Glyoksyylihappoon orgaaninen yhdiste, jonka molekyylikaava on C2H2O3 ja joka koostuu aldehydiryhmästä (-CHO) ja karboksyyliryhmästä (-COOH). Sen yksinkertainen rakennekaava on HOCCOOH, CAS 298-12-4 ja molekyylipaino on 74,04. Vaaleankeltainen läpinäkyvä neste. Liukenee veteen, liukenee heikosti etanoliin, eetteriin, bentseeniin jne. Sitä voidaan käyttää torjunta-aineiden, kuten glyfosaatin, glyfosaatin, imidaklopridin, kinofossin ja glyfosaatin valmistukseen. Näillä torjunta-aineilla on suuri merkitys maataloustuotannon ja kasvinsuojelun kannalta. Voidaan käyttää syntetisoimaan oraalista penisilliiniä, allantoiinia (käytetään hyvänä ihohaavojen parantavana aineena, lisäaineena huippukosmetiikkaan ja kasvien kasvun säätelyaineisiin), p-hydroksifenyyliglysiiniä, p-hydroksifenyylietikkahappoa, mantelihappoa, asetofenonia jne. Tiofenyyliglykolihappo, p-hydroksifenyyliasetamidi (käytetään tehokkaiden sydän- ja verisuonisairauksien ja verenpainetautien hoitoon tarkoitettujen lääkkeiden valmistukseen - atel) jne. Se on tärkeä orgaaninen kemiallinen raaka-aine, jolla on laaja valikoima sovelluksia, joihin liittyy useita aloja, kuten mausteet, lääketiede torjunta-aineet ja ympäristönsuojelu. Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen ja sovellustarpeiden monipuolistumisen myötä uskomme, että glyoksyylihapon käyttömahdollisuudet ovat entistä laajemmat.
(Tuotteen linkki: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
Oksaalihapon (HOCCOOH) molekyylirakenne on seuraava:
Glyoksylaatti on orgaaninen yhdiste, joka sisältää kaksi funktionaalista ryhmää (aldehydi ja karboksyyli), jonka molekyylikaava on C2H2O3. Asetaldehydin molekyylirakenteessa voidaan nähdä hiiliatomi, joka yhdistää sekä aldehydi- että karboksyyliryhmiä. Aldehydiryhmä koostuu yhdestä hiiliatomista, yhdestä happiatomista ja yhdestä vetyatomista, jota merkitään -CHO, jolla on pelkistäviä ominaisuuksia. Karboksyyliryhmät koostuvat kahdesta happiatomista ja yhdestä hiiliatomista, jota merkitään -COOH, joka on hapan.
Asetaldehydin rakenteessa keskushiiliatomi on kytketty kolmeen muuhun atomiin (yksi happiatomi ja kaksi vetyatomia) kaksoissidoksen muodossa muodostaen vakaan tetraedrisen rakenteen. Samanaikaisesti aldehydimolekyylin molemmat happiatomit osallistuvat koordinaatiosidosten muodostumiseen muiden atomien kanssa, nimittäin aldehydiryhmän hiiliatomin ja karboksyyliryhmän vetyatomin kanssa. Tämä rakenne antaa asetaldehydille vahvoja elektronisia ja spatiaalisia vaikutuksia, mikä vaikuttaa sen kemiallisen reaktion suorituskykyyn.
Lisäksi glyoksylaatin molekyylissä on peroksidisidos (-C=O), joka muodostuu yhdistämällä hiiliatomeja ja happiatomeja kaksoissidoksen muodossa. Tämän peroksidisidoksen läsnäolo antaa asetaldehydille korkean kemiallisen reaktiivisuuden ja mahdollistaa sen osallistumisen erilaisiin kemiallisiin reaktioihin, kuten hapettumiseen, pelkistykseen ja esteröintiin.
Kaiken kaikkiaan glyoksylaatin molekyylirakenne antaa sille ainutlaatuiset kemialliset ominaisuudet ja reaktiivisuuden. Kemiallisissa reaktioissa asetaldehydillä voi olla pelkistäviä ja happamia ominaisuuksia, ja se voi käydä läpi erilaisia reaktioita muiden yhdisteiden kanssa. Se on tärkeä välituote muiden orgaanisten yhdisteiden synteesissä.
Biologinen fermentaatiomenetelmä glyoksylaatin syntetisoimiseksi on menetelmä, joka hyödyntää mikrobifermentaation periaatetta glukoosin tai muiden sokerien muuntamiseksi glyoksylaatiksi. Seuraavat ovat yksityiskohtaiset vaiheet ja vastaavat kemialliset yhtälöt glyoksylaatin synteesiä varten biologisella fermentaatiomenetelmällä:
1. Kannan valmistus: Ensinnäkin on tarpeen valmistella kanta käymistä varten. Yleisesti käytettyjä bakteerikantoja ovat hiiva, home jne. Näitä kantoja voidaan saada laboratorioviljelyllä tai eristämällä luonnosta.
2. Viljelyalustan valmistus: Seuraavaksi on tarpeen valmistaa bakteerikasvuun sopiva viljelyalusta. Viljelyalusta on liuos tai kiinteä aine, joka sisältää hiilen lähteitä, typen lähteitä, epäorgaanisia suoloja jne., jota käytetään tarjoamaan bakteerien kasvuun tarvittavia ravintoaineita. Yleisiä hiilen lähteitä ovat glukoosi, sakkaroosi jne., kun taas typen lähteitä ovat aminohapot, peptoni jne.
