Glioksilskābeir organisks savienojums ar C2H2O3 molekulāro formulu, kas sastāv no aldehīda grupas (-CHO) un karboksilgrupas (-COOH). Tā vienkāršā strukturālā formula ir HOCCOOH, CAS 298-12-4, un molekulmasa ir 74,04. Gaiši dzeltens caurspīdīgs šķidrums. Šķīst ūdenī, nedaudz šķīst etanolā, ēterī, benzolā utt. To var izmantot, lai ražotu pesticīdus, piemēram, glifosātu, glifosātu, imidakloprīdu, hinofosu un glifosātu. Šiem pesticīdiem ir liela nozīme lauksaimnieciskajā ražošanā un augu aizsardzībā. Var izmantot, lai sintezētu perorālo penicilīnu, alantoīnu (izmanto kā labu līdzekli ādas brūču dziedēšanai, piedevu augstākās klases kosmētikai un augu augšanas regulatorus), p-hidroksifenilglicīnu, p-hidroksifeniletiķskābi, mandeļskābi, acetofenonu u.c. Tiofenilglikolskābe, p-hidroksifenilacetamīds (izmanto, lai ražotu efektīvus medikamentus sirds un asinsvadu slimību un hipertensijas ārstēšanai – atel) uc Tā ir svarīga organisko ķīmisko vielu izejviela ar plašu pielietojumu klāstu, kas ietver vairākas jomas, piemēram, garšvielas, medicīnu. , pesticīdi un vides aizsardzība. Ar nepārtrauktu zinātnes un tehnoloģiju progresu un pielietojuma vajadzību dažādošanu, mēs uzskatām, ka glioksilskābes pielietošanas iespējas būs vēl plašākas.
(Produkta saite: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
Skābeņskābes (HOCCOOH) molekulārā struktūra ir šāda:
Glioksilāts ir organisks savienojums, kas satur divas funkcionālās grupas (aldehīdu un karboksilgrupu) ar molekulāro formulu C2H2O3. Acetaldehīda molekulārajā struktūrā var redzēt oglekļa atomu, kas savieno gan aldehīda, gan karboksilgrupas. Aldehīda grupa sastāv no viena oglekļa atoma, viena skābekļa atoma un viena ūdeņraža atoma, kas apzīmēts kā -CHO, kam ir reducējošas īpašības. Karboksilgrupas sastāv no diviem skābekļa atomiem un viena oglekļa atoma, kas apzīmēts kā -COOH, kas ir skābs.
Acetaldehīda struktūrā centrālais oglekļa atoms ir savienots ar pārējiem trim atomiem (vienu skābekļa atomu un diviem ūdeņraža atomiem) dubultsaites veidā, veidojot stabilu tetraedrisku struktūru. Tajā pašā laikā abi skābekļa atomi aldehīda molekulā piedalās koordinācijas saišu veidošanā ar citiem atomiem, proti, oglekļa atomu aldehīda grupā un ūdeņraža atomu karboksilgrupā. Šī struktūra nodrošina acetaldehīdam spēcīgu elektronisku un telpisku efektu, tādējādi ietekmējot tā ķīmiskās reakcijas veiktspēju.
Turklāt glioksilāta molekulā ir peroksīda saite (-C=O), kas veidojas, savienojot oglekļa atomus un skābekļa atomus dubultsaites veidā. Šīs peroksīda saites klātbūtne piešķir acetaldehīdam augstu ķīmisko reaktivitāti un ļauj tam piedalīties dažāda veida ķīmiskās reakcijās, piemēram, oksidēšanā, reducēšanā un esterificēšanā.
Kopumā glioksilāta molekulārā struktūra piešķir tai unikālas ķīmiskās īpašības un reaktivitāti. Ķīmiskās reakcijās acetaldehīdam var būt reducējošas un skābas īpašības, un tas var iziet dažāda veida reakcijas ar citiem savienojumiem. Tas ir svarīgs starpprodukts citu organisko savienojumu sintēzē.
Bioloģiskās fermentācijas metode glioksilāta sintezēšanai ir metode, kas izmanto mikrobu fermentācijas principu, lai glikozi vai citus cukurus pārvērstu glioksilātā. Tālāk ir sniegtas detalizētas darbības un attiecīgie ķīmiskie vienādojumi glioksilāta sintēzei ar bioloģiskās fermentācijas metodi:
1. Celma sagatavošana: Pirmkārt, ir nepieciešams sagatavot celmu fermentācijai. Parasti izmantotie baktēriju celmi ir raugs, pelējums utt. Šos celmus var iegūt, kultivējot laboratorijā vai izolējot no dabas.
2. Barotnes sagatavošana: Pēc tam ir nepieciešams sagatavot baktēriju augšanai piemērotu barotni. Barotne ir šķīdums vai cieta viela, kas satur oglekļa avotus, slāpekļa avotus, neorganiskos sāļus utt., ko izmanto, lai nodrošinātu baktēriju augšanai nepieciešamās barības vielas. Parastie oglekļa avoti ir glikoze, saharoze utt., savukārt slāpekļa avoti ir aminoskābes, peptons utt.
