Διυδροξυακετόνη

Η **διυδροξυακετόνη** ή **1,3-διυδροξυπροπανόνη** ή **γλυκερόνη** (συντομογραφικά **DHA**: **D**i**H**ydroxy**A**cetone), είναι η απλούστερη κετόζη και συγκεκριμένα μια «τριόζη». Χρησιμοποιείται συνήθως ως συστατικό αντιλιακών προϊόντων. Συχνά λαμβάνεται από φυτικές πηγές, όπως τα ζαχαρότευτλα και τα ζαχαροκάλαμα, αλλά και από ζύμωση της γλυκερίνης.

## Δομή





## Ισομέρεια

Με βάση το χημικό της τύπο, C3H6O3, έχει τα ακόλουθα (τουλάχιστον) σταθερά ισομερή θέσης:
# Κυκλοπροπανοτριόλη-1,2,3 (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
# 2,3-διυδροξυπροπανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο HOCH2CH(OH)CHO (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
# Μεθοξυδροξυαιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH(OH)CHO (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
# (Υδροξυμεθοξυ)αιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο ΗΟCH2OCH2CHO.
# 2-υδροξυπροπανικό οξύ ή **γαλακτικό οξύ** με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH(OH)COOH (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
# 3-υδροξυπροπανικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο ΗΟCH2CH2COOH.
# Μεθοξυαιθανικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH2COOH.
# Υδροξυαιθανικός μεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗOCH2COOCH3.
# Αιθανικός υδροξυμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COOCH2OH.
# Ανθρακικός αιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο HOCOOCH2CH3.
# Ανθρακικός διμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCOOCH3.
# Μεθανικός 1-υδροξυαιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH(OH)CH3 (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
# Μεθανικός 2-υδροξυαιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH2CH2OH.
# Μεθανικός μεθοξυμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH2OCH3.
# Προπανικό υπεροξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CO3H.
# 1,3-επιτριοξυπροπάνιο ή **1,2,3-τριοξάνιο**.
# 1',2-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιο ή **1,2,4-τριοξάνιο**.
# Διμεθοξυ-1',1"-εποξυμεθάνιο ή **1,3,5-τριοξάνιο**.
# 1,2-επιτριοξυαιθάνιο ή **μεθυλο-1,2,3-τριοξολάνιο**.
# 1,1'-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιιο ή **μεθυλο-1,2-4-τριοξολάνιο**.
# 1,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **3-υδροξυ-1,2-διοξολάνιο**.
# 1,3-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή **4-υδροξυ-1,2-διοξολάνιο**.
# 1,2'-εποξυαιθυλοξυμεθανόλη ή **3-υδροξυ-1,3-διοξολάνιο**.
# 1',2-εποξυμεθυλοαιθανόλη ή **4-υδροξυ-1,3-διοξολάνιο**.
# 1,1-επιτριοξυπροπάνιο ή **αιθυλοτριοξετάνιο**.
# 2,2-επιτριοξυπροπάνιο ή **διμεθυλοτριοξετάνιο**.
# 1,2-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή **3-μεθυλο-3-υδροξυ-1,2-διοξετάνιο**.
# 1,2-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **4-μεθυλο-3-υδροξυ-1,2-διοξετάνιο**.
# 2,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **υδροξυμεθυλο-1,2-διοξετάνιο**.
# 1,2-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιο ή **μεθοξυ-1,2-διοξετάνιο**.
# 1,1'-εποξυ-1-μεθοξυαιθανόλη ή **2-μεθυλο-2-υδροξυ-1,3-διοξετάνιο**.
# Αιθοξυ-1,1'-εποξυμεθανόλη ή **4-μεθυλο-2-υδροξυ-1,3-διοξετάνιο**.
# 1',2-εποξυ-2-μεθοξυαιθανόλη ή **υδροξυμεθυλο-1,3-διοξετάνιο**.
# Διμεθοξυ-1,1'-εποξυμεθάνιο ή **μεθοξυ-1,3-διοξετάνιο**.
# 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή **2,2-διυδροξυοξετάνιο**.
# 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή **2,3-διυδροξυοξετάνιο**.
# 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,3 ή **2,4-διυδροξυοξετάνιο**.
# 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-2,2 ή **3,3-διυδροξυοξετάνιο**.
# 1,1-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **1-αιθυλο-1-υδροξυδιοξιράνιο**.
# 1,1-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή **(1-υδροξυαιθυλο)διοξιράνιο**.
# 3,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **(2-υδροξυαιθυλο)διοξιράνιο**.
# 2,2-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή **μεθυλο(υδροξυμεθυλο)διοξιράνιο**.
# 1,1-επιδιοξυ-1-μεθοξυαιθάνιο ή **μεθοξυμεθυλοδιοξιράνιο**.
# 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή **2,2-διυδροξυοξιράνιο**.
# 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή **2,3-διυδροξυοξιράνιο**.
# 2,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή **1-υδροξυ-1-υδροξυμεθυλοοξιράνιο**.
# 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,3 ή **1-υδροξυ-2-υδροξυμεθυλοοξιράνιο**.
# 1,2-εποξυ-1-μεθοξυαιθανόλη ή **1-μεθοξυ-1-υδροξυοξιράνιο**.
# 1,2-εποξυ-2-μεθοξυαιθανόλη ή **2-μεθοξυ-1-υδροξυοξιράνιο**.
# 2,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή **διυδροξυμεθυλοξιράνιο**.

