Reakcja formozowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Reakcja formozowa – odkryta przez Aleksandra Butlerova w 1861[1][2] reakcja tworzenia cukru z formaldehydu. Słowo "formoza" pochodzi z połączenia formaldehydu i aldozy.

Reakcja i jej mechanizm[edytuj | edytuj kod]

Reakcja katalizowana jest przez zasadę i metal dwuwartościowy, jak wapń. Etapy pośrednie zachodzą w mechanizmie kondensacji aldolowej, reakcji odwrotnej do kondensacji aldolowej, izomeryzacji między aldozą i ketozą. Produkty pośrednie to glikoaldehyd, gliceraldehyd, dihydroksyaceton oraz tetrozy. W 1959 Ronald Breslow zaproponował mechanizm dla tej reakcji składający się z następujących kroków[3]

Mechanizm reakcji formozowej

Reakcja zaczyna się od kondensacji dwóch cząsteczek metanalu, tworzących razem glikoaldehyd (1). Reaguje on następnie w mechanizmie kondensacji aldolowej z kolejną cząsteczką aldehydu mrówkowego, tworząc gliceraldehyd (2). izomeryzacja pomiędzy formami aldozową i ketozową tworzy z niego dihydroksyaceton (3), który może reagować z (1), dając w efekcie rybulozę (4), przechodzącą potem izomeryzację do rybozy (5). Dihydroksyaceton może również reagować z metanalem, dając w efekcie tetrulozę (6), a następnie aldotetrozę (7). Ta ostatnia cząsteczka potrafi ulec podziałowi z wytworzeniem (2) w mechanizmie odwrotnej kondensacji aldolowej.

Znaczenie[edytuj | edytuj kod]

Reakcja formozowa ma wielkie znacznie dla pytania o pochodzenie życia. Wyjaśnia bowiem część ścieżki wiodącej od prostego metanalu do złożonych cukrów, jak ryboza, prowadzącej dalej do RNA. W jednym z doświadczeń symulujących warunki panujące na wczesnej Ziemi pentozy tworzyły się z mieszanin formaldehydu, glyceraldehydu i minerałów boranowych, jak colemanit (Ca2B6O115H2O) czy kernit (Na2B4O7)[4] Zarówno metanal, jak i glikoaldehyd obserwowano dzięki spektroskopii w przestrzeni kosmicznej, co stawia reakcję formozową w obszarze zainteresowań astrobiologii.

Przypisy

  1. A. Boutlerow (1861) "Formation synthétique d'une substance sucrée" (Synthetic formation of a sugary substance), Comptes rendus ... 53: 145-147. Reprinted in German as: Butlerow, A. (1861), "Bildung einer zuckerartigen Substanz durch Synthese" (Formation of a sugar-like substance by synthesis), Justus Liebigs Annalen der Chemie, 120: 295-298.
  2. Leslie E. Orgel. Self-organizing biochemical cycles. „PNAS”. 97 (23), s. 12503–12507, 2000. DOI: 10.1073/pnas.220406697. PMID: 11058157. Bibcode2000PNAS...9712503O (ang.). 
  3. R. Breslow. On the Mechanism of the Formose Reaction. „Tetrahedron Letters”. 21, s. 22–26, 1959. 
  4. A. Ricardo, et al.. Borate Minerals Stabilize Ribose. „Science”. 303 (5655), s. 196, 2004. DOI: 10.1126/science.1092464. PMID: 14716004 (ang.).