Pyruvinsyre

Pyruvinsyre
Struktur av pyruvinsyre
Identifikasjon
IUPAC-navn	2-oksopropansyre
Synonymer	pyrodruesyre pyroracemic syre acetylformic -2-ketopropanoic syre α-ketopropanoic -2-okso -2-ketopropionic syre α-ketopropionic syre
N o CAS	127-17-3
N o ECHA	100,004,387
N o EC	204-824-3
PubChem	1060
FEMA	2970
SMIL	CC (= O) C (= O) O PubChem , 3D-visning
InChI	Std. InChI: 3D-visning InChI = 1S / C3H4O3 / c1-2 (4) 3 (5) 6 / h1H3, (H, 5,6) Std. InChIKey: LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N
Utseende	fargeløs væske
Kjemiske egenskaper
Brute formel	C 3 H 4 O 3   [Isomerer]
Molarmasse	88,0621 ± 0,0036  g / mol C 40,92%, H 4,58%, O 54,5%,
pKa	2.4
Fysiske egenskaper
T ° fusjon	12  ° C
T ° kokende	165  ° C (spaltning)
Løselighet	løselig i etanol og eter
Blandbarhet	blandbar i vann
Volumisk masse	1,27  g · cm -3 til 20  ° C
Flammepunkt	82  ° C
Termokjemi
C s	ligning: VSP=(5.045)+(3.7767E-1)×T+(-3.4222E-4)×T2+(1.6758E-7)×T3+(-3.3836E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (5.045) + (3.7767E-1) \ times T + (- 3.4222E-4) \ times T ^ {2} + (1.6758E-7) \ times T ^ {3} + (-3.3836E-11) \ times T ^ {4}} Varmekapasiteten til gassen i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin, fra 298 til 1500 K. Beregnede verdier: 91,4 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 298 24,85 91 368 1.038 378 104,85 107,267 1218 418 144,85 114,323 1.298 458 184,85 120.843 1372 498 224,85 126.869 1.441 538 264,85 132,439 1 504 578 304,85 137,591 1,562 618 344,85 142,361 1.617 658 384,85 146 782 1.667 698 424,85 150 885 1.713 738 464,85 154,699 1.757 778 504,85 158,251 1797 818 544,85 161,566 1.835 858 584,85 164 667 1.870 899 625,85 167 646 1.904 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 939 665,85 170,375 1.935 979 705,85 172,947 1.964 1.019 745,85 175 376 1.992 1.059 785,85 177,674 2,018 1.099 825,85 179,852 2,042 1.139 865,85 181.919 2,066 1.179 905,85 183.880 2,088 1 219 945,85 185.739 2 109 1.259 985,85 187.498 2.129 1.299 1025,85 189,158 2 148 1339 1065,85 190 717 2 166 1.379 1 105,85 192,169 2 182 1.419 1 145,85 193 509 2 197 1.459 1.185,85 194,729 2.211 1500 1 226,85 195,843 2224
Forholdsregler
SGH
Fare H314, P280, P301 + P330 + P331, P305 + P351 + P338, P309 + P310, H314  : Gir alvorlige etseskader på huden og øyeskader P280  : Bruk vernehansker / verneklær / øyevern / ansiktsbeskyttelse. P301 + P330 + P331  : Ved svelging: Skyll munnen. IKKE indusere oppkast. P305 + P351 + P338  : Ved øyne: Skyll forsiktig med vann i flere minutter. Fjern kontaktlinser hvis offeret bruker dem og de lett kan fjernes. Fortsett å skylle. P309 + P311  : Ved eksponering eller hvis du føler deg uvel: ring umiddelbart et GIFTINFORMASJONSSENTER eller lege.
WHMIS
B3, E, B3  : Brennbart flytende flammepunkt = 83,8  ° C lukket kopp Setaflash-metode E  : Sterkt surt etsende materiale (beregnet pH = 1,8 for en 0,1 M løsning) Opplysning ved 1,0% i henhold til kriteriene for klassifisering
Transportere
80    3265    Kemler kode: 80  : etsende eller som viser en mindre grad av korrosivitet UN  : 3265  : etsende, syreholdige, organiske væske, NSA Klasse: 8 Label: 8  : etsende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe III  : substanser med liten fare.
Økotoksikologi
DL 50	mus, subdermal: 3533  mg · kg -1
Beslektede forbindelser
Andre forbindelser	Struktur av pyruvatanionet
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt.

Den pyrodruesyre er en kjemisk forbindelse med formel CH 3 CO-COOH. Det er en 2-oksosyre eller α- ketosyre , som bærer både en funksjon karboksylsyre og en funksjon keton . Dens korresponderende base er det pyruvat- anionet CH 3 CO-COO -, En nøkkel metabolitt som ligger i krysningen av flere viktige metabolske baner i levende celler , som for eksempel glykolysen , den Krebs syklus og glukoneogenese , og kan bli omdannet til fettsyre , alanin eller til og med etanol etter oksydativ dekarboksylering til acetyl-koenzym A .

Pyruvinsyre

Pyruvinsyre forekommer som en fargeløs væske, som lukter eddiksyre . Det er blandbart i vann og løselig i etanol og eter .

