Гликолевая кислота

Гликолевая кислота
Химическая структура гликолевой кислоты	Шаростержневая модель гликолевой кислоты
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК Гидроксиуксусная кислота
	Другие имена Гидроуксусная кислота ; 2-гидроксиэтановая кислота
Идентификаторы
Номер CAS	79-14-1 И;
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение;
ХЭБИ	ЧЕБИ:17497 И;
ChEMBL	ChEMBL252557 И;
ChemSpider	737 И;
DrugBank	DB03085 И;
Информационная карта ECHA	100.001.073
Номер ЕС	201-180-5;
КЕГГ	С00160 И;
CID PubChem	757;
Номер RTECS	MC5250000;
УНИИ	0WT12SX38S И;
Панель инструментов CompTox ( EPA )	DTXSID0025363;
	ИнЧи InChI=1S/C2H4O3/c3-1-2(4)5/h3H,1H2,(H,4,5) И Ключ: AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N И; InChI=1/C2H4O3/c3-1-2(4)5/h3H,1H2,(H,4,5) Ключ: AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYAR;
	УЛЫБКИ ОС(=О)СО;
Характеристики
Химическая формула	С2Н4О3
Молярная масса	76,05 г/моль
Появление	Белый порошок или бесцветные кристаллы
Плотность	1,49 г/см 3
Температура плавления	75 °C (167 °F; 348 К)
Точка кипения	100 °C (212 °F; 373 K) Разлагается выше 100 °C
Растворимость в воде	70% раствор
Растворимость в других растворителях	Спирты , ацетон , ; уксусная кислота и ; этилацетат
лог P	−1,05
Давление пара	1,051 кПа (80 °С)
Кислотность ( pK a )	3.83
Опасности
	Охрана труда и техника безопасности (OHS/OSH):
Основные опасности	Коррозионный
	Маркировка СГС :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Опасность
Предупреждения об опасности	Н302 , Н314 , Н332
Меры предосторожности	Р260 , Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р280 , Р301+Р312 , Р301+Р330+Р331 , Р303+Р361+Р353 , Р304+Р312 , Р304+Р340 , Р305+Р351+Р338 , Р310 , Р312 , Р321 , Р330 , Р363 , Р405 , Р501
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 1 1
точка возгорания	300 °C (572 °F; 573 К)
	Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК):
LD 50 ( средняя доза )	1950 мг/кг (крыса, перорально) ; 2040 мг/кг (крыса, перорально)
LC 50 ( средняя концентрация )	7,7 частей на миллион (крыса, 4 часа) ; 3,6 частей на миллион (крыса, 4 часа)
Родственные соединения
Родственные α-гидроксикислоты	Молочная кислота
Родственные соединения	Гликолевый альдегид ; Уксусная кислота ; Глицерин
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Н проверить ( что такое ?)ИН Ссылки на инфобокс

Химическое соединение

Гликолевая кислота (или гидроксиуксусная кислота ; химическая формула HOCH ₂ CO ₂ H ) — бесцветное, не имеющее запаха и гигроскопичное кристаллическое вещество , хорошо растворимое в воде. Используется в различных средствах по уходу за кожей . Гликолевая кислота широко распространена в природе. Гликолят (иногда пишется как «гликолят») — это соль или эфир гликолевой кислоты.

История

Название «гликолевая кислота» было придумано в 1848 году французским химиком Огюстом Лораном (1807–1853). Он предположил, что аминокислота глицин , которая тогда называлась гликоколле , может быть амином гипотетической кислоты, которую он назвал «гликолевой кислотой» ( acideglycolique ). ^[5]

Гликолевая кислота была впервые получена в 1851 году немецким химиком Адольфом Штрекером (1822–1871) и русским химиком Николаем Николаевичем Соколовым (1826–1877). Они получили ее путем обработки гиппуровой кислоты азотной кислотой и диоксидом азота с образованием эфира бензойной и гликолевой кислот ( C 6 _H 5 _C (=O)OCH ₂ COOH ), который они назвали «бензогликолевой кислотой» ( Benzoglykolsäure ; также бензоилгликолевая кислота). Они кипятили эфир в течение нескольких дней с разбавленной серной кислотой , таким образом получая бензойную и гликолевую кислоты ( Glykolsäure ). ^[6]^[7]

Подготовка

Гликолевая кислота может быть синтезирована различными способами. Преобладающие подходы используют каталитическую реакцию формальдегида с синтез-газом ( карбонилирование формальдегида), ввиду ее низкой стоимости. ^[8]

Его также получают путем реакции хлоруксусной кислоты с гидроксидом натрия с последующим повторным подкислением.