## Παραγωγή

### Με μερική οξείδωση γλυκερίνης

Με μερική οξείδωση γλυκερίνης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου ή υπεροξείδιο του υδρογόνου, με χρήση αλάτων σιδήρου ως καταλύτη, παράγεται και η ισομερής γλυκεριναλδεΰδη:


\mathrm{3HOCH_2CH(OH)CH_2OH + 2CrO_3 \xrightarrow{} 3xHOCH_2CH(OH)CHO + 3(1-x) HOCH_2COCH_2OH + Cr_2O_3 + 3H_2O}



### Διυδροξυλίωση προπιν-2-όλης

Η διυδροξυλίωση προπιν-2-όλης, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2:

Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

\mathrm{
HC \equiv CCH_2OH + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} HOCH=C(OH)CH_2OH \xrightarrow{} HOCH_2COCH_2OH}

* Αρχικά παράγεται η ασταθής ταυτομερής προπενοτριόλη-1,2,3, που ισομερίζεται τάχιστα (κυρίως) προς διυδροξυακετόνη.

## Βιοχημικός ρόλος

Η φωσφοδιυδροξυακετόνη (DHAP, δηλαδή ο μονοφωσφορικός εστέρας της διυδροξυακετόνης) παίρνει μέρος στη γλυκόλυση και ως ενδιάμεσο προϊόν στο μεταβολισμό της φρουκτόζης.

## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Αναγωγή προς γλυκερίνη

Μπορεί να αναχθεί προς γλυκερίνη με τις ακόλουθες μεθόδους

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):


\mathrm{4HOCH_2COCH_2OH + LiAlH_4 + 2H_2O \xrightarrow{} 4HOCH_2CH(OH)CH_2OH + LiAlO_2}



2. Με καταλυτική υδρογόνωση:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + H_2 \xrightarrow{Ni \; \acute{\eta} \;  Pd \; \acute{\eta} \; Pt} HOCH_2CH(OH)CH_2OH }



### Αναγωγή προς προπανοδιόλη-1,3

Μπορεί να αναχθεί προς προπανοδιόλη-1,3 με την αντίδραση Clemensen


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + 2Zn + 2HCl \xrightarrow{} HOCH_2CH_2CH_2OH + ZnO + ZnCl_2 }



### Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις

Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + NH_2A  \xrightarrow{} HOCH_2C(=NA)CH_2OH + H_2O}



* Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 2-ιμινοπροπανοδιόλη-1,3. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + NH_3  \xrightarrow{} HOCH_2C(=NH)CH_2OH + H_2O}



2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται 2-(αλκυλιμινο)προπανοδιόλη-1,3. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + RNH_2 \xrightarrow{} HOCH_2C(=NR)CH_2OH + H_2O}



3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται 2-(υδροξυλιμινο)προπανοδιόλη-1,3. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:


\mathrm{CH_3COCH_3 + NH_2OH \xrightarrow{} HOCH_2C(=NOH)CH_2OH + H_2O}



4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 2-υδραζοπροπανοδιόλη-1,3 και με περίσσεια προπανάλης (δι((υδροξυμεθυλο)μεθυλενο)υδραζόνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + NH_2NH_2  \xrightarrow{-H_2O} (HOCH_2C(=NHNH_2)CH_2OH \xrightarrow{+HOCH_2COCH_2OH} (HOCH_2)_2C=NN=C(CH_2OH)_2}



5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 2-(φαινυλυδραζο)προπανοδιόλη-1,3. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh::


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + NH_2NHPh  \xrightarrow{} HOCH_2C(NHNHPh)CH_2OH + H_2O}



6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται ((δι(υδροξυμεθυλο)μεθυλενο)υδραζο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + H_2NNHCONH_2  \xrightarrow{} HOCH_2C(=NHNHCONH_2)CH_2OH + H_2O}



### Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel:


\mathrm{HOCH_2COCH_2OH + XCH_2Y \xrightarrow{OH^-} (HOCH_2)_2C=C(X)Y + H_2O }



## Παραπομπές και σημειώσεις


## Πηγές

* Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, *Οργανική Χημεία*, Αθήνα 1972
* Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
* SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
* Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
* Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Κατηγορία:Κετόζες
Κατηγορία:Μονοσακχαρίτες
Κατηγορία:C3