3. Sēklu audzēšana: sagatavotos baktēriju celmus inokulē sēklu audzēšanas barotnē. Sēklu audzēšanas mērķis ir ļaut baktēriju celmam ātri augt un pielāgoties fermentācijas apstākļiem. Šo darbību var veikt nemainīgas temperatūras kratītājā, kontrolējot atbilstošu temperatūru un ātrumu, lai nodrošinātu normālu baktēriju celma augšanu.
4. Fermentācijas process: pēc sēklu audzēšanas pabeigšanas sēklu šķidrums tiek pievienots fermentācijas tvertnei, lai sāktu fermentācijas procesu. Fermentācijas tvertnē sēklu šķidrums un barotne tiek sajaukti un noteiktos apstākļos reaģē, un glioksilāts tiek nepārtraukti ģenerēts kā vielmaiņas produkts. Fermentācijas procesā ir nepieciešams kontrolēt tādus parametrus kā temperatūra, pH un izšķīdušais skābeklis, lai nodrošinātu normālu fermentācijas gaitu un produkta ražošanas stabilitāti.
5. Produkta ekstrakcija: pēc fermentācijas pabeigšanas produkts ir jāizņem un jāattīra. Šis solis parasti ietver ekstrakciju, destilāciju, kristalizāciju un citas metodes, lai atdalītu glioksilātu no fermentācijas buljona un attīrītu to.
6. Pēcapstrāde. Visbeidzot, ekstrahētais un attīrītais glioksilāts tiek pakļauts pēcapstrādei, piemēram, žāvēšanai, iesaiņošanai utt. Šī darbība ir paredzēta, lai nodrošinātu produkta kvalitāti un drošību.
Glikoksilāta sintezēšanas procesā bioloģiskās fermentācijas ceļā tiek iesaistītas vairākas bioķīmiskas reakcijas. Vissvarīgākā reakcija ir glikozes oksidēšana, kas rada tādus produktus kā glioksilāts un oglekļa dioksīds. Īpašais ķīmiskais vienādojums ir šāds:
C6H12O6 + O2→ 2 CH3COOH + 2CO2 + 2H2O
Šī reakcija norāda, ka glikoze mikroorganismu ietekmē tiek oksidēta par glioksilātu un oglekļa dioksīdu, vienlaikus atbrīvojot enerģiju mikrobu augšanai un vairošanai.
Jāņem vērā, ka glioksilāta sintēzei bioloģiskās fermentācijas ceļā ir nepieciešama noteikta temperatūra, pH un izšķīdušā skābekļa apstākļi, lai nodrošinātu normālu mikroorganismu augšanu un vielmaiņas aktivitāti. Tajā pašā laikā, lai uzlabotu acetaldehīda ražu un tīrību, ir nepieciešams optimizēt un kontrolēt barotnes sastāvu, sēklu audzēšanas apstākļus un parametrus fermentācijas procesā.
Bioloģiskā fermentācija ir videi draudzīga un ilgtspējīga sintētiskā metode ar plašām pielietojuma perspektīvām. Tomēr šī metode prasa zināmu laika un resursu ieguldījumu, lai optimizētu baktēriju kultūras un fermentācijas apstākļus, vienlaikus risinot arī tehniskos jautājumus, kas saistīti ar produktu ekstrakciju un attīrīšanu. Tāpēc praktiskajā pielietojumā ir nepieciešams vispusīgi apsvērt un izvērtēt, pamatojoties uz konkrētām situācijām.
Glioksilskābe ir svarīga organiskā ķīmiskā izejviela ar plašu lietojumu klāstu.
1. Izmanto aromātisko aminoskābju ražošanai:
Tas var reaģēt ar anilīnu vai citiem aromātiskiem amīniem, veidojot atbilstošas aromātiskās aminoskābes, piemēram, fenilalanīnu un tirozīnu.
2. Izmanto nātrija glicīna ražošanai:
Tas var reaģēt ar glicīnu, veidojot nātrija glicīnu, kas pazīstams arī kā N-hidroksimetilglicīna nātrijs.
3. Izmanto poliakrila anhidrīda ražošanai:
Tas var reaģēt ar etilēnglikolu, veidojot polianhidrīdu, kas pazīstams arī kā polihidroksiacetāts.
4. Izmanto etanolamīna ražošanai:
Tas var reaģēt ar etanolamīnu, veidojot N-(2-hidroksietil)glicīnu, kas pēc tam tiek acilēts, iegūstot etanolamīnu.
5. Izmanto piridīna-2,6-diona ražošanai:
Tas var reaģēt ar piridīnu, veidojot piridīnu-2,6-dionu. Piridīns-2,6-dions ir daudzpusīgs savienojums, ko var izmantot krāsvielu, farmaceitisko starpproduktu un polimēru pagatavošanai.
6. Izmanto L-serīna ražošanai:
Tas var reaģēt ar metilsulfonilhlorīdu un izocianātu, veidojot L-serīnu. L-serīns ir svarīga aminoskābe, ko plaši izmanto tādās jomās kā medicīna, pārtika un barība.