Kyselina acetyloctová
| Kyselina acetyloctová | |
 | |
 | |
| Všeobecné vlastnosti | |
| Sumárny vzorec | C4H6O3 |
| Systematický názov | Kyselina 3-oxobutánová |
| Synonymá | kyselina acetoctová, kyselina β-oxobutánová, kyselina 3-oxobutánová, acetoacetát, acetacetát |
| Fyzikálne vlastnosti | |
| Molárna hmotnosť | 102,089 g·mol−1 |
| Rozpustnosť vo vode | Rozpustná |
| Teplota topenia | 36,5 °C |
| Teplota varu | Rozkladá sa |
| Rozpustnosť | Rozpustná v etanole, éteri |
| pKA | 3.58[1] |
| Ďalšie informácie | |
| Číslo CAS | 541-50-4 |
| Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |
Kyselina acetyloctová je organická zlúčenina, ktorej vzorec je CH3COCH2COOH. Je to najjednoduchšia beta-ketokyselina a podobné ako iné beta-ketokyseliny je nestabilná. Metyl- a etylester, ktoré sú celkom stabilné, sú vo veľkom množstve produkované priemyselne ako prekurzory pre farbivá. Kyselina acetyloctová je slabá kyselina.[2] Konjugovanou zásadou kyseliny acetyloctovej je acetyloctan, bežne nazývaný acetoacetát.
Biochémia
[upraviť | upraviť zdroj]Za bežných fyziologických podmienok je kyselina acetyloctová prítomná ako jej konjugovaná zásada, acetoacetát.
Acetoacetát sa produkuje v mitochondriách pečene z acetoacetylkoenzýmu A. Najprv je naňho pripojený acetyl (pochádzajúci z acetylkoenzýmu A) za vzniku 3-hydroxy-3-metylglutarylkoenzýmu A. Po odštiepení acetylkoenzýmu A následne vzniká acetoacetát. Počiatočný acetoacetát môže pochádzať z posledného cyklu beta-oxidácie mastných kyselín alebo môže byť syntetizovaný z dvoch molekúl acetylkoenzýmu A za katalýzy tiolázou.[3]
U cicavcov je acetoacetát produkovaný v pečeni, spolu s ostatnými dvoma ketolátkami, odkiaľ je vypúšťaný do krvného obehu ako zdroj energie počas hladovania, cvičenia alebo ako prejav cukrovky 1. typu.[4] Pri tomto procese je na acetoacetát najprv presunutý koenzým A zo sukcinylkoenzýmu A, čím ho premení naspäť na acetoacetylkoenzým A. Ten je následne pomocou tiolázy rozdelený na dva acetylkoenzýmy A, ktoré vstupujú do citrátového cyklu. Srdcový sval a kôra obličiek využívajú radšej acetoacetát než glukózu. Mozog využíva acetoacetát pri nízkych koncentráciach glukózy v prípade hladovania alebo cukrovky.[3]
Syntéza a vlastnosti
[upraviť | upraviť zdroj]Kyselina acetyloctová sa dá pripraviť hydrolýzou diketénu. Jej estery sú podobne pripravované reakciou diketénu s alkoholmi,[2] z ktorých je možné kyselinu acetyloctovú uvoľniť opäť hydrolýzou.[5]
Všeobecne sa kyselina acetyloctová vyrába pri 0 °C a používa okamžite,[6] keďže je nestabilná. Relatívne rýchlo sa rozkladá na acetón a oxid uhličitý:
- CH3C(O)CH2CO2H → CH3C(O)CH3 + CO2
Polčas rozkladu kyseliny acetyloctovej pri 37 °C vo vode je asi 140 minút, zatiaľ čo polčas rozkladu bazickej formy (aniónu, teda acetoacetátu) je 130 hodín. To znamená, že acetoacetát reaguje asi 55-krát pomalšie.[7]
Rozklad acetoacetátu na prchavý acetón sa kedyi využíval na odhalenie cukrovky. Dych a čiastočne i pot pacientov trpiacich cukrovkou totiž zapácha po acetóne, pretože v ich krvi je acetoacetát prítomný vo zvýšenej koncentrácií kvôli nedostatočnému uvoľňovaniu glukózy.
