Reakcja formozowa

Reakcja formozowa – odkryta przez Aleksandra Butlerowa w 1861[1][2] reakcja tworzenia cukru z formaldehydu. Słowo „formoza” pochodzi z połączenia formaldehydu i aldozy.

Historia i autorstwo

Na konferencji Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego w 1878 A.P. Eltekow przedstawił nową metodę syntezy rozgałęzionych węglowodorów nienasyconych. Nad tematem pracował A. Butlerow, a jego asystentką była Julia Lermontowa, która przeprowadziła wiele eksperymentów. Reakcja znana jest dziś jako reakcja Butlerowa-Eltekowa-Lermontowej[3].

Reakcja i jej mechanizm

Reakcja katalizowana jest przez zasadę i metal dwuwartościowy, jak wapń. Etapy pośrednie zachodzą w mechanizmie kondensacji aldolowej, reakcji odwrotnej do kondensacji aldolowej, izomeryzacji między aldozą i ketozą. Produkty pośrednie to glikoaldehyd, gliceraldehyd, dihydroksyaceton oraz tetrozy. W 1959 Ronald Breslow zaproponował mechanizm dla tej reakcji składający się z następujących kroków[4]:

Mechanizm reakcji formozowej
Mechanizm reakcji formozowej

Reakcja zaczyna się od kondensacji dwóch cząsteczek metanalu, tworzących razem glikoaldehyd (1). Reaguje on następnie w mechanizmie kondensacji aldolowej z kolejną cząsteczką aldehydu mrówkowego, tworząc gliceraldehyd (2). izomeryzacja pomiędzy formami aldozową i ketozową tworzy z niego dihydroksyaceton (3), który może reagować z (1), dając w efekcie rybulozę (4), przechodzącą potem izomeryzację do rybozy (5). Dihydroksyaceton może również reagować z metanalem, dając w efekcie tetrulozę (6), a następnie aldotetrozę (7). Ta ostatnia cząsteczka potrafi ulec podziałowi z wytworzeniem (2) w mechanizmie odwrotnej kondensacji aldolowej.

Znaczenie

Reakcja formozowa ma wielkie znacznie dla pytania o pochodzenie życia. Wyjaśnia bowiem część ścieżki wiodącej od prostego metanalu do złożonych cukrów, jak ryboza, prowadzącej dalej do RNA. W jednym z doświadczeń symulujących warunki panujące na wczesnej Ziemi pentozy tworzyły się z mieszanin formaldehydu, glyceraldehydu i minerałów boranowych, jak colemanit (Ca2B6O11 · 5H2O) czy kernit (Na2B4O7)[5] Zarówno metanal, jak i glikoaldehyd obserwowano dzięki spektroskopii w przestrzeni kosmicznej, co stawia reakcję formozową w obszarze zainteresowań astrobiologii.

Przypisy

  1. ↑ publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać A.M. Boutlerow. Formation synthétique d’une substance sucrée. „Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie”. 53, s. 145–147, 1861. [dostęp 2017-06-08]. (fr.).  Przedruk niemiecki: publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać A. Butlerow. Bildung einer zuckerartigen Substanz durch Synthese. „Justus Liebigs Annalen der Chemie”. 120 (3), s. 295–298, 1861. DOI: 10.1002/jlac.18611200308. [dostęp 2017-06-08]. (niem.). 
  2. ↑ Leslie E. Orgel, Self-organizing biochemical cycles, „PNAS”, 23, 97, 2000, s. 12503–12507, DOI: 10.1073/pnas.220406697, PMID: 11058157, PMCID: PMC18793 (ang.).
  3. ↑ Julia Lermontowa – Piękniejsza Strona Nauki [online] [dostęp 2022-01-07] (pol.).
  4. ↑ Ronald Breslow, On the mechanism of the formose reaction, „Tetrahedron Letters”, 21, 1, 1959, s. 22–26, DOI: 10.1016/S0040-4039(01)99487-0 (ang.).
  5. ↑ A. Ricardo, M.A. Carrigan, A.N. Olcott, S.A. Benner, Borate Minerals Stabilize Ribose, „Science”, 5655, 303, 2004, s. 196, DOI: 10.1126/science.1092464, PMID: 14716004 (ang.).

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.
Kembali kehalaman sebelumnya