Dekarboksylaatio

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Dekarboksylaatio

Dekarboksylaatio on kemiallinen reaktio, jossa karboksyyliryhmä (-COOH) hajoaa ja vapautuu hiilidioksidia.[1] Tällöin siis jostakin karboksyylihaposta syntyy yhdiste, jonka molekyylissä on yksi hiiliatomi vähemmin. Päinvastaista reaktiota, joka esiintyy myös fotosynteesissä sen entsimmäisenä vaiheena, sanotaan karboksylaatioksi. Siinä siis yhdisteeseen sitoutuu hiilidioksidia (CO2). Entsyymejä, jotka katalysoivat dekarboksylaatioita, sanotaan dekarboksylaaseiksi tai täsmällisemmällä termillä karboxy-lyaaseiksi, ja niiden EC-numero on 4.1.1.

Orgaanisessa kemiassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Termi "dekarboksylaatio" tarkoittaa varsinaisesti kaboksyyliryhmän (COOH) poistamista molekyylistä, johon sen paikalle tulee vain yksi vetyatomi.

Muutamat dikarboksyylihapot dekarboksyloituvat herkästi kuumennettaessa, samoin sellaiset monokarboksyylihapot, joissa on elektroneja vetävä substituentti α-asemassa, toisin sanoen sitoutuneena samaan hiiliatomiin, johon karboksyyliryhmäkin on kiinnittynyt.[1] Esimerkiksi oksaalihappo dekarboksyloituu sulatettaessa muurahaishapoksi:[2]

HOOC-COOH => HCOOH + C2,

ja malonihappo kuumennettaessa erittäin herkästi etikkahapoksi:[2]

HOOC-CH2 => CH3COOH + CO2.

Kuinka suurelta osin alkuperäinen happo hajoaa, riippuu voimakkaasti olosuhteista. Retrosynteesissä dekarboksylaatio voidaan käsittää homologaatioreaktioiden käänteisreaktioksi, sillä niissä hiiliketjun pituus lyhenee yhdellä.

Monet alkyylikarboksyylihapot, esimerkiksi rasvahapot, ja niiden suolat eivät helposti dekarboksyloidu.[3][4] Poikkeuksena ovat beeta-ketohappojen, tyydyttymättömien α,β-happojen, α-fenyyli-, α-nitro- ja α-syaanihappojen dekarboksylaatio. Sellaisia reaktioita kiihdyttää sellaisen tautomeerin muodostuminen eräänlaisen molekyylinsisäisen protolyysin tuloksena, jossa karboksyyliryhmä on luovuttanut ja karbonyyliryhmä vastaanottanut protonin.[5] Happo dekarboksyloituu sitä helpommin, mitä herkemmin tämä reaktio tapahtuu,

Monet reaktiot on nimetty orgaanisen kemian varhaisten tutkijoiden mukaan. Bartonin dekarboksylaatio, Kolbebin elektrolyysi, Kochin reaktio ja Hunsdieckerin reaktio ovat radikaalireaktioita. Krapchon dekarboksylaatio on esterin hajoaminen vastaavalla tavalla. Ketonisessa dekarboksylaatiossa karboksyylihappo muuttuu ketoniksi.


Esimerkkejä biokemiassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Monet aminohapot dekarboksyloituvat eräissä biosynteettisissä reaktioissa amiineiksi, esimerkiksi:

Myös sitruunahappokierrossa tapahtuu kolmessa vaihteessa dekarboksylaatio:

Erityistapauksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kuumennettaessa Δ9-tetrahyudrokannabinolihappo dekarboksyloituu psykoaktiiviseksi yhdisteeksi, Δ9-tetrahydrokannabinoliksi.[6]

Kun eräitä juomia säilytetään pitkät ajat, pieni märä bentseeniä voi askorbiinihapon eli C-vitamiinin katalysoimana dekarboksyloitua bentsoehapoksi.[7]

Sykloheksanonin on todettu katalysoivan aminohappojen dekarboksylaatiota.[8] Tällaisia katalyyttejä käytettäessä voi kuitenkin syntyä myös ei-toivottuja sivutuotteita.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b Pentti Mälkönen: Orgaanien kemia, s. 123. Otava, 1979. ISBN 951-1-05378-7.
  2. a b Pentti Mälkönen: Orgaanien kemia, s. 127-128. Otava, 1979. ISBN 951-1-05378-7.
  3. Jerry March: Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.). Wiley, 1985. ISBN 0-471-85472-7.
  4. Decarboxylation Dr. Ian A. Hunt, Department of Chemistry, University of Calgary.
  5. The Decarboxylation of Carboxylic Acids and their Salts Chemguide. Viitattu 1.7.2016.
  6. Does marijuana have to be heated to become psychoactive? Viitattu 1.7.2016.
  7. http://www.cfsan.fda.gov/~dms/benzdata.html[vanhentunut linkki]
  8. Tryptamine from Tryptophan
Käännös suomeksi
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Decarboxylation