Другие методы, не используемые заметно, включают гидрирование щавелевой кислоты и гидролиз циангидрина , полученного из формальдегида . ^[9] Некоторые из сегодняшних гликолевых кислот не содержат муравьиной кислоты . Гликолевая кислота может быть выделена из природных источников, таких как сахарный тростник , сахарная свекла , ананас , дыня и незрелый виноград . ^[10]

Гликолевую кислоту также можно получить с помощью ферментативного биохимического процесса, который может потребовать меньше энергии. ^[11]

Характеристики

Гликолевая кислота немного сильнее уксусной кислоты из-за электроноакцепторной способности терминальной гидроксильной группы. Карбоксилатная группа может координироваться с ионами металлов, образуя координационные комплексы. Особого внимания заслуживают комплексы с Pb2 ⁺ и Cu2 ⁺ , которые значительно прочнее комплексов с другими карбоновыми кислотами. Это указывает на то, что гидроксильная группа участвует в образовании комплекса, возможно, с потерей своего протона. ^[12]

Приложения

Гликолевая кислота используется в текстильной промышленности в качестве красителя и дубителя . ^[13]

Органический синтез

Гликолевая кислота является полезным промежуточным продуктом для органического синтеза в ряде реакций, включая: окисление - восстановление , этерификацию и полимеризацию с длинной цепью . Она используется в качестве мономера при получении полигликолевой кислоты и других биосовместимых сополимеров (например, PLGA ). В коммерческом отношении важными производными являются метиловый (CAS# 96-35-5) и этиловый (CAS# 623-50-7) эфиры, которые легко перегоняются (температуры кипения 147–149 °C и 158–159 °C соответственно), в отличие от исходной кислоты. Бутиловый эфир (точка кипения 178–186 °C) является компонентом некоторых лаков , будучи желательным, поскольку он нелетуч и обладает хорошими растворяющими свойствами. ^[9]

Происшествие

Растения вырабатывают гликолевую кислоту во время фотодыхания . Она перерабатывается путем преобразования в глицин в пероксисомах и в полуальдегид тартроновой кислоты в хлоропластах. ^[14]

Поскольку фотодыхание является расточительной побочной реакцией в отношении фотосинтеза , много усилий было направлено на подавление его образования. Один процесс преобразует гликолат в глицерат без использования обычного пути BASS6 и PLGG1; см. путь глицерата . ^[15]^[16]

Безопасность

Гликолевая кислота является раздражителем для кожи. ^[17] Она встречается во всех зеленых растениях. ^[9]