3. Siemenviljely: Siirrä valmistetut bakteerikannat viljelyalustaan siementen viljelyä varten. Siemenviljelyn tarkoituksena on mahdollistaa bakteerikannan nopea kasvu ja sopeutuminen käymisolosuhteisiin. Tämä vaihe voidaan suorittaa vakiolämpötilaisessa ravistelijassa säätämällä sopivaa lämpötilaa ja nopeutta bakteerikannan normaalin kasvun varmistamiseksi.
4. Käymisprosessi: Kun siemenviljely on valmis, siemenneste lisätään käymissäiliöön käymisprosessin aloittamiseksi. Fermentointisäiliössä siemenneste ja viljelyalusta sekoitetaan ja reagoivat tietyissä olosuhteissa, ja glyoksylaattia syntyy jatkuvasti aineenvaihduntatuotteena. Käymisprosessin aikana on tarpeen kontrolloida parametreja, kuten lämpötilaa, pH:ta ja liuennutta happea, jotta varmistetaan käymisen normaali eteneminen ja tuotteen muodostumisen stabiilisuus.
5. Tuotteen uuttaminen: Käymisen päätyttyä tuote on uutettava ja puhdistettava. Tämä vaihe sisältää yleensä uuttamisen, tislauksen, kiteyttämisen ja muita menetelmiä glyoksylaatin erottamiseksi käymisliemestä ja sen puhdistamiseksi.
6. Jälkikäsittely: Lopuksi uutetulle ja puhdistetulle glyoksylaattille suoritetaan jälkikäsittely, kuten kuivaus, pakkaaminen jne. Tämän vaiheen tarkoituksena on varmistaa tuotteen laatu ja turvallisuus.
Glyoksylaatin syntetisointiprosessissa biologisen käymisen kautta liittyy joukko biokemiallisia reaktioita. Tärkein reaktio on glukoosin hapettuminen, joka tuottaa tuotteita, kuten glyoksylaattia ja hiilidioksidia. Erityinen kemiallinen yhtälö on seuraava:
C6H12O6 + O2→ 2CH3COOH + 2CO2 + 2H2O
Tämä reaktio osoittaa, että glukoosi hapettuu glyoksylaatiksi ja hiilidioksidiksi mikro-organismien vaikutuksesta, samalla kun se vapauttaa energiaa mikrobien kasvuun ja lisääntymiseen.
On huomattava, että glyoksylaatin synteesi biologisella fermentoinnilla vaatii tietyt lämpötilan, pH:n ja liuenneen hapen olosuhteet mikro-organismien normaalin kasvun ja metabolisen aktiivisuuden varmistamiseksi. Samanaikaisesti asetaldehydin saannon ja puhtauden parantamiseksi on tarpeen optimoida ja kontrolloida viljelyalustan koostumusta, siementen viljelyn olosuhteita ja parametreja fermentaatioprosessin aikana.
Biologinen käyminen on ympäristöystävällinen ja kestävä synteettinen menetelmä, jolla on laajat käyttömahdollisuudet. Tämä menetelmä vaatii kuitenkin tietyn määrän aikaa ja resursseja bakteeriviljelyn ja käymisolosuhteiden optimoimiseksi, samalla kun se käsittelee myös tuotteen uuttamiseen ja puhdistamiseen liittyviä teknisiä kysymyksiä. Siksi käytännön sovelluksissa on välttämätöntä pohtia ja arvioida kokonaisvaltaisesti yksittäisten tilanteiden perusteella.
Glyoksyylihappo on tärkeä orgaaninen kemiallinen raaka-aine, jolla on laaja käyttöalue.
1. Käytetään aromaattisten aminohappojen valmistukseen:
Se voi reagoida aniliinin tai muiden aromaattisten amiinien kanssa vastaavien aromaattisten aminohappojen, kuten fenyylialaniinin ja tyrosiinin, muodostamiseksi.
2. Käytetään natriumglysiinin valmistukseen:
Se voi reagoida glysiinin kanssa tuottaen natriumglysiiniä, joka tunnetaan myös nimellä N-hydroksimetyyliglysiininatrium
3. Käytetään polyakryylianhydridin valmistukseen:
Se voi reagoida etyleeniglykolin kanssa tuottaakseen polyanhydridiä, joka tunnetaan myös nimellä polyhydroksiasetaatti.
4. Käytetään etanoliamiinin valmistukseen:
Se voi reagoida etanoliamiinin kanssa muodostaen N-(2-hydroksietyyli)glysiiniä, joka sitten asyloidaan etanoliamiinin tuottamiseksi.
5. Käytetään pyridiinin-2,6-dionin valmistukseen:
Se voi reagoida pyridiinin kanssa muodostaen pyridiini-2,6-dionia. Pyridiini-2,6-dioni on monipuolinen yhdiste, jota voidaan käyttää väriaineiden, farmaseuttisten välituotteiden ja polymeerien valmistukseen.
6. Käytetään L-seriinin valmistukseen:
Se voi reagoida metyylisulfonyylikloridin ja isosyanaatin kanssa tuottaakseen L-seriiniä. L-seriini on tärkeä aminohappo, jota käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin lääketiede, ruoka ja rehu.