Հիդրօքսիթթուներ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Հիդրօքսիկարբոնաթթուները բնութագրվում են ատոմայնությամբ և հիմնայնությամբ։ Ատոմայնությունը որոշվում է հիդրօքսիլ խմբերի թվով, ներառյալ կարբօքսիլ խմբի OH խումբը, իսկ հիմնայնությունը որոշվում է միայն կարբօքսիլ խմբերի թվով։ Օրինակ,կաթնաթթու միահիմն երկատոմանի հիդրօքսիթթու է։

Օքսիթթուների իզոմերիա[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Օքսիթթուների իզոմերիան պայմանավորված է՝

  • 1.ածխածնային շղթայի կառուցվածքով
  • 2.OH խմբի դիրքով
  • 3.ասիմետրիկ ածխածինների առկայությամբ (ստերեոիզոմերիա կամ օպտիկական իզոմերիա, գինեթթուների օրինակով)։

Միահիմն հիդրօքսիթթուներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ընդհանուր բանաձևն է.

R-CHOH-(CH2)n-COOH R=H,Alk,Ar, n=0,1,2,...

Առավել կարևոր կենսաբանական դեր ունեն հետևյալ հիդրօքսիկարբոնաթթուները։

OH-CH2-COOH գլիկոլաթթու,2-հիդրօքսիէթանաթթու

Կաթնաթթու
α,β,γ-հիդրօքսիթթուներ

Հիդրօքսիթթուների առաջացման եղանակները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1.Կարբոնաթթուների հալոգենածանցյալներից նուկելաֆիլ տեղակալման մեխանիզմով (հիմքերի հետ փոխազդելիս)։

Cl-CH2-COOH+2NaOH→HO-CH2-COONa+HCl→HO-CH2-COOH+2NaCl

2.Կարբոնիլ միացություններին HCN-ի նուկելաֆիլ միացման (ցիանհիդրինային սինթեզ) և առաջացած հիդրօքսինիտրիլի հետագա հիդրոլիզի ճանապարհով։

CH3-CH2-CH2-CHO+HCN→CH3-CH2-CH2-CH(OH)-CN+2H2O→CH3-CH2-CH2-CH(OH)-COOH+NH3

Այս եղանակներով ստանում են միայն α-հիդրօքսիթթուներ։

3.α,β-չհագեցած ճարպաթթուների հիդրատացումից, սովորաբար առաջանում են β-հիդրօքսիթթուներ (շնորհիվ էլեկտրոնային խտության վերաբաշխման ռեակցիան գնում է հակառակ Մարկովնիկովի կանոնի)։

CH2=CH-COOH+H2O→CH2(OH)-CH2-COOH

4.Դիոլների առաջնային սպիրտային խմբի, կամ ալդեհիդոսպիրտների ալդեհիդային խմբերի օքսիդացումից։

HO—CH2—CH2—OH→CH2(OH)-COOH

5.Կետոթթուների վերականգնման եղանակով, որը հյուսվածքներում կատարվում է ֆերմենտատիվ եղանակով։ Օրինակ, կաթնաթթվի առաջացումը պիրոխաղողաթթվից լակտատդեհիդրոգենազ ֆերմենտի մասնակցությամբ։

Կաթնաթթվի առաջացումը

Հիդրօքսիթթուների քիմիական հատկությունները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հիդրօքսիթթուները շնորհիվ OH և COOH խմբերի առկայության տալիս են բոլոր այն ռեակցիաները, որոնք բնորոշ են սպիրտներին և թթուներին՝ պարզ և բարդ եթերների առաջացում, օքսիդացում, տեղակալում և և այլն։ Սակայն տալիս են նաև յուրահատուկ ռեակցիաներ, որոնք պայմանավորված են ֆունկցիոնալ խմբերի միմյանց նկատմամբ որոշակի դասավորությամբ։ Այսպես, հիդրօքսիթթուներում նուկլեաֆիլ տեղակալման ռեակցիան կարբոնիլ խմբի sp2 հիբրիդացված ածխածնի ատոմի և կարբօքսիլ խմբերի միջև կարող է տեղի ունենալ ինչպես նույն մոլեկուլի խմբերի միջև (ներմոլեկուլային),այնպես էլ տարբեր մոլեկուլների միջև (միջմոլեկուլային)։Քանի որ ներմոլեկուլային ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են ցիկլիկ բարդ եթերներ (լակտոններ),ապա չափազանց կարևոր է առաջացած ցիկլերի թերմոդինամիկական կայունությունը։ Դրանով է պայմանավորված այն փաստը, որ ռեակցիայի արդյուքները, որպես կանոն, վեցանդամանի կամ հինգանդամանի ցիկլեր են, հետևաբար այդպիսի ռեակցիաներ կարող են տալ γ-հիդրօքսիթթուներ[1]։