Ссылки

^ Национальная медицинская библиотека США «Гидроксиуксусная кислота» в банке данных опасных веществ TOXNET (HSDB), со ссылкой на Gerhartz, W. (исполнительный редактор), Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 5-е изд., том A1: Deerfield Beach, FL: VCH Publishers, 1985 — настоящее время., стр. VA13 509.
^ "Техническая информация о гликолевой кислоте DuPont". Архивировано из оригинала 2006-07-14 . Получено 2006-07-06 .
^ "Гликолевая кислота". www.chemsrc.com . Архивировано из оригинала 2020-07-27 . Получено 2018-05-16 .
^ "Паспорт безопасности гликолевой кислоты". Университет Акрона . Получено 18 сентября 2006 г.^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}
^ Лоран, Огюст (1848). «Sur les acides amidés et le sucre de gélatine». Архивировано 27 июля 2020 г. в Wayback Machine («Об аминированных кислотах и сахаре желатина [т. е. глицина]»), Annales de Chimie et de Physique , 3-я серия, 23. : 110–123. Из стр. 112: « Appelons ce dernier acide glicolique … » («Назовем последнюю «гликолевой кислотой»…»)
^ Socoloff, Nicolaus и Strecker, Adolph (1851) «Untersuchung einiger aus der Hippursäure entstehenden Producte» Архивировано 27 июля 2020 г. в Wayback Machine («Исследование некоторых продуктов, образующихся из гиппуровой кислоты»), Annalen der Chemie und Pharmacie , 80 : 17–43. О производстве ими гликолевой кислоты см. стр. 34–37. Примечание: эмпирическая формула Штрекера и Соколова для гликолевой кислоты (а именно, C ₄ H ₄ O ₆ ) была неверной, потому что, как и многие химики того времени, они использовали неправильные атомные массы для углерода (6 вместо 12) и кислорода (8 вместо 16).
^ (Соколофф и Стрекер, 1851), с. 37. Признавая правильность предположения Лорана, Штрекер и Соколов назвали гликолевую кислоту: «Die in dem Barytsalz enthaltene Säure C ₄ H ₃ O ₅ oder als Säureгидрат gedacht C ₄ H ₄ O ₆ kommt mit der Säure überein, als deren Amidverbindung man das Гликоколл betrachten kann, und welche daher von Laurent den Namen Glycolsäure erhalten Hat». (Кислота C ₄ H ₃ O _{5 ,} содержащаяся в соли бария — или рассматриваемая как гидрат кислоты C ₄ H ₄ O ₆ — соответствует кислоте, амид которой можно рассматривать как гликоколл и которая поэтому получила от Лорана название «гликолевая кислота». кислота".)
^ DJ Loder, патент США 2,152,852 (1939).
^ abc Карлхайнц Мильтенбергер (2005). «Гидроксикарбоновые кислоты алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a13_507. ISBN 978-3527306732.
^ "Гликолевая кислота, что такое гликолевая кислота? О ее науке, химии и структуре". www.3dchem.com . Архивировано из оригинала 2018-04-12 . Получено 2018-04-11 .
^ "Гликолевая кислота". thaipolychemicals.weebly.com . Архивировано из оригинала 2017-08-25 . Получено 2017-05-02 .
^ Sigel, Astrid; Operschall, Bert P.; Sigel, Helmut (2017). «Глава 11. Комплексообразование свинца(II) с нуклеотидами и их составляющими». В Astrid, S.; Helmut, S.; Sigel, RKO (ред.). Свинец: его влияние на окружающую среду и здоровье . Ионы металлов в науках о жизни. Том 17. de Gruyter. стр. 319–402. doi :10.1515/9783110434330-011. PMID 28731304.
^ "DuPont Glycolic Acid Leather Dyeing & Tanning Applications". Архивировано из оригинала 2013-05-22 . Получено 2013-04-11 .
^ Кисаки, Т.; Толберт, Н. Э. «Метаболизм гликолята и глиоксилата изолированными пероксисомами или хлоропластами». Физиология растений . С. 242–250. doi :10.1104/pp.44.2.242 . PMC 396069. PMID 16657053. Получено 24.08.2023 .
^ Джереа, Александра (2017-04-03). «Новый белок может повысить урожайность, сэкономить фермерам миллионы каждый год». ZME Science . Архивировано из оригинала 2017-04-07 . Получено 2017-04-06 .
^ South, Paul F.; Walker, Berkley J.; Cavanagh, Amanda P.; Rolland, Vivien; Badger, Murray; Ort, Donald R. (2017-03-28). «Симпортер натрия желчной кислоты BASS6 может транспортировать гликолат и участвует в фотодыхательном метаболизме у Arabidopsis thaliana». The Plant Cell . 29 (4): 808–823. doi :10.1105/tpc.16.00775. ISSN 1532-298X. PMC 5435425. PMID 28351992 .
^ "Гликолевая кислота MSDS". ICSC:NENG1537 Международные карты химической безопасности (ВОЗ/МПХБ/МОТ) . CDC/NIOSH. Архивировано из оригинала 21-09-2005 . Получено 08-06-2006 .

Внешние ссылки

Гликолевая кислота MS Спектр
Банк данных опасных веществ

[HSDB-1] Национальная медицинская библиотека США «Гидроксиуксусная кислота» в банке данных опасных веществ TOXNET (HSDB), со ссылкой на Gerhartz, W. (исполнительный редактор), Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 5-е изд., том A1: Deerfield Beach, FL: VCH Publishers, 1985 — настоящее время., стр. VA13 509.

[dupont-2] "Техническая информация о гликолевой кислоте DuPont". Архивировано из оригинала 2006-07-14 . Получено 2006-07-06 .

[chemsrc-3] "Гликолевая кислота". www.chemsrc.com . Архивировано из оригинала 2020-07-27 . Получено 2018-05-16 .

