρακα, σχηματίζοντας διπλό δεσμό (C=C). Το άτομο του οξυγόνου του πρώην καρβονυλίου λαμβάνει ένα άτομο υδρογόνου κατά τη διάρκεια σχηματισμού του διπλού δεσμού. Η υδροξυαιθανόλη μετά παίρνει μέρος σε αλδολικές αντιδράσεις δρώντας ως πυρηνόφιλο. Αυτή η διεργασία απέδοσε (σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία) τα πρώτα σύνθετα σάκχαρα στη Γη[10][11]. Πρέπει να σημειωθεί (όμως) επίσης ότι εργαστηριακά πειράματα επέδειξαν ότι αμινοξέα[12] και διπεπτίδια[13] μπορεί να αναμείχθηκαν στο σχηματισμό σχηματισμό πολύπλοκων σακχάρων. Για παράδειγμα, το διπεπτίδιο L-βαλυλ-L-βαλίνη χρησιμοποιήθηκε ως καταλύτης για την παραγωγή τετροζών από υδροξυαιθανάλη. Θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν επιπρόσθετα δείξει ότι είναι σκόπιμη η χρήση διπεπτιδίων για καταλυτική σύνθεση πεντοζών[14]. Αυτός ο σχηματισμός δείχθηκε ότι εἰναι στερεοειδικός για την καταλυτική σύνθεση D-ριβόζης, που είναι το μόνο φυσικά ιστάμενο εναντιομερές της ριβόζης.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η υδροξυαιθανάλη είναι η δεύτερη πιο άφθονη χημική ένωση που σχηματίζεται όταν παράγεται έλαιο πυρόλυσης (μέχρι και 10%, κατά βάρος)[15].

Με διμερισμό μεθανάλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η υδροξυαιθανάλη είναι ένα ενδιάμεσο της αντίδρασης φορμόζης, κατά την οποία παράγονται σάκχαρα με πρώτη ύλη τη μεθανάλη (αλδολική συμπύκνωση)[16]:


\mathrm{2HCHO \xrightarrow{Ca(OH)_2} HOCH_2CHO}

Με μερική οξείδωση 1,2-αιθανοδιόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με μερική οξείδωση 1,2-αιθανοδιόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[17]:


\mathrm{3HOCH_2CH_2OH + 2CrO_3 \xrightarrow{} HOCH_2CHO + Cr_2O_3 + 3H_2O}

Με μερική αναγωγή αιθανοδιάλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με μερική αναγωγή αιθανοδιάλης παράγεται υδροξυαιθανάλη[18]:


\mathrm{HCOCHO + H_2 \xrightarrow{Ni \; \acute{\eta}  \;  Pd \; \acute{\eta}  \;  Pt} HOCH_2CHO }

  • Αν χρησιμοποιηθεί LiAlH4 είναι πολύ δυσκολότερο να γίνει μερική μόνο αναγωγή. Είναι πολύ πιο πιθανή η αναγωγή σε αιθανοδιόλη-1,2.

Με έμμεση μερική αναγωγή υδροξυαιθανικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Αρχικά το υδροξυαιθανικό οξύ μετατρέπεται σε υδροξυαιθανοϋλοχλωρίδιο[19]:


\mathrm{HOCH_2COOH + SOCl_2 \xrightarrow{} HOCH_2COCl + SO_2 \uparrow + HCl}

2. Το υδροξυαιθανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς υδροξυαιθανάλη:


\mathrm{HOCH_2COCl + H_2 \xrightarrow{Pd} HOCH_2CHO + HCl}

Διυδροξυλίωση αιθινίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διυδροξυλίωση αιθινίου, αντιστοιχεί σε έμμεση προσθήκη H2O2 και παράγει υδροξυαιθανάλη[20]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4). Π.χ.:

\mathrm{
5HC \equiv CH + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 5HOCH_2CHO + 4MnO + 2K_2SO_4 + 2H_2O }

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

\mathrm{
HC \equiv CH + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} HOCH_2CHO }

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αναγωγή προς 1,2-αιθανοδιόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να αναχθεί προς 1,2-αιθανοδιόλη με τις ακόλουθες μεθόδους[18]

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):


\mathrm{4HOCH_2CHO + LiAlH_4 \xrightarrow{} Li[Al(HOCH_2CH_2O)_4] \xrightarrow{+2H_2O} 4HOCH_2CH_2OH + LiAlO_2}

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:


\mathrm{HOCH_2CHO + H_2 \xrightarrow{Ni \; \acute{\eta}  \;  Pd \; \acute{\eta}  \;  Pt} HOCH_2CH_2OH }

Αναγωγή προς αιθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να αναχθεί προς αιθανόλη με την μεθόδο Wolff-Kishner[21]


