Глиоксаль - Glyoxal

Глиоксаль

Имена
Предпочтительное название IUPAC Ethanedial
Другие имена Глиоксаль Оксальдегид Оксалальдегид
Идентификаторы
Количество CAS	107-22-2 Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 34779 Y
ChemSpider	7572 Y
ECHA InfoCard	100.003.160
КЕГГ	C14448 Y
PubChem CID	7860
UNII	50NP6JJ975 Y
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID5025364
ИнЧИ InChI = 1S / C2H2O2 / c3-1-2-4 / h1-2H Y Ключ: LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N Y InChI = 1 / C2H2O2 / c3-1-2-4 / h1-2H Ключ: LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYAX
Улыбки O = CC = O
Характеристики
Химическая формула	C2ЧАС2О2
Молярная масса	58.036 г · моль^−1
Плотность	1,27 г / см^3
Температура плавления	15 ° С (59 ° F, 288 К)
Точка кипения	51 ° С (124 ° F, 324 К)
Термохимия
Теплоемкость (C)	1,044 Дж / (К · г)
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)	1 2 1
точка возгорания	-4 ° С (25 ° F, 269 К)
Самовоспламенение температура	285 ° С (545 ° F, 558 К)
Родственные соединения
Связанный альдегиды	ацетальдегид гликолевый альдегид пропандиальный метилглиоксаль
Родственные соединения	глиоксиловая кислота гликолевая кислота Щавелевая кислота пировиноградная кислота диацетил ацетилацетон
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверять (что YN ?)
Ссылки на инфобоксы

Глиоксаль является органическое соединение с химическая формула ОЧЧО. Это самый маленький диальдегид (соединение с двумя альдегид группы). Это кристаллическое твердое вещество, белое при низких температурах и желтое около температура плавления (15 ° С). Жидкость желтая, а пар зеленый.^[1]

Чистый глиоксаль обычно не встречается, поскольку он образует гидраты, который олигомеризовать. Для многих целей эти гидратированные олигомеры ведут себя аналогично глиоксалю. Он производится в промышленных масштабах как предшественник многих продуктов.^[2]

Производство

Глиоксаль был впервые получен и назван немецко-британским химиком. Генрих Дебус (1824–1915), реагируя этиловый спирт с азотная кислота.^[3][4]

Промышленный глиоксаль получают либо в газовой фазе. окисление из этиленгликоль в присутствии серебро или же медь катализатор (процесс Лапорта) или жидкофазным окислением ацетальдегид с азотная кислота.^[2]

Первый коммерческий источник глиоксаля был в Ламот, Франция, начат в 1960 году. Самым крупным коммерческим источником является BASF в Людвигсхафен, Германия, около 60 000 тонн в год. Другие производственные площадки существуют также в США и Китае. Коммерческий массовый глиоксаль производится и описывается как раствор в воде с концентрацией 40%.

Лабораторные методы

Глиоксаль можно синтезировать в лаборатории путем окисления ацетальдегид с селеновая кислота.^[5]

Безводный глиоксаль получают нагреванием твердого гидрата (ов) глиоксаля с пятиокись фосфора и конденсация паров в холодная ловушка.^[6]

Характеристики

Экспериментально определенная Закон Генри константа глиоксаля составляет:

${\displaystyle K_{\text{H}}=4.19\times 10^{5}\times \exp \left[{\frac {6.22\times 10^{4}\,{\text{kJ}}\,{\text{mol}}^{-1}}{R}}\times \left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{298\,{\text{K}}}}\right)\right]\,{\text{M}}\,{\text{atm}}^{-1}.}$^[7]

Биохимия

Гликирование часто влечет за собой модификацию гуанидиновой группы остатков аргинина глиоксалем (R = H), метилглиоксаль (R = Me) и 3-дезоксиглюкозон, которые возникают в результате метаболизма при диете с высоким содержанием углеводов. Измененные таким образом эти белки способствуют развитию осложнений диабета.

Конечные продукты с улучшенным гликированием (AGE) - это белки или липиды, которые становятся гликированный в результате диеты с высоким содержанием сахара.^[8] Они являются биомаркером, участвующим в старении и развитии или ухудшении многих дегенеративные заболевания, Такие как сахарный диабет, атеросклероз, хроническая болезнь почек, и Болезнь Альцгеймера.^[9]

Приложения

Бумага с покрытием и текстильная отделка использовать большое количество глиоксаля в качестве сшивающий агент за крахмал составы на основе. Он конденсируется с мочевина с получением 4,5-дигидрокси-2-имидазолидинона, который далее реагирует с формальдегид для получения бис (гидроксиметил) производного диметилол этиленмочевина, который используется для химической обработки одежды, устойчивой к появлению морщин, то есть постоянной печати.

Глиоксаль используется как солюбилизатор и сшивание агент в химия полимеров.

Глиоксаль - ценный строительный блок в органический синтез, особенно в синтезе гетероциклы Такие как имидазолы.^[10] Удобной формой реагента для использования в лаборатории является его бис (полуацеталь) с этиленгликоль, 1,4-диоксан-2,3-диол. Это соединение коммерчески доступно.

Растворы глиоксаля также могут использоваться в качестве фиксатор за гистология, то есть метод сохранения клеток для изучения их под микроскопом.

Глиоксаль и его производные также используются в химическое зондирование структуры РНК, поскольку они реагируют со свободными гуанинами в РНК.^[11]

Видообразование в растворе

Гидратированный глиоксаль (вверху) и производные олигомеры, называемые димерами и тримерами. Средние и нижние виды существуют в виде смесей изомеров.