[Akron-4] "Паспорт безопасности гликолевой кислоты". Университет Акрона . Получено 18 сентября 2006 г.^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}

[5] Лоран, Огюст (1848). «Sur les acides amidés et le sucre de gélatine». Архивировано 27 июля 2020 г. в Wayback Machine («Об аминированных кислотах и сахаре желатина [т. е. глицина]»), Annales de Chimie et de Physique , 3-я серия, 23. : 110–123. Из стр. 112: « Appelons ce dernier acide glicolique … » («Назовем последнюю «гликолевой кислотой»…»)

[6] Socoloff, Nicolaus и Strecker, Adolph (1851) «Untersuchung einiger aus der Hippursäure entstehenden Producte» Архивировано 27 июля 2020 г. в Wayback Machine («Исследование некоторых продуктов, образующихся из гиппуровой кислоты»), Annalen der Chemie und Pharmacie , 80 : 17–43. О производстве ими гликолевой кислоты см. стр. 34–37. Примечание: эмпирическая формула Штрекера и Соколова для гликолевой кислоты (а именно, C ₄ H ₄ O ₆ ) была неверной, потому что, как и многие химики того времени, они использовали неправильные атомные массы для углерода (6 вместо 12) и кислорода (8 вместо 16).

[7] (Соколофф и Стрекер, 1851), с. 37. Признавая правильность предположения Лорана, Штрекер и Соколов назвали гликолевую кислоту: «Die in dem Barytsalz enthaltene Säure C ₄ H ₃ O ₅ oder als Säureгидрат gedacht C ₄ H ₄ O ₆ kommt mit der Säure überein, als deren Amidverbindung man das Гликоколл betrachten kann, und welche daher von Laurent den Namen Glycolsäure erhalten Hat». (Кислота C ₄ H ₃ O _{5 ,} содержащаяся в соли бария — или рассматриваемая как гидрат кислоты C ₄ H ₄ O ₆ — соответствует кислоте, амид которой можно рассматривать как гликоколл и которая поэтому получила от Лорана название «гликолевая кислота». кислота".)

[carbonylation-8] DJ Loder, патент США 2,152,852 (1939).

[Ullmann-9] Карлхайнц Мильтенбергер (2005). «Гидроксикарбоновые кислоты алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a13_507. ISBN 978-3527306732.

[10] "Гликолевая кислота, что такое гликолевая кислота? О ее науке, химии и структуре". www.3dchem.com . Архивировано из оригинала 2018-04-12 . Получено 2018-04-11 .

[11] "Гликолевая кислота". thaipolychemicals.weebly.com . Архивировано из оригинала 2017-08-25 . Получено 2017-05-02 .

[12] Sigel, Astrid; Operschall, Bert P.; Sigel, Helmut (2017). «Глава 11. Комплексообразование свинца(II) с нуклеотидами и их составляющими». В Astrid, S.; Helmut, S.; Sigel, RKO (ред.). Свинец: его влияние на окружающую среду и здоровье . Ионы металлов в науках о жизни. Том 17. de Gruyter. стр. 319–402. doi :10.1515/9783110434330-011. PMID 28731304.

[13] "DuPont Glycolic Acid Leather Dyeing & Tanning Applications". Архивировано из оригинала 2013-05-22 . Получено 2013-04-11 .

[14] Кисаки, Т.; Толберт, Н. Э. «Метаболизм гликолята и глиоксилата изолированными пероксисомами или хлоропластами». Физиология растений . С. 242–250. doi :10.1104/pp.44.2.242 . PMC 396069. PMID 16657053. Получено 24.08.2023 .

[15] Джереа, Александра (2017-04-03). «Новый белок может повысить урожайность, сэкономить фермерам миллионы каждый год». ZME Science . Архивировано из оригинала 2017-04-07 . Получено 2017-04-06 .

[16] South, Paul F.; Walker, Berkley J.; Cavanagh, Amanda P.; Rolland, Vivien; Badger, Murray; Ort, Donald R. (2017-03-28). «Симпортер натрия желчной кислоты BASS6 может транспортировать гликолат и участвует в фотодыхательном метаболизме у Arabidopsis thaliana». The Plant Cell . 29 (4): 808–823. doi :10.1105/tpc.16.00775. ISSN 1532-298X. PMC 5435425. PMID 28351992 .

[NIOSH-17] "Гликолевая кислота MSDS". ICSC:NENG1537 Международные карты химической безопасности (ВОЗ/МПХБ/МОТ) . CDC/NIOSH. Архивировано из оригинала 21-09-2005 . Получено 08-06-2006 .