3-オキソプロパン酸

3-オキソプロパン酸若しくはホルミル酢酸はジカルボン酸であるマロン酸の片方のカルボキシ基をホルミル基に置換した化合物(セミアルデヒド)であり，最も単純なβ-ケトカルボン酸である。別名マロン酸セミアルデヒド。

 自然界での生成 
自然界では、3-オキソプロパン酸は代謝中間体として生成する。これは、例えば、3-ヒドロキシプロピオニル-CoAとニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)の可逆的酸化によって形成される。他にもアミノ基転移酵素によるβ-アラニンの異化やマロニルCoAレダクターゼによるマロン酸(マロニルCoA)の還元によっても生成される。

シュードモナス・フルオレッセンス種の細菌株は、唯一の炭素源とエネルギー源としてプロピオール酸で生存することが知られており，水和によって本物質を経由したのち，アセチルCoAを産出する。また、ウラシルを唯一の窒素源として増殖する大腸菌株の代謝中間体としても発生する。

3-オキソプロパン酸は、他のさまざまな有機酸(特にシュウ酸)とともに大気中のエアロゾル中にも存在する。この化合物は、北極圏、インド、東京のエアロゾル分析でも発見されている。

 合成 

ギ酸エチルと酢酸エチルをナトリウムエトキシドなどの塩基で反応させるとエチルエステルが得られ、これを加水分解して得る(クライゼン縮合)。

また，リンゴ酸を濃硫酸中100 ℃で反応させると得られる。

 HOOCCH2CH(OH)COOH-> HCOCH2COOH + CO +H2O 

 反応 
本物質は不安定であり，容易に二酸化炭素を放出してアセトアルデヒドを生ずる。

 HCOCH2COOH -> CH3CHO + CO2 

上記の通り脱炭酸が起こりやすいため，以下の反応は主にエステルを経由するか、リンゴ酸と一緒に硫酸で煮沸して系中で本化合物を発生させる必要がある。

尿素との反応ではウラシルを生ずる。

フェノールとの反応ではクマリンを生ずる(ペヒマン縮合)。

グアニジン塩酸塩との反応では人工核酸のハチモジDNAの塩基の1つであるイソシトシンを生ずる。
なし|サムネイル|リンゴ酸からイソシトシンの合成|712x712ピクセル
活性メチレン化合物であり，2位の炭素と結合した水素は脱プロトン化を起こしやすい。そのため、3-オキソプロパン酸のエステルはクネーフェナーゲル縮合やハロアルカンによる2位のアルキル化反応が可能である。

 出典 

Category:カルボン酸
Category:アルデヒド
Category:ケト酸
Category:有機化合物