Глиоксаль обычно поставляется в виде 40% водного раствора.^[2] Как и другие маленькие альдегиды, глиоксаль образует гидраты. Кроме того, гидраты конденсируются с образованием ряда олигомеров, структура некоторых из которых остается неопределенной. Для большинства приложений точная природа частиц в растворе не имеет значения. По крайней мере, один гидрат глиоксаля продается на рынке, дигидрат тримера глиоксаля: [(CHO)₂]₃(ЧАС₂O)₂ (CAS 4405-13-4). Доступны и другие эквиваленты глиоксаля, такие как полуацеталь этиленгликоля 1,4-диоксан-транс-2,3-диол (CAS  4845-50-5, m.p. 91–95 ° С),

По оценкам, при концентрациях менее 1M, глиоксаль существует преимущественно в виде мономера или его гидратов, то есть OCHCHO, OCHCH (OH)₂, или (HO)₂CHCH (ОН)₂. При концентрациях выше 1 М преобладают димеры. Эти димеры, вероятно, диоксоланы, по формуле [(HO) CH]₂О₂ЧЧО.^[12] Димеры и тримеры осаждаются в виде твердых веществ из холодных растворов.

Другие случаи

Глиоксаль наблюдался как след газа в атмосфере, например как продукт окисления углеводородов.^[13] Тропосферный концентрации 0–200ppt по объему, в загрязненных регионах до 1 ppb по объему.^[14]

Безопасность

В LD50 (перорально, крысы) составляет 3300 мг / кг, что очень много.^[2]

Рекомендации

1. О'Нил, М.Дж. (2001): Индекс Merck, 13-е издание, стр. 803.
2. Маттиода, Жорж; Блан, Ален. «Глиоксаль». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a12_491.pub2.
3. Видеть:
   • Х. Дебус (1857) «О действии азотной кислоты на спирт при обычных температурах». Философский журнал, 4-я серия, 13 : 39–49. С п. 40: «Этот остаток почти полностью состоял из альдегида глиоксиловой кислоты; я предложил назвать его Глиоксаль, С₂ЧАС₄О₃."
   • Х. Дебус (1857) «На глиоксале», Философский журнал, 4-я серия, 13 : 66.
4. Генри Энфилд Роско и Карл Шорлеммер, Трактат по химии, т. 3 (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Д. Эпплтон и Ко, 1890), С. 101-102.
5. Ronzio, A.R .; Во, Т. Д. (1944). «Глиоксаль бисульфит». Органический синтез. 24: 61.; Коллективный объем, 3, п. 438
6. Harries, C .; Темме, Ф. (1907). "Убер мономолекуларес унд тримолекуларес глиоксаль" [О мономолекулярном и тримоэкулярном глиоксале]. Берихте. 40 (1): 165–172. Дои:10.1002 / cber.19070400124. Man erhitzt nun das Glyoxal-Phosphorpentoxyd-Gemisch mit freier Flamme und beobachtet bald, dass sich unter Schwarzfärbung des Kolbeninhalte ein flüchtiges grünes Gas bildet, welches sich in der gekühltenöövölnde kölnder zu sch. [Нагревают смесь (сырого) глиоксаля и P₄О₁₀ с открытым пламенем и вскоре после почернения содержимого наблюдает подвижный зеленый газ, который конденсируется в охлажденной колбе в виде красивых желтых кристаллов.]
7. Ip, H. S .; Хуанг, X. H .; Ю., Дж. З. (2009). «Эффективные константы закона Генри для глиоксаля, глиоксиловой кислоты и гликолевой кислоты» (PDF). Geophys. Res. Латыш. 36 (1): L01802. Bibcode:2009GeoRL..36.1802I. Дои:10.1029 / 2008GL036212.
8. Голдин, Элисон; Бекман, Джошуа А .; Шмидт, Энн Мари; Крегер, Марк А. (2006). "Американская Ассоциация Сердца". Тираж. 114 (6): 597–605. Дои:10.1161 / CIRCULATIONAHA.106.621854. PMID  16894049.
9. Вистоли, G; Де Маддис, Д; Ципак, А; Жаркович, Н; Карини, М; Альдини, G (август 2013 г.). «Конечные продукты продвинутого гликоксидирования и липоксидирования (AGE и ALE): обзор механизмов их образования» (PDF). Свободный Радич. Res. 47: Дополнение 1: 3–27. Дои:10.3109/10715762.2013.815348. PMID  23767955. S2CID  207517855.
10. Snyder, H.R .; Handrick, R.G .; Брукс, Л. А. (1942). «Имидазол». Органический синтез. 22: 65.; Коллективный объем, 3, п. 471
11. Mitchell, D; Ричи, L; Парк, H; Бабицке, П; Ассманн, S; Бевилаква, П. (2017). "Глиоксали как структурные зонды РНК in vivo пары гуаниновых оснований". РНК. 24 (1): 114–124. Дои:10.1261 / rna.064014.117. ЧВК  5733565. PMID  29030489.
12. Уиппл, Э. Б. (1970). «Структура глиоксаля в воде». Варенье. Chem. Soc. 92 (24): 7183–7186. Дои:10.1021 / ja00727a027.
13. Врекоусси, М .; Wittrock, F .; Richter, A .; Берроуз, Дж. П. (2009). «Временная и пространственная изменчивость глиоксаля, наблюдаемая из космоса». Атмос. Chem. Phys. 9 (13): 4485–4504. Дои:10.5194 / acp-9-4485-2009.
14. Волкамер, Райнер; и другие. (2007). «Отсутствующий сток для газофазного глиоксаля в Мехико: образование вторичного органического аэрозоля». Geophys. Res. Латыш. 34 (19): 19. Bibcode:2007GeoRL..3419807V. Дои:10.1029 / 2007gl030752.

внешняя ссылка

• «Промышленное применение глиоксаля». BASF.