I laboratoriet kan pyruvinsyre fremstilles ved å varme opp en blanding av vinsyre og kaliumbisulfat , ved oksidasjon av propylenglykol med en sterk oksidant (f.eks. Kaliumpermanganat eller natriumhypokloritt ), eller igjen ved hydrolyse av 2-oksopropiononitril , dannet ved reaksjon av etanoylklorid med kaliumcyanid  :

CH 3 COCl + KCN → CH 3 COCN CH 3 COCN → CH 3 COCOOH

Biokjemi av pyruvat

Beskrivelse

Pyruvationet er sluttproduktet av glukose- nedbrytningsveier ( glykolyse , pentosefosfatbane , Entner-Doudoroff-vei ). Det er substratet for en gjæring i tilstanden anaerob (melkefermentering), og Krebs sykler indirekte gitt av aerob etter oksidativ dekarboksylering og omdanner den til acetyl-CoA .

Dannelse av pyruvat ved glykolyse

	+ ADP + H +   ATP +   ⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}
PEP		Pyruvinsyre
Pyruvatkinase - EC 2.7.1.40

Den fosfoenolpyruvat (PEP) som dannes under glykolyse har en fosfatgruppe med en høy overføringshastighet potensial - Ag ° ' = -61,9 kJ mol -1 , den høyeste verdien målt i levende vesener - slik at fosforyleringen av et molekyl av ADP til ATP av pyruvat kinase . En Mg 2+ kation er nødvendig for denne reaksjonen som en kofaktor .   

Skjebnen til pyruvat i anaerobiose

De følgende reaksjoner finner sted, i et anaerobt medium , i cytoplasma , i muskelen , i melkesyrebakterier (for melkesyregjæring , for eksempel i lactobacillus ), eller til og med i gjær (for alkoholgjæringen ). Andre gjæringer er mulige, for eksempel i Enterobacteriaceae (jf. Gjæringsveier til Enterobacteriaceae ).

Laktisk gjæring

	+ NADH + H +  →  NAD + +
Pyruvinsyre		Melkesyre
L- laktatdehydrogenase - EC 1.1.1.27

CH 3 -CHOH-COO - laktatprodusert i muskelen er ikke ansvarlig for stivhet , i motsetning til vanlig tro, og griper ikke inn i fenomenet kramper . I tillegg kan den transporteres i blodet og deretter i levercellene ( Cory-syklus ).

Alkoholholdig gjæring

1. CH 3 -CO-COO -+ H + → CH 3 CHO+ CO 2, ved pyruvat-dekarboksylase , i nærvær av tiaminpyrofosfat (TPP).
2. CH 3 CHO+ NADH + H +   CH 3- CH 2- OH⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}  + NAD + , av alkoholdehydrogenase .

Skjebnen til pyruvat i aerobiose

I et aerobt miljø nedbrytes pyruvat i mitokondriene . Den kommer inn gjennom pyruvatranslokasen . To reaksjoner er mulige, som genererer forløperne til Krebs-syklusen  :

Oksidativ dekarboksylering til acetyl-CoA

Denne reaksjonen katalyseres av et multienzymatisk kompleks, pyruvatdehydrogenase-komplekset , som involverer fem koenzymer  :

• tre koenzymer knyttet til apoenzymer  : TPP , lipoat og FAD (dette er protesegrupper );

• både frie og ikke-komplekse koenzymer: NAD + og CoA .

	+ NAD + + CoA-SH  →  CO 2+ NADH + H + +
Pyruvinsyre		Acetyl-CoA
Pyruvat dehydrogenase kompleks  : pyruvat dehydrogenase (E1) - EC 1.2.4.1 dihydrolipoamid S-acetyltransferase (E2) - EC 2.3.1.12 dihydrolipoyl dehydrogenase (E3) - EC 1.8.1.4

Denne reaksjonen finner sted på nivået av mitokondrieveggen for eukaryoter og på membrannivået for prokaryoter .

Den NADH + H + vil deretter reoksydert ved den respiratoriske kjeden , synonymt mitokondrielle elektrontransportkjeden, for å generere ATP aerobt.

Karboksylering til oksaloacetat

Reaksjonen, katalysert i nærvær av biotin av pyruvatkarboksylase ( syntetase ), produserer oksaloacetat  :

	+ ATP + CO 2  →  ADP + Pi +
Pyruvinsyre		Oksaloeddiksyre
Pyruvat karboksylase - EC 6.4.1.1

Dette er en stor anaplerotisk reaksjon .

Sammenlignende energieffektivitet

Fra ett glukosemolekyl , som gir to pyruvatmolekyler:

• gjæringer har et middelmådig utbytte: de frigjør bare to molekyler ATP per molekyl glukose;

• aerobe nedbrytninger er mye mer lønnsomme: hvert glukosemolekyl tillater produksjon av 14 ATP-molekyler via oksidativ dekarboksylering, eller 6 molekyler ATP via karboksylering, selv før nedbrytningen av acetyl-CoA ved syklusen de Krebs som frigjør enda mer energi.

Merknader og referanser

1. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
2. Oppføring av CAS-nummer "127-17-3" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk instans ansvarlig for arbeidsmiljø og helse) ( tysk , engelsk ), tilgang 03/08/09 (JavaScript påkrevd)
3. (i) Carl L. yaws, Handbook of Thermodynamic diagrammer , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
4. Oppføring "Pyruvic acid" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk instans ansvarlig for arbeidsmiljø og helse) ( tysk , engelsk ), åpnet 6. januar 2019 (JavaScript kreves)
5. "  Pyruvic acid  " i databasen over kjemikalier Reptox fra CSST (Quebec-organisasjonen med ansvar for arbeidsmiljø og helse), åpnet 24. april 2009
6. Organiske synteser, koll. Flygning. 1, s.  475 (1941); Flygning. 4, s.  63 (1925). [1]
7. Wienek, Sports Biology , s.  256, Vigot

Se også

• den glykolyse
• Den bane av pentose-fosfat
• Den Entner-Doudoroff Way
• Den Krebs syklus
• Liste over syrer