Kyselina glyoxylováje organická zlúčenina s molekulovým vzorcom C2H2O3, pozostávajúca z aldehydovej skupiny (-CHO) a karboxylovej skupiny (-COOH). Jeho jednoduchý štruktúrny vzorec je HOCCOOH, CAS 298-12-4 a molekulová hmotnosť je 74,04. Svetložltá transparentná kvapalina. Rozpustný vo vode, mierne rozpustný v etanole, éteri, benzéne atď. Môže sa použiť na výrobu pesticídov, ako je glyfosát, glyfosát, imidakloprid, chinophos a glyfosát. Tieto pesticídy majú veľký význam pre poľnohospodársku výrobu a ochranu rastlín. Môže sa použiť na syntézu perorálneho penicilínu, alantoínu (používa sa ako dobrý prostriedok na hojenie kožných rán, prísada do špičkovej kozmetiky a regulátory rastu rastlín), p-hydroxyfenylglycín, kyselina p-hydroxyfenyloctová, kyselina mandľová, acetofenón atď. Kyselina tiofenylglykolová, p-hydroxyfenylacetamid (používa sa na výrobu účinných liekov na liečbu srdcovo-cievnych ochorení a hypertenzie - atel) atď. Je to významná organická chemická surovina so širokým spektrom použitia, zahŕňa viaceré oblasti ako korenie, medicína , pesticídy a ochrana životného prostredia. S neustálym pokrokom vedy a techniky a diverzifikáciou aplikačných potrieb veríme, že aplikačné vyhliadky kyseliny glyoxylovej budú ešte širšie.
(Odkaz na produkt: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
Molekulárna štruktúra kyseliny šťaveľovej (HOCCOOH) je nasledovná:
Glyoxylát je organická zlúčenina obsahujúca dve funkčné skupiny (aldehyd a karboxyl) s molekulovým vzorcom C2H2O3. V molekulárnej štruktúre acetaldehydