Dekarboxilezés

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Dekarboxilezés

A dekarboxilezés kémiai reakció, amelyben egy karboxilcsoportot szén-dioxid (CO2) kilépése mellett elbontunk. A folyamat karbonsavakra jellemző, azok szénláncából egy szénatom kilép ilyenkor. Leggyakrabban a karbonsavakat nátrium-hidroxiddal vagy NaOH-CaO-keverékkel hevítik. Magas hőmérsékleten ezek képesek elvonni a szén-dioxidot a karboxilcsoportokból. A dekarboxilezés ellentétes folyamata, az ún. karboxilezés a fotoszintézis első lépése, melyben CO2 épül be egy molekulába. A dekarboxilezést katalizáló enzimeket dekarboxilázoknak nevezzük.

A szerves kémiában[szerkesztés]

A dekarboxilezés szó szerinti értelemben a COOH (karboxilcsoport) elvételét ill. protonnal (H+) való helyettesítését jelenti. A szó a reagens állapotára és a termékre vonatkozik. A dekarboxilezés egyike a legősibb kémiai reakcióknak, gyakran pirolízist von maga után, és az illékony anyagok elszállnak a reakciótérből. A folyamat lejátszódásához hőközlés is szükséges, mivel alacsony hőmérsékleten kedvezőtlenebb a reakció. A hatásfokot (kitermelési százalékot) is nagyban befolyásolják a körülmények. A dekarboxilezés a homologizációval ellentétesnek tekinthető. Fémek, főleg a réz vegyületei általában szükségesek.[1] Az ilyen reakciók fém-karboxilát komplexeken keresztül mennek végbe.

Az aril-karboxilátok dekarboxilezésekor a megfelelő aril anion keletkezik, ami pedig keresztkötési reakciókon mehet keresztül.

Az alkil-karbonsavak dekarboxilezése nem mindig egyszerű.[2] Ez alól kivételek a β-ketosavak, az α,β-telítetlen savak, az α-fenil-, α-nitro-, és az α-cianosavak. Ezek a reakciók az ikerionos tautomerek képződésének köszönhetően felgyorsulnak, mivel azok karbonilcsoportja protonált, karboxilcsoportja pedig deprotonált.[3] A zsírsavak jellemzően nagyon nehezen dekarboxilezhetők. Egy sav reakciókészsége a dekarboxilezésre a mechanizmus során keletkező karbanion stabilitásától függ. Sok reakció az organikus kémia kezdeti tudósainak nevét viseli. A Barton-dekarboxilezés, Kolbe-elektrolízis, Kochi-reakció és a Hunsdiecker-reakció radikális folyamatok. A Krapcso-dekarboxilezés egy hasonló, de észterrel végzett reakció. A ketonos dekarboxilezéssel karbonsavakat alakítanak ketonokká.

Protodekarboxilezés[szerkesztés]

Protodekarboxilezés alatt azt a folyamatot értjük, amiben egy karbonsavból CO2 elvonásával a megfelelő szénhidrogén keletkezik. Ez fogalmilag ugyanazt jelenti, mint maga a dekarboxilezés, azt leszámítva, hogy ebben az esetben feltétlenül szükséges a csoport protonnal való pótlása. Ez a reakció megy végbe a malonsavészter-szintézis és a Knoevenagel-kondenzáció esetén.[4]

Példák dekarboxilezésre[szerkesztés]

Szerves kémiában[szerkesztés]

Ha karbonsavakat nátrium-hidroxiddal (vagy NaOH-CaO-keverrékkel) hevítünk, a karboxilcsoportjuk kiszakad, és új vegyületek keletkeznek:

HangyasavHidrogén
EcetsavMetán
PropionsavEtán
BenzoesavBenzol
SzalicilsavFenol
KarbaminsavAmmónia
GlicinMetil-amin
CitromsavIzopropanol

Biokémiában[szerkesztés]

Szerves karbonsavak a szervezetbe kerülve a dekaboxiláz enzimek hatására alakulnak át:

TriptofánTriptamin
Fenil-alaninFeniletilamin
TirozinTiramin
LevodopaDopamin
HisztidinHisztamin
5-hidroxitriptofánSzerotonin
SzerinEtanolamin

Esettanulmányok[szerkesztés]

Hevítésre a Δ9-tetrahidrokannabinolsav átalakul Δ9-tetrahidrokannabinollá, egy pszichoaktív droggá.[5] Ha italokat hosszú ideig tárolunk, egy C-vitamin által katalizált folyamatban a nátrium-benzoát (tartósítószer) nagyon kis mennyiségben benzollá alakul.[6] Egyes tanulmányok szerint az aminosavak dekarboxileződése katalitikus mennyiségű ciklohexenonnal felgyorsítható,[7] bár a hozzáadott katalizátorok hatására nem kívánt melléktermékek is keletkezhetnek.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Decarboxylation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés]

  1. Richard H. Wiley and Newton R. Smith. „m-Nitrostyrene”. Org. Synth..  ; Coll. Vol. 4: 731
  2. http://www.chem.ucalgary.ca/courses/350/Carey5th/Ch19/ch19-3-4.html, Decarboxylation, Dr. Ian A. Hunt, Department of Chemistry, University of Calgary
  3. Jim Clark: The Decarboxylation of Carboxylic Acids and their Salts. Chemguide, 2004. (Hozzáférés: 2007. október 22.)
  4. Malonic Ester Synthesis. Organic Chemistry Portal. (Hozzáférés: 2007. október 26.)
  5. Does marijuana have to be heated to become psychoactive?
  6. Archivált másolat. [2008. március 26-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. március 26.)
  7. http://www.erowid.org/archive/rhodium/chemistry/tryptophan.html, Tryptamine from Tryptophan