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 vähemmän. Päinvastaista reaktiota, joka esiintyy myös fotosynteesissä sen entsimmäisenä vaiheessa, 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 + CO2

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, Kochi-reaktio ja Hunsdiecker-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:

Muita esimerkkejä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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. Mei Wang, Yan-Hong Wang, Bharathi Avula, Mohamed M. Radwan, Amira S. Wanas, John van Antwerp: Decarboxylation Study of Acidic Cannabinoids: A Novel Approach Using Ultra-High-Performance Supercritical Fluid Chromatography/Photodiode Array-Mass Spectrometry. Cannabis and Cannabinoid Research, 1.12.2016, nro 1, s. 262–271. PubMed:28861498. doi:10.1089/can.2016.0020. ISSN 2378-8763. Artikkelin verkkoversio.
  7. Vânia Paula Salviano dos Santos, Andréa Medeiros Salgado, Alexandre Guedes Torres, Karen Signori Pereira: Benzene as a Chemical Hazard in Processed Foods. International Journal of Food Science, 2015, nro 2015. PubMed:26904662. doi:10.1155/2015/545640. ISSN 2314-5765. Artikkelin verkkoversio.
  8. Tryptamine from Tryptophan
  9. Mitsunori Hashimoto, Yutaka Eda, Yasutomo Osanai, Toshiaki Iwai, Seiichi Aoki: A NOVEL DECARBOXYLATION OF α-AMINO ACIDS. A FACILE METHOD OF DECARBOXYLATION BY THE USE OF 2-CYCLOHEXEN-1-ONE AS A CATALYST. Chemistry Letters, 5.6.1986, nro 6, s. 893–896. doi:10.1246/cl.1986.893. ISSN 0366-7022. Artikkelin verkkoversio.
  10. Didier Michelot, Leda Maria Melendez-Howell: Amanita muscaria: chemistry, biology, toxicology, and ethnomycology. Mycological Research, 2003, nro 2, s. 131–146. doi:10.1017/s0953756203007305. Artikkelin verkkoversio. en
Käännös suomeksi
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Decarboxylation