Дигидроксиацетон

Дигидроксиацетон
Общие
Систематическое наименование	1,3-дигидроксипропанон-2
Традиционные названия	Дигидроксиацетон, глицерон
Химическая формула	СН2(ОН)-СО-СН2(ОН)
Эмпирическая формула	C3H6O3
Физические свойства
Отн. молек. масса	90,078 а. е. м.
Молярная масса	90,078 г/моль
Плотность	1,372 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	90 °C
Классификация
Рег. номер CAS	96-26-4
SMILES	O=C(CO)CO

Дигидроксиацетон (глицерон, 1,3-дигидроксипропанон-2) — моносахарид из группы триоз с эмпирической формулой C₃H₆O₃. Является простейшим представителем кетосахаров (кетоз) и единственным представителем группы кетотриоз.^[1][2]

Строение молекулы

Дигидроксиацетон, будучи самым простым из всех кетоз, не имеет асимметричного атома углерода (хирального центра) и, как следствие, не обладает оптической активностью. В кристаллическом состоянии и в свежеприготовленном водном растворе дигидроксиацетон существует в виде циклический 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. В хорошо растворим в воде, гораздо хуже растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, ацетоне, толуоле и других неполярных растворителях.^[3]

Дигидроксиацетон вступает практически во все реакции типичные для кетонов, например с фенилгидразином он дает гидразон 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 заимодействует с фуксинсернистой кислотой, восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра(I) и фелинговой жидкости (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, что делает его присутствие в винах нежелательным.^[5]

Способность дигидроксиацетона окрашивать кожу в темный цвет 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, путем ферментативного окисления при помощи сорбозных бактерий.^[6]

Для целей препаративной химии дигидроксиацетон синтезируют химическим путем — мягким окислением глицерина пероксидом водорода в присутствии катализатора (диоксида марганца). Также используется более современный метод окисления глицерина кислородом воздуха на в присутствии палладия и неокупроина в качестве катализаторов.^[7]

Примечания

1. ↑ Thisbe K. Lindhorst Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. — 1st. — Wiley-VCH, 2007. — ISBN 3-527-31528-4
2. ↑ ^{1 2} Чичибабин, А. Е. Основные начала органической химии: Т. 2 / А. Е. Чичибабин. — 6 изд.. — М.:Наука, 1958. — 974 с.
3. ↑ Рабинович, В. А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. – 2-е изд. испр. и доп. – Л.: Химия, 1978. – 392 с.
4. ↑ Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений /В. В. Племенков. – Казань, 2001. – 376 с.
5. ↑ Eschenbruch R, Dittrich HH. (1986). «Metabolism of acetic acid bacteria in relation to their importance to wine quality». Zentrablatt für Mikrobiologie 141: 279–289.
6. ↑ ^{1 2} Самуйлова, Л. И. Косметическая химия в 2 ч.: Часть 1: Ингредиенты / Л. И. Самуйлова, Т. А. Пучкова. - М.: Школа косметических химиков, 2005. - 386 с
7. ↑ 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.

См. также

• Моносахариды
• Триозы
• Ацетон