حمض الأسيتوأسيتيك

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض الأسيتوأسيتيك ( الاسم النظامي : حمض 3-أوكسوبوتانويك ، ويُعرف أيضًا باسم حمض الأسيتون كاربوكسيليك أو حمض ثنائي الأسيتيك ) هو مركب عضوي صيغته الكيميائية CH₃COCH₂COOH . وهو أبسط أحماض بيتا كيتو ، ومثل غيره من أحماض هذه الفئة، فهو غير مستقر. أما إستراته الميثيلية والإيثيلية ، وهي إسترات مستقرة نسبيًا، فتُنتج على نطاق صناعي واسع كمواد أولية للأصباغ. حمض الأسيتوأسيتيك حمض ضعيف . [ 3 ]

الكيمياء الحيوية

في ظل الظروف الفسيولوجية النموذجية، يوجد حمض الأسيتوأسيتيك على شكل قاعدته المرافقة ، أسيتوأسيتات :

Ac CH 2 CO 2 H → AcCH 2 CO − 2 + H +

يتم إنتاج الأسيتوأسيتات غير المرتبط بشكل أساسي بواسطة ميتوكوندريا الكبد من ثيوإستر مع الإنزيم المساعد أ (CoA):

AcCH 2 C(O)−CoA + OH − → AcCH 2 CO − 2 + H−CoA

يتكون الأسيتوأسيتيل-CoA نفسه من خلال ثلاثة مسارات :

  • يُطلق 3-هيدروكسي-3-ميثيل غلوتاريل CoA أسيتيل CoA وأسيتوأسيتات:
    − O 2 CCH 2 −C( Me )(OH)−CH 2 C(O)−CoA → − O 2 CCH 2 −Ac + Ac−CoA
  • يمكن أن يأتي أسيتوأسيتيل-CoA من أكسدة بيتا لبيوتيريل- CoA :
    Et −CH 2 C(O)−CoA + 2NAD + + H 2 O + FAD → Ac−CH 2 C(O)−CoA + 2NADH + FADH 2
  • تكثيف جزيئين من أسيتيل مرافق الإنزيم أ (CoA) بواسطة إنزيم الثيولاز . [ 4 ] : ​​393
    2Ac−CoA → AcCH 2 C(O)−CoA + H−CoA

في الثدييات، يُطلق الأسيتوأسيتات المُنتَج في الكبد (إلى جانب الجسمين الكيتونيين الآخرين ) في مجرى الدم كمصدر للطاقة خلال فترات الصيام أو ممارسة الرياضة أو نتيجةً لداء السكري من النوع الأول . [ 5 ] أولًا، تُنقل مجموعة CoA إنزيميًا إليه من سكسينيل CoA ، مُحوِّلةً إياه مرة أخرى إلى أسيتوأسيتيل CoA؛ ثم يُفكَّك هذا الأخير إلى جزيئين من أسيتيل CoA بواسطة إنزيم الثيولاز، ثم يدخلان دورة حمض الستريك . يُفضِّل كلٌّ من عضلة القلب وقشرة الكلى الأسيتوأسيتات على الجلوكوز. ويستخدم الدماغ الأسيتوأسيتات عندما تنخفض مستويات الجلوكوز نتيجةً للصيام أو داء السكري. [ 4 ] : ​​394

التركيب والخواص

يمكن تحضير حمض الأسيتوأسيتيك عن طريق تحلل ثنائي الكيتين . وتُنتَج إستراته بطريقة مماثلة عبر تفاعلات بين ثنائي الكيتين والكحولات ، [ 3 ] ويمكن تحضير حمض الأسيتوأسيتيك عن طريق تحلل هذه المركبات. [ 6 ] عمومًا، يُنتَج حمض الأسيتوأسيتيك عند درجة حرارة 0  مئوية ويُستخدم مباشرةً في الموقع . [ 7 ]

يتحلل بمعدل تفاعل معتدل إلى أسيتون وثاني أكسيد الكربون :

CH 3 C(O)CH 2 CO 2 H → CH 3 C(O)CH 3 + CO 2

يبلغ عمر النصف للشكل الحمضي 140 دقيقة عند درجة حرارة 37  درجة مئوية في الماء، بينما يبلغ عمر النصف للشكل القاعدي (الأنيون) 130 ساعة. أي أنه يتفاعل أبطأ بحوالي 55 مرة. [ 8 ] تُستخدم عملية إزالة الكربوكسيل المقابلة لثلاثي فلورو أسيتو أسيتات لتحضير ثلاثي فلورو أسيتون .

CF 3 C(O)CH 2 CO 2 H → CF 3 C(O)CH 3 + CO 2

وهو حمض ضعيف (مثل معظم الأحماض الكربوكسيلية الألكيلية)، وله قيمة pKa تبلغ 3.58 .

يُظهر حمض الأسيتوأسيتيك تماكبًا كيتو-إينوليًا ، حيث يتم تثبيت شكل الإينول جزئيًا عن طريق الاقتران الممتد والروابط الهيدروجينية داخل الجزيء . ويعتمد التوازن بشدة على المذيب؛ حيث يسود شكل الكيتو في المذيبات القطبية (98% في الماء) بينما يمثل شكل الإينول 25-49% من المادة في المذيبات غير القطبية. [ 9 ]

كشف

يُقاس حمض الأسيتوأسيتيك في بول مرضى السكري للكشف عن الحماض الكيتوني [ 10 ] ولمتابعة الأشخاص الذين يتبعون حمية الكيتو أو حمية منخفضة الكربوهيدرات . [ 11 ] [ 12 ] ويتم ذلك باستخدام شرائط اختبار مغلفة بالنيتروبروسيد أو مواد كيميائية مشابهة. يتغير لون النيتروبروسيد من الوردي إلى البنفسجي بوجود الأسيتوأسيتات، القاعدة المرافقة لحمض الأسيتوأسيتيك، ويُقاس تغير اللون بالعين المجردة. لا يقيس هذا الاختبار بيتا-هيدروكسي بوتيرات، وهو الكيتون الأكثر وفرة في الجسم؛ إذ يتحول بيتا-هيدروكسي بوتيرات إلى أسيتوأسيتات أثناء علاج الحماض الكيتوني، لذا لا يكون الاختبار مفيدًا بعد بدء العلاج [ 10 ] وقد تكون نتيجته منخفضة بشكل خاطئ عند التشخيص. [ 13 ]

تُستخدم اختبارات مماثلة في أبقار الألبان لاختبار الكيتوزية . [ 14 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "مقدمة". تسمية الكيمياء العضوية: توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية والأسماء المفضلة 2013 (الكتاب الأزرق) . كامبريدج: الجمعية الملكية للكيمياء . 2014. ص  748. doi : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ↑ داوسون، آر إم سي، وآخرون، بيانات للبحوث البيوكيميائية ، أكسفورد، مطبعة كلارندون، 1959.
  3. 1 2 فرانز ديتريش كلينجلر؛ وولفجانج إيبرتز (2005). "الأحماض الأوكسوكاربوكسيلية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a18_313 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. 1 2 لوبيرت ستراير (1981). الكيمياء الحيوية ( الطبعة الثانية). 
  5. ↑ ستراير، لوبيرت (1995). الكيمياء الحيوية ( الطبعة الرابعة). نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه. الصفحات 510-515 ، 581-613 ، 775-778 . ISBN   0-7167-2009-4.
  6. ↑ روبرت سي. كروجر (1952). "حمض الأسيتوأسيتيك البلوري". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 74 (21): 5536. Bibcode : 1952JAChS..74Q5536K . doi : 10.1021/ja01141a521 .
  7. ↑ رينولدز، جورج أ.؛ فان ألان، جيه إيه (1952). "ميثيل جليوكسال-ω-فينيل هيدرازون" . التخليق العضوي . 32 : 84. doi : 10.15227/orgsyn.032.0084المجلدات المجمعة ، المجلد 4، صفحة 633  .
  8. ↑ هاي، آر دبليو؛ بوند، إم إيه (1967). "حركية نزع الكربوكسيل من حمض الأسيتوأسيتيك". المجلة الأسترالية للكيمياء 20 ( 9): 1823-1828 . doi : 10.1071/CH9671823 .
  9. ↑ غراندي، كارين د.؛ روزنفيلد، ستيوارت م. (1980). "التوازنات التوتوميرية في حمض الأسيتوأسيتيك". مجلة الكيمياء العضوية . 45 (9): 1626-1628 . doi : 10.1021/jo01297a017 . ISSN 0022-3263 . 
  10. 1 2 نينوي، إي. أ.؛ كتابجي، أ. إ. (أبريل 2016). "تطور الحماض الكيتوني السكري: تحديث لأسبابه، وآلياته المرضية، وإدارته". الأيض: السريري والتجريبي . 65 (4): 507-21 . doi : 10.1016/j.metabol.2015.12.007 . PMID 26975543 . 
  11. ↑ هارتمان، أ. ل.؛ فاينينغ، إ. ب . (يناير 2007). "الجوانب السريرية للنظام الغذائي الكيتوني". إبيلبسيا . 48 (1): 31-42 . doi : 10.1111/j.1528-1167.2007.00914.x . PMID 17241206. S2CID 21195842 .  
  12. ↑ سوميثران، بريا؛ برويتو، جوزيف (2008). "الحميات الكيتونية لإنقاص الوزن: مراجعة لمبادئها وسلامتها وفعاليتها". أبحاث السمنة والممارسة السريرية . 2 (1): I– II. doi : 10.1016/j.orcp.2007.11.003 . PMID 24351673 . 
  13. ↑ ميسرا، س؛ أوليفر، ن.س. (28 أكتوبر 2015). "الحماض الكيتوني السكري لدى البالغين" (ملف PDF) . المجلة الطبية البريطانية (طبعة البحوث السريرية) . 351 h5660. doi : 10.1136/bmj.h5660 . hdl : 10044/1/41091 . PMID 26510442. S2CID 2819002. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 9 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2017 .  
  14. ↑ تاتون، إي إتش؛ جوردون، جيه إل؛ هوبز، جيه؛ لوبلانك، إس جيه؛ ديفريز، تي جيه؛ دوفيلد، تي إف (1 أغسطس 2016). "مراجعة منهجية وتحليل تجميعي لدقة التشخيص لاختبارات التشخيص السريع للكشف عن فرط كيتون الدم في أبقار الألبان". الطب البيطري الوقائي . 130 : 18-32 . doi : 10.1016/j.prevetmed.2016.06.002 . PMID 27435643 .