Ako väčšina alkylkarboxylových kyselín, je to slabá kyselina a jej pKa je 3,58.[8]
Kyselina acetyloctová podlieha keto-enol tautomerizácii, počas ktorej je enol forma čiastočne stabilizovaná konjugáciou intramolekulárnej vodíkovej väzby. Rovnováha je veľmi závislá na rozpúšťadle – keto forma silne prevláda v kyslých rozpúšťadlách (98 % vo vode), zatiaľ čo enol forma tvorí asi 25-49 % v nepolárnych solventoch.[9]
Využitie
[upraviť | upraviť zdroj]
Estery kyseliny acetyloctovej sa dajú využiť ako acetoacetylačné činidlá, ktoré sa bežne využívajú pri tvorbe arylidovej žltej a diarylidových farbív.[2] Diketén takisto reaguje s alkoholmi a amínmi na odpovedajúce deriváty kyseliny acetyloctovej v procese zvanom acetoacetylácia. Príkladom takej reakcie je reakcia so 4-amínoindánom:[10]
Detekcia
[upraviť | upraviť zdroj]Kyselina acetyloctová sa stanovuje u pacientov s cukrovkou pomocou testu na ketoacidózu,[11] rovnako pri pozorovaní ľudí na ketogénnej diéte alebo diéte s nízkym obsahom sacharidov.[12][13] Bežne sa na toto stanovenie používajú diagnostické prúžky, na ktorých je nitroprusid alebo podobné reagenty. Nitroprusid sodný mení farbu z ružovej na fialovú v prítomnosti acetoacetátu, konjugovanej zásady kyseliny acetyloctovej. Vyhodnotenie prebieha vizuálnym porovnaním s referenčnou škálou daného diagnostického prúžku. Týmto testom však nie je možné stanoviť β-hydroxybutyrát, najzastúpenejšiu ketolátku v tele, ani acetón, ktorý je prchavý.
Podobný test je možné urobiť i u dojných kráv na stanovenie ketózy.[14]
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ Dawson, R. M. C., et al., Data for Biochemical Research, Oxford, Clarendon Press, 1959.
- ↑ a b c Franz Dietrich Klingler; Wolfgang Ebertz. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim : Wiley-VCH, 2005. ISBN 978-3527306732. DOI:10.1002/14356007.a18_313 Oxocarboxylic Acids.
- ↑ a b Lubert Stryer. Biochemistry. 2nd. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1981.
- ↑ STRYER, Lubert. Biochemistry.. Fourth. vyd. New York : W.H. Freeman and Company, 1995. ISBN 0 7167 2009 4. S. 510–515, 581–613, 775–778.
- ↑ Robert C. Krueger. Crystalline Acetoacetic Acid. Journal of the American Chemical Society, 1952, s. 5536. DOI: 10.1021/ja01141a521.
- ↑ Reynolds, George A.; VanAllan, J. A. (1952). "Methylglyoxal-ω-Phenylhydrazone". Organic Syntheses. 32: 84. doi:10.15227/orgsyn.032.0084.; Collective Volume, 4, p. 633
- ↑ Kinetics of decarboxilation of acetoacetic acid. Aust. J. Chem., 1967, s. 1823–8. DOI: 10.1071/CH9671823.
- ↑ Dawson, R. M. C., et al., Data for Biochemical Research, Oxford, Clarendon Press, 1959.
- ↑ Tautomeric equilibriums in acetoacetic acid. The Journal of Organic Chemistry, 1980, s. 1626–1628. ISSN 0022-3263. DOI: 10.1021/jo01297a017.
- ↑ Knorr Cyclizations and Distonic Superelectrophiles. J. Org. Chem., 2007, s. 9761–9764. DOI: 10.1021/jo7013092. PMID 17999519.
- ↑ The evolution of diabetic ketoacidosis: An update of its etiology, pathogenesis and management. Metabolism: Clinical and Experimental, April 2016, s. 507–21. DOI: 10.1016/j.metabol.2015.12.007. PMID 26975543.
- ↑ Clinical aspects of the ketogenic diet. Epilepsia, January 2007, s. 31–42. DOI: 10.1111/j.1528-1167.2007.00914.x. PMID 17241206.
- ↑ Ketogenic diets for weight loss: A review of their principles, safety and efficacy. Obesity Research & Clinical Practice, 2008, s. I-II. DOI: 10.1016/j.orcp.2007.11.003. PMID 24351673.
- ↑ A systematic review and meta-analysis of the diagnostic accuracy of point-of-care tests for the detection of hyperketonemia in dairy cows.. Preventive Veterinary Medicine, 1 August 2016, s. 18–32. DOI: 10.1016/j.prevetmed.2016.06.002. PMID 27435643.
Pozri aj
[upraviť | upraviť zdroj]Zdroj
[upraviť | upraviť zdroj]
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Acetoacetic acid na anglickej Wikipédii.