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_2NH_2 \xrightarrow{-H_2O} HOCH_2CH_2N=NH  \xrightarrow{KOH} CH_3CH_2OH + N_2 \uparrow }

Οξείδωση προς αιθανοδιικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς αιθανοδιικό οξύ, με αραιό υπερμαγγανικό κάλιο[22];


\mathrm{5HOCH_2CHO + 6KMnO_4 + 3H_2SO_4 \xrightarrow{} 5HOOCCOOH + 6MnO + 3K_2SO_4 + 8H_2O}


\mathrm{HOCH_2CHO + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 2CO_2 + 4MnO_2 + 2K_2SO_4 + 4H_2O}

Μερική οξείδωση προς υδροξυαιθανικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς υδροξυαιθανικό οξύ[22];

1. Με τριοξείδιο του χρωμίου:


\mathrm{3HOCH_2CHO + 2CrO_3 \xrightarrow{} 3HOCH_2COOH + Cr_2O_3}

2. Με οξυγόνο:


\mathrm{HOCH_2CHO + O_2 \xrightarrow{} HOCH_2CO_3H \xrightarrow{+HOCH_2CHO} 2HOCH_2COOH}

3. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):


\mathrm{HOCH_2CHO + Ag_2O \xrightarrow{NH_4NO_3} HOCH_2COOH + 2Ag \downarrow}

4. Με αντιδραστήρια Fehling:


\mathrm{HOCH_2CHO + CuO \xrightarrow{NH_4NO_3} HOCH_2COOH + Cu_2O \downarrow}

  • Οι αντιδράσεις 3-4 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη ύδατος σε υδροξυαιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 1,1,2-αιθανοτριόλη[23]:


\mathrm{HOCH_2CHO + H_2O \overrightarrow\longleftarrow HOCH_2CH(OH)_2 }

Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη[24]:


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_2A  \xrightarrow{} HOCH_2CH=NA + H_2O}

  • Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 2-ιμιναιθανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_3  \xrightarrow{} HOCH_2CH=NH + H_2O}

2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλο-2-ιμιναιθανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:


\mathrm{HOCH_2CHO + RNH_2 \xrightarrow{} HOCH_2CH=NR + H_2O}

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται 2-(υδροξυλιμιν)αιθανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_2OH \xrightarrow{} HOCH_2CH=NOH + H_2O}

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 2-υδραζαιθανόλη και με περίσσεια μεθανάλης δι(2-υδροξυλαιθυλιδεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_2NH_2  \xrightarrow{-H_2O} HOCH_2CH=NNH_2 \xrightarrow{+HOCH_2CHO} HOCH_2CH=NN=CHCH_2OH}

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 2-(φαινυλυδραζ)αιθανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh:


\mathrm{HOCH_2CHO + NH_2NHPh  \xrightarrow{} HOCH_2CH=NNHPh + H_2O}

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται ((2-υδροξυλαιθυλιδεν)υδραζο)μεθαναμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHCONH2:


\mathrm{HOCH_2CHO + H_2NNHCONH_2  \xrightarrow{} HOCH_2CH=NNHCONH_2 + H_2O}

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται 2-(αλκυλιμινο)αιθανόλη[25]:


\mathrm{HOCH_2CHO  + RNHR\acute{} \xrightarrow{} HOCH_2C=N(R)R \acute{} }

Αλδολική συμπύκνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυτό της, παράγεται 2,3,4-τριυδροξυβουτανάλη[16]:


\mathrm{2HOCH_2CHO \xrightarrow{OH^-} HOCH_2CH(OH)CH(OH)CHO  }

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[26]:


\mathrm{HOCH_2CHO + XCH_2Y \xrightarrow{OH^-} HOCH_2CH=CH(X)Y + H_2O }

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 3,3-διαλκυλο-2-προπεν-1-όλη[27]:


\mathrm{HOCH_2CHO + Ph_3P^+C^-(R)R \acute{} \xrightarrow{} HOCH_2CH=CH(R)R \acute{} + Ph_3PO }

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=O που περιέχει η υδροξυαιθανάλη. Π.χ.:[28]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2,3-διυδροξυπροπανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2,3-διυδροξυπροπανικό οξύ:


\mathrm{HOCH_2CHO + HCN \xrightarrow{} HOCH_2CH(OH)CN \xrightarrow{+2H_2O} HOCH_2CH(OH)COONH_4 \xrightarrow{+HCl} HOCH_2CH(OH)COOH + NH_4Cl }

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1,2-διυδροξυαιθανοσουλφονικό οξύ:


\mathrm{HOCH_2CHO + NaHSO_3 \xrightarrow{} HOCH_2CH(OH)SO_3Na \xrightarrow{+HCl} HOCH_2CH(OH)SO_3H + NaCl }

