Ácido glioxílico

{{chembox
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 443847685
| Name = Ácido glioxílico
| ImageFile_Ref = 
| ImageFile = Glyoxylic acid.png
| ImageSize = 150px
| ImageAlt = Fórmula esquelética
| ImageFile1 = Glyoxylic acid 3D spacefill.png
| ImageSize1 = 160px
| ImageAlt1 = Modelo de recheo de espazos
| SystematicName = Ácido oxoetanoico
| OtherNames =PIN: ácido oxoacético
ácido glioxílicoácido 2-oxoacéticoácido formilfórmico
|Section1=
|Section2={{Chembox Properties
| C=2 | H=2 | O=3
| MeltingPtC = 80
| MeltingPt_ref = <ref name=Merck>Merck Index, 11th Edition, 4394</ref>
| BoilingPtC = 111
| Density = 1,384 g/mL
| pKa = 3,18,Dissociation Constants Of Organic Acids and Bases (600 compounds), http://zirchrom.com/organic.htm. 3.32 pKa Data Compiled by R. Williams,  .
}}
|Section4=
}}

O ácido glioxílico ou ácido oxoacético é un composto orgánico. O seu anión (base conxugada) denomínase glioxilato. O ácido glioxílico, xunto cos ácidos acético, glicólico e oxálico, é un dos ácidos carboxílicos de dous carbonos (C2). É un sólido incoloro que aparece de forma natural no metabolismo de moitos organismos e ten útiles aplicacións industriais.

 Estrutura e nomenclatura 

Aínda que a estrutura do ácido glioxílico descríbese como a dun composto que ten un grupo funcional aldehido, o aldehido é só un compoñente menor da forma máis frecuente nalgunhas situacións. En vez de como aldehido, a miúdo encóntrase en forma de hidrato ou dímero cíclico. Por exemplo, en presenza de auga, o carbonilo convértese rapidamente nun diol xeminal (descrito como "monohidrato"). A constante de equilibrio (K) é 300 para a formación do ácido dihidroxiacético a temperatura dunha habitación:

300px

En solución, o monohidrato está en equilibrio cunha forma dímera hemiacetal:Georges Mattioda and Yani Christidis “Glyoxylic Acid” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim.   

300px

Illado, a estrutura de aldehido ten un confórmero principal cunha estrutura cíclica con enlaces de hidróxeno co carbonilo do aldehido moi próximo ao hidróxeno do carboxilo:

100px

A constante da lei de Henry do ácido glioxílico é KH = 1,09 × 104 × exp[(40,0 × 103/R) × (1/T − 1/298)].

 Preparacións 
A base conxugada do ácido glioxílico é o glioxilato e esta é a forma en que se encontra o composto en solucion a pH neutro. O glioxilato é o subproduto do proceso de amidación na biosíntese de varios péptidos amidados.

No rexistro histórico, o ácido glioxílico foi preparado a partir do ácido oxálico electrosinteticamente: en sínstese orgánica, aplicáronse cátodos de dióxido de chumbo para a preparación do ácido glioxílkico a partir de ácido oxálico nun electrólito de ácido sulfúrico.
380px

O ácido nítrico quente pode oxidar glioxal a glioxílico; pero esta reacción é moi exotérmica e tendente a desbocarse termicamente. Ademais, o ácido oxálico é o principal produto secundario. 

Ademais, a ozonólise do ácido maleico é tamén efectiva.

 Función biolóxica 
O glioxilato é un intermediario do ciclo do glioxilato, que permite a organismos como as bacterias, fungos e plantas  converter ácidos graxos en carbohidratos. O ciclo do glioxilato é tamén importante para a indución dos mecanismos de defensa das plantas en resposta aos fungos. O ciclo do glioxilato iníciase pola actividade da isocitrato liase, que converte o isocitrato en glioxilato e succinato. Estase a investigar para aproveitar a vía para diversos usos como a biosíntese de succinato.

