Щавелевоуксусная кислота
Щавелевоу́ксусная кислота́ (2-оксобутандиовая кислота, α-кетоянтарная кислота), четырёхуглеродная дикарбоновая кетокислота, HOOCCOCH2 COOH. Существует в двух изомерных формах (кето-енольная таутомерия).
В кристаллическом состоянии обычно находится в енольной форме и может существовать в виде цис-изомера (гидроксималеиновая кислота) и транс-изомера (гидроксифумаровая кислота). Соли щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетаты) – промежуточные метаболиты цикла трикарбоновых кислот. Щавелевоуксусная кислота принимает участие в глюконеогенезе, синтезе аминокислот и жирных кислот, в глиоксилатном цикле и цикле мочевины. Молярная масса 132,07 г/моль. Температура плавления 152 °C (цис-изомер), 184 °C (транс-изомер) с разложением.
Физико-химические свойства
Щавелевоуксусная кислота – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, этаноле, малорастворимое в диэтиловом эфире, нерастворимое в бензоле и хлороформе. Константы диссоциации кислоты (pKa ) составляют 2,22, 3,89 и 13,03 (енольная OH-группа).
По химическим свойствам щавелевоуксусная кислота отвечает двухосновным кислотам и кетонам, а также непредельным соединениям. Она относится одновременно к α- и β-кетокислотам. Вступает в реакции, характерные для карбонильной группы (C=O): нуклеофильное присоединение, гидрирование и др. По карбоксильной группе (–COOH) участвует в реакциях ионизации, образования солей, сложных эфиров, амидов и др. Также возможно образование продуктов присоединения по двойной связи (енольная форма щавелевоуксусной кислоты).
Под действием разбавленных минеральных кислот щавелевоуксусная кислота декарбоксилируется, нагревание с концентрированной серной кислотой приводит к декарбонилированию.
Способы получения
Щавелевоуксусную кислоту получают окислением L-яблочной кислоты.
Участие в обмене веществ
При переаминировании оксалоацетатов с α-аминокислотами образуется аспарагиновая кислота, при декарбоксилировании – пируват.
Образование щавелевоуксусной кислоты из яблочной под действием специфичного фермента малатдегидрогеназы (КФ 1.1.1.37) завершает цикл трикарбоновых кислот. Далее цитратсинтаза (КФ 2.3.3.1) из оксалоацетата и ацетилированного производного кофермента А синтезирует цитрат, который может вновь вступить в цикл трикарбоновых кислот либо выходить из митохондрии в цитозоль, осуществляя транспорт ацетил-КоА, необходимого для синтеза жирных кислот.
Оксалоацетат является промежуточным соединением в процессе глюконеогенеза, осуществляет интеграцию углеводного и белкового обмена, участвует в орнитиновом цикле, в регуляции кетогенеза.
Литература
- Баркан Я. Г. Органическая химия : учебное пособие для вузов. – Москва : Высшая школа, 1973.
- Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс ; пер. с англ. В. Л. Друцы, О. Н. Королевой. – Москва : Мир, 1991.
- Биохимия человека. Т. 1 / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл ; пер. с англ. В. В. Борисова, Е. В. Дайниченко. – Москва : Мир, 1993.
- Берёзов Т. Т. Биологическая химия : учебник для вузов / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. – 3-е изд,, перераб. и доп. – Москва : Медицина, 1998. – (Учебная литература для студентов медицинских вузов).
- Органическая химия : учебник для вузов / под ред. Н. А. Тюкавкиной. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019.