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 2-αλκυλο-1,2-αιθανοδιόλη:


\mathrm{HOCH_2CHO + RMgX \xrightarrow{} HOCH_2CH(OMgX)R \xrightarrow{+H_2O} HOCH_2CH(OH)R + Mg(OH)X \downarrow }

4. Με προσθήκη στο καρβονύλιο και υποκατάσταση του υδροξυλίου από πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1,2-τριχλωραιθάνιο:


\mathrm{HOCH_2CHO + 2PCl_5 \xrightarrow{} ClCH_2CHCl_2 + 2POCl_3 + HCl}

Επίδραση υδραζωτικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται υδροξυαιθανονιτρίλιο και υδροξυαιθαναμίδιο[29]:


\mathrm{2HOCH_2CHO + HN_3 \xrightarrow{H_2SO_4} HOCH_2CN + HOCH_2CONH_2 + N_2}

Προσθήκη αλκοολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-1,2-αιθανοδιόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 2,2-διαλκοξυαιθανόλη[30]:


\mathrm{HOCH_2CHO + ROH \xrightarrow{H^+} HOCH_2CH(OR)OH \xrightarrow{+ROH} HOCH_2CH(OR)_2 + H_2O}

Αντίδραση Stracker[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε υδροξυαιθανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3-υδροξυπροπανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, σερίνη[31]:

\mathrm{HOCH_2CHO + HCN + NH_3 \xrightarrow{-H_2O} HOCH_2CH(OH)CN \xrightarrow{+2H_2O} HOCH_2CH(NH_2)COOH  + NH_3}

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά υδροξυμεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[32][33]:


\mathrm{CH_2=CH_2 + HOCH_2CHO \xrightarrow{hv}} 2-(1-υδροξυαιθυλ)οξετάνιο

Αλκοολικά άλατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Αντίδραση με αλκαλιμέταλλα[34]:


\mathrm{HOCH_2CHO + Na \xrightarrow{} NaOCH_2CHO + \frac{1}{2}H_2 \uparrow}

2. Αντίδραση με αμίδια μετάλλων[35]::


\mathrm{HOCH_2CHO + NaNH_2 \xrightarrow{} NaOCH_2CHO + NH_3 \uparrow}

Διαμοριακή αφυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με διαμοριακή αφυδάτωση παράγεται 2-φορμυλομεθυλαιθανάλη[36]:


\mathrm{2HOCH_2CHO \xrightarrow[<140^oC]{H_2SO_4} OCHCH_2OCH_2CHO + H_2O}

Ενδομοριακή αφυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με ενδομοριακή αφυδάτωση παράγεται αιθενόνη[37]:

\mathrm{HOCH_2CHO \xrightarrow[>150^oC]{\pi .H_2SO_4} CH_2=C=O + H_2O }

Καρβοξυλικοί εστέρες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντίδραση με ακυλιωτικά μέσα:
1. Εστεροποίηση με καρβοξυλικό οξύ[38]:


\mathrm{HOCH_2CHO + RCOOH \overrightarrow\longleftarrow RCOOCH_2CHO + H_2O}

  • Πρόκειται για μέθοδο «προστασίας» της υδροξυλομάδας.

2. Εστεροποίηση με ανυδρίτη καρβοξυλικού οξέος[39]:


\mathrm{HOCH_2CHO + RCOOOCR \xrightarrow{} RCOOCH_2CHO + RCOOH}

3. Εστεροποίηση με ακυλαλογονίδιο[40]:


\mathrm{HOCH_2CHO + RCOX \xrightarrow{Py} RCOOCH_2CHO + HX}

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου σε υδροξυαιθανάλη παράγονται γαλακταλδεΰδη, μεθοξυαιθανάλη, υδροξυπροπανόνη και υδροξυμεθυλοξιράνιο[41]:


\mathrm{HOCH_2CHO + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} KCl + H_2O + \frac{2}{5}CH_3CH(OH)CHO + \frac{1}{5}CH_3OCH_2CHO+ \frac{1}{5}CH_3CH(OH)COCH_3+\frac{1}{5}} υδροξυμεθυλοξιράνιο

Βιοχημικός ρόλος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η υδροξυαιθανάλη είναι ένα ενδιάμεσο της αντίδρασης σχηματισμού φορμόζης. Σχηματίζεται από πολλές πρόδρομες ουσίες, που περιλαμβάνουν το αμινοξύ γλυκίνη. Μπορεί να σχηματιστεί με δράση της κετολάσης (ένζυμο) σε 1,6-διφωσφοφρουκτόζη, σε μια εναλλακτική μεταβολική οδό της γλυκόλυσης. Η 1,6-διφωσφοφρουκτόζη μετατρέπεται σε πυροφωσφορική θειαμίνη, κατά διάρκεια της διακλάδωσης φωσφορικής πεντόζης.

Στον καταβολισμό πουρινών, η ξανθίνη πρώτα μετατρέπεται σε ουρικό οξύ, που μετατρέπεται σε 5-υδροξυϊσοουρικό οξύ, που αποκαρβοξυλιώνεται σε αλλαντοΐνη και αλλαντοϊκό οξύ. Μετά την υδρόλυση του πρώτου μορίου ουρίας, απομένει γλυκουρικό οξύ. Μετά την υδρόλυση και του δεύτερου μορίου ουρίας, απομένει υδροξυαιθανάλη. Δυο μόρια υδροξυαιθανάλης συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν 4-φωσφερυθρόζη, που πηγαίνει (πίσω) στη διακλάδωση φωσφορικής γλυκόζης.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Τυπικά θα ήταν 2-υδροξυαιθανάλη, αλλά εδώ η χρήση του αριθμού θέσης αποτελεί πλεονασμό, αφού αν το υδροξύλιο τοποθετηθεί στο #1 άτομο άνθρακα της αλδεΰδης, προκύπτει το αιθανικό οξύ, που είναι μεν ισομερές θέσης, αλλά όχι άλλη υδροξυαιθανάλη.
  2. Carroll, P., Drouin, B., and Widicus Weaver, S., (2010). "The Submillimeter Spectrum of Glycolaldehyde" (PDF). Astrophys. J. 723: 845–849. Bibcode:2010ApJ...723..845C. doi:10.1088/0004-637X/723/1/845.
  3. Hollis, J.M., Lovas, F.J., & Jewell, P.R. (2000). "Interstellar Glycolaldehyde: The First Sugar". The Astrophysical Journal 540 (2): 107–110. Bibcode:2000ApJ...540L.107H. doi:10.1086/312881.
  4. Beltran, M. T.; Codella, C.; Viti, S.; Neri, R.; Cesaroni, R.; (11/2008). First detection of glycolaldehyde outside the Galactic Center. eprint arXiv:0811.3821.
  5. Than, Ker (August 29, 2012). "Sugar Found In Space". National Geographic. Retrieved August 31, 2012.
  6. Staff (August 29, 2012). "Sweet! Astronomers spot sugar molecule near star". AP News. Retrieved August 31, 2012.
  7. Jørgensen, J. K.; Favre, C.; Bisschop, S.; Bourke, T.; Dishoeck, E.; Schmalzl, M. (2012). Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA. eprint.
  8. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  9. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  10. Kim,, H.; Ricardo, A.; Illangkoon, H. I.; Kim, M. J.; Carrigan, M. A.; Frye, F.; Benner, S. A. (2011). "Synthesis of Carbohydrates in Mineral-Guided Prebiotic Cycles". Journal of the American Chemical Society 133 (24)): 9457–9468. doi:10.1021/ja201769f.
  11. Benner,, S. A.; Kim, H.; Carrigan, M. A. (2012). "Asphalt, Water, and the Prebiotic Synthesis of Ribose, Ribonucleosides, and RNA". Accounts of Chemical Research 45 (12): 2025–2034. doi:10.1021/ar200332w.
  12. Pizzarello, Sandra; Weber, A. L. (2004). "Prebiotic amino acids as asymmetric catalysts". Science 303: 1151. doi:10.1126/science.1093057.
  13. Weber, Arthur L.; Pizzarello, S. (2006). "The peptide-catalyzed stereospecific synthesis of tetroses: A possible model for prebiotic molecular evolution". Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 103: 12713–12717. doi:10.1073/pnas.0602320103.
  14. Cantillo, D.; Ávalos, M.; Babiano, R.; Cintas, P.; Jiménez, J. L.; Palacios, J. C. (2012). "On the Prebiotic Synthesis of D-Sugars Catalyzed by L-Peptides Assessments from First-Principles Calculations". Chemistry a European Journal 18: 8795–8799. doi:10.1002/chem.201200466.
  15. Moha, Dinesh; Charles U. Pittman, Jr. & Philip H. Steele (10th). "Pyrolysis of Wood/Biomass for Bio-oil:  A Critical Review". Energy & Fuels 206 (3): 858 Extra |pages= or |at= (help). doi:10.1021/ef0502397. Retrieved 5 September 2013.
  16. 16,0 16,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
  18. 18,0 18,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
  22. 22,0 22,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  23. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.
  26. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
  27. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
  28. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
  29. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
  30. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
  31. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
  32. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341. 
  33. G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. 
  34. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4α.
  35. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4β.
  36. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.5β.
  37. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3.
  38. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4α.
  39. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4β.
  40. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4γ.
  41. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Glycolaldehyde της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Glycolaldéhyde της Γαλλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα formose reaction της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).