 En humanos 
O glioxilato prodúcese por dúas vías: pola oxidación do glicolato en peroxisomas ou polo catabolismo da hidroxiprolina nas mitocondrias. Nos peroxisomas, o glioxilato convértrese en glicina por acción do encima AGT1 (alanina:glioxilato aminotransferase 1) ou en oxalato pola glicolato oxidase. Nas mitocondrias, o glioxilato convértese en glicina pola AGT2 ou en glicolato pola glicolato redutase. Unha pequena cantidade de glioxilato é convertido en oxalato pola lactato deshidroxenase citoplásmica. 

 En plantas 

Ademais de ser un intermediario no ciclo do glioxilato, o glioxilato é tamén un intermediario importante na fotorrespiración. A fotorrespiración é o resultado dunha reacción lateral do encima Rubisco co O2 en lugar de co CO2 (o seu substrato común). Aínda que ao principio se consideraba só un desperdicio de enerxía e recursos, parecde ser que a fotorrespiración é tamén un importante método de rexenerar corbonos e CO2, eliminando o fosfoglicolato tóxico, e iniciando mecanismos de defensa.  Na fotorrespiración o glioxilato é formado a partir do glicolato pola actividade da glicolato oxidase nos peroxisomas. Despois convértese en glicina polas accións paralelas dos encimas SGAT (serina:glioxilato aminotransferase) e GGAT (glioxilato:glutamato aminotransferase), a cal é despois transportada ás mitocondrias. Tamén se informou que o complexo da piruvato deshidroxenase pode xogar un papel no metabolismo do glicolato e glioxilato. 
GGAT = glioxilato:glutamato aminotransferase; GLYK = glicerato quinase; GO = glicolato oxidase; HPR = hidroxipiruvato redutase; PGLP = fosfoglicolato fosfatase; Rubisco = ribulosa-bisfosfato carboxilase/oxixenase; SGAT = serina:glioxilato aminotransferase; SHM = serina hidroximetiltransferase

 Importancia en enfermidades 
 Diabetes 
O glioxilato pénsase que pode ser un bo marcador temperán da diabetes tipo II.

 Nefrolitíase 
O glioxilato está implicado no desenvolvemento da hiperoxaluria, unha causa clave da nefrolitíase (cálculos renais), xa que indirectamente favorece a formación de cristais de oxalato de calcio na urina.

 Reaccións e usos 
O ácido glioxílico é un ácido unhas dez veces máis fortre que o ácido acético, cunha constante de disociación de ácido de 4,7 × 10−4 (pK''a = 3,32):
OCHCO2H      +  H+

Con bases, o ácido glioxílico desproporciónase, formando ácido hidroxiacético e ácido oxálico:Georges Mattioda, Yani Christidis. Glyoxylic Acid. Willey on line library. First published: 15 June 2000. https://doi.org/10.1002/14356007.a12_495 
2 OCHCO2H  +  H2O   →   HOCH2CO2H  +  HO2CCO2H

O ácido glioxílico dá lugar a heterociclos por condensación coa urea e 1,2-diaminobenceno.

 Derivados fenólicos 

En xeral, o ácido glioxílico sofre unha reacción de substitución aromática electrofílica con fenois, un paso versátil na síntese doutros compostos.

O produto inmediato co propio fenol é o ácido 4-hidroximandélico. Esta especie reacciona co amoníaco dando hidroxifenilglicina, un precursor do fármaco amoxicilina. A redución do ácido 4-hidroximandélico dá ácido 4-hidroxifenilacético, un precurswor do fármaco atenolol.

A secuencia de reaccións, nas cales o ácido glioxílico reacciona con guaiacol, o compoñente fenólico, seguido de oxidación e  descarboxilación, proporciona unha ruta para a vanillina como un proceso de formilación neta.

 Reacción de Hopkins Cole 
O ácido glicólico é un compoñente da reacción de Hopkins–Cole, usada para comprobar a presenza de triptófano en proteínas.

 Química ambiental 
O ácido glioxílico é unha dos varios ácidos carboxílicos que conteñen cetonas e aldehidos, que xuntos son abondosos en aerosois orgánicos secundarios. En presenza de auga e luz solar, o ácido glioxílico pode sufrir unha oxidación fotoquímica. Varias rutas de reaccións levan á formación como produtos doutros ácidos carboxílicos e aldehidos.

 Notas 

Categoría:Aldehidos conxugados
Categoría:Ácidos aldehídicos