Дигидроксиацетон
Дигидроксиацетон (глицерон, ацетоза, 1,3-дигидроксипропанон-2) — моносахарид из группы триоз с эмпирической формулой C3H6O3. Является простейшим представителем кетосахаров (кетоз) и единственным представителем группы кетотриоз[1][2].
| Дигидроксиацетон | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
1,3-дигидроксипропанон-2 | ||
| Традиционные названия | Дигидроксиацетон, глицерон, ацетоза | ||
| Хим. формула | СН2(ОН)-СО-СН2(ОН) | ||
| Рац. формула | C3H6O3 | ||
| Физические свойства | |||
| Молярная масса | 90,078 г/моль | ||
| Плотность | 1,372 г/см³ | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | 90 °C | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 96-26-4 | ||
| PubChem | 670 | ||
| Рег. номер EINECS | 202-494-5 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| ChEBI | 16016 | ||
| ChemSpider | 650 | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Строение молекулы
Дигидроксиацетон, будучи самым простым из всех кетоз, не имеет асимметрического атома углерода (хирального центра) и, как следствие, не обладает оптической активностью. В кристаллическом состоянии и в свежеприготовленном водном растворе дигидроксиацетон существует в виде циклического димера. Спустя некоторое время в растворе димер распадается[2].
Структурным изомером дигидроксиацетона является глицеральдегид.
Физические и химические свойства
Дигидроксиацетон представляет собой гигроскопичное белое кристаллическое вещество, обладающее сладким вкусом и характерным запахом. Хорошо растворим в воде, гораздо хуже растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, ацетоне, толуоле и других малополярных и неполярных растворителях[3].
Дигидроксиацетон вступает практически во все реакции, типичные для кетонов, например с фенилгидразином он дает фенилгидразон и затем озазон (тождественный озазону глицеральдегида). Присоединяет синильную кислоту, образуя гидроксинитрилы. В то же время, из-за того, что гидроксильные группы находится при атоме углерода, соседнем с карбонильной группой, дигидроксиацетон является сильным восстановителем и вступает в реакции, более свойственные альдегидам. Так, он взаимодействует с фуксинсернистой кислотой, восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра(I) и фелингову жидкость (при этом происходит расщепление его молекулы).
Активными восстановителями (боргидриды или алюмогидриды щелочных металлов) дигидроксиацетон восстанавливается до глицерина.
Биологическая роль, получение и применение
Дигидроксиацетон в фосфорилированной форме (дигидроксиацетонфосфат) принимает участие в гликолизе, являясь промежуточным продуктом метаболизма фруктозы. В биохимических реакциях под действием фермента триозофосфатизомеразы дигидроксиацетон вступает во взаимопревращения с глицеральдегидом[4].
Дигидроксиацетон, связывая SO2, влияет на микробную активность в вине, поэтому его присутствие в винах нежелательно[5].
Способность дигидроксиацетона окрашивать кожу в тёмный цвет (цвет загара) предопределила его использование в качестве широко распространенного ингредиента в средствах для загара[6].
Для косметических целей дигидроксиацетон получают из растительных источников (в основном из сахарной свеклы и сахарного тростника) или из глицерина путём ферментативного окисления при помощи сорбозных бактерий[6].
Для целей препаративной химии дигидроксиацетон синтезируют химическим путём — мягким окислением глицерина пероксидом водорода в присутствии катализатора (диоксида марганца). Также используется более современный метод окисления глицерина кислородом воздуха в присутствии палладия и неокупроина в качестве катализаторов[7].
Примечания
- Thisbe K. Lindhorst. Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry (англ.). — 1st. — Wiley-VCH, 2007. — ISBN 3-527-31528-4.
- Чичибабин, А. Е. Основные начала органической химии: Т. 2 / А. Е. Чичибабин. — 6 изд.. — М.:Наука, 1958. — 974 с.
- Рабинович, В. А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. – 2-е изд. испр. и доп. – Л.: Химия, 1978. – 392 с.
- Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений /В. В. Племенков. – Казань, 2001. – 376 с.
- Eschenbruch R., Dittrich HH. Metabolism of acetic acid bacteria in relation to their importance to wine quality (англ.) // Zentrablatt für Mikrobiologie : journal. — 1986. — Vol. 141. — P. 279—289.
- Самуйлова, Л. И. Косметическая химия в 2 ч.: Часть 1: Ингредиенты / Л. И. Самуйлова, Т. А. Пучкова. - М.: Школа косметических химиков, 2005. - 386 с
- Painter, R. M., Pearson, D. M. and Waymouth, R. M. (2010), Selective Catalytic Oxidation of Glycerol to Dihydroxyacetone. Angewandte Chemie International Edition, 49: 9456–9459. doi: 10.1002/anie.201004063.
Литература
- Каррер, П. Курс органической химии. - М.: Химия, 1960. - 1216 с.
- Кочетков, Н.К. Химия углеводов / Н. К. Кочетков, А. Ф. Бочков, Б. А. Дмитриев. – М.: Наука, 1967. – 672 с.
- Березин, Б. Д. Курс современной органической химии: Учебное пособие / Б. Д. Березин. – М: Высшая школа, 1999. – 768 с.
- Чичибабин, А. Е. Основные начала органической химии: Т. 2 / А. Е. Чичибабин. — 6 изд.. — М.:Наука, 1958. — 974 с.