γ-բութիրոլակտոն

α-օքսիթթուների համար բնորոշ է միջմոլեկուլային փոխազդեցությունը, որի հետևանքով առաջանում են ցիկլիկ բարդ եթերներ-լակտիդներԼՕրինակ, կաթնաթթվից, տաքացման պայմաններում առաջանում է լակտիդ։

Լակտիդի առաջացումը կաթնաթթվից

β-հիդրօքսիթթուների α-ածխածնի մոտ գոյանում է -CH թթվային կենտրոն, որի շնորհիվ նրանք ենթարկվում են ներմոլեկուլային դեհիդրատացման, առաջացնելով α,β-չհագեցած կարբոնաթթուներ։

Կրոտոնաթթվի առաջացումը

Այս ռեակցիաներից օգտվում են α,β,γ-թթուների տարբերակման համար։

Ցիկլիկ հիդրօքսիթթուների ածանցյալները օգտագործվում են որպես դեղանյութեր։

Ացետիլսալիցիլաթթու (ասպիրին)

Բազմահիմն հիդրօքսիթթուներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բազմահիմն հիդրօքսիթթուներից առավել մեծ կենսաբանական դեր ունեն հիդրօքսիբութանդիթթուն (խնձորաթթու),2հիդրօքսի-1,2,3-եռկարբօքիպրոպան (կիտրոնաթթու) և 2,3-դեհիդրօքսիբութանդիթթուները (գինեթթուներ)։Խնձորաթթուն առաջանում է ֆումարաթթվի հիդրատացման արդյունքում։

Կիտրոնաթթուն առաջանում է ալդոլ միացման մեխանիզմով, օքսալաքացախաթթվից և ացետիլ-CoA-ից (Կրեբսի ցիկլում)։

Կիտրոնաթթվի ստացումը Կրեբսի ցիկլում

Կիտրոնաթթուն ենթարկվում է դեհիդրատացման նման β-հիդրօքսիկարագաթթվից, առաջացնելով չհեագեցած եռկարբոնաթթու՝ ցիտ-ակոնիտաթթու, որը միացնելով ջուր վերածվում է իզոկիտրոնաթթվի (1-հիդրօքսի-1,2,3-եռկարբօքսիպրոպան)։Ջրի միացումը գնում է հակառակ Մարկովնիկովի կանոնի։ Այս եղանակով է ընթանում եռկարբոնաթթուների փոխանակությունը միտոքոնդրիաներում՝ համապատասխան ֆերմենտների մասնակցությամբ։

Հիդրօքսիթթուները, բացի նյութափոխանակության մեջ իրենց կարևոր դերից, ունեն նաև կիրառական մեծ դեր մի շարք ասպարեզներում։ Բժշկության հետ անմիջապես առնչվում է նրանց յուրահատուկ ազդեցությունը մաշկի վրա։ Թթուների շփումը մաշկի հետ բերում է այրվածքների (ֆենոլի, ծծմբական թթվի դեպքում չափազանց ծանր)։Այնուամենայնիվ նրանք լայն կիրառում ունեն տարբեր մաշկային հիվանդությունների բուժման համար։ Թույլ թթուների լուծույթները միջանկյալ տեղ են գրավում դեղանյութերի և շպարի միջև։ Եռքլորքացախաթթուն, որն ուժեղ թթու է, օգտագործվում է էկզեմայի և պսորիասի բուժման ժամանակ, կնճիռների և սպիների հեռացման համար։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ կարճատև ազդեցության հետևանքով մաշկի մակերեսային շերտերը քայքայվում են։ Արդյունքը համեմատելի է I և II աստիճանի այրվածքի հետ, որի հետևանքով ծեր մաշկը փոխարինվում է նոր, նուրբ, հարթ մաշկով։ Մի շարք բնական ծագում ունեցող α-հիդրօքսիթթուներ, որոնք քացախաթթվի նման թույլ թթուներ են, ավելի մեղմ բուժիչ ազդեցություն ունեն։ Օրինակ, գլիկոլաթթվի օգտագործումից մի քանի ժամ հետո մաշկը վերադառնում է նորմալ տեսքի։ Թթուների բարձր կոնցենտրացիաները կիրառում են նախաքաղցկեղային ախտահարումների ժամանակ և տհաճ, կոշտացած մաշկը (կեռատոզ) հեռացնելու համար։α-հիդրօքսիթթուների էֆեկտիվությունը լայն կիրառում է գտել շպար (դիմահարդարման միջոցներ) արտադրող արդյունաբերության մեջ։ Այժմ բազմաթիվ քսուկների և լոսյոնների կազմում հաճախ են ընդգրկում կաթնաթթու (լոսյոններում 12 %,քսուկներում ավելի փոքր կոնցենտրացիայով)։

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Manfred T. Reetz: Biocatalysis in Organic Chemistry and Biotechnology: Past, Present, and Future, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) S. 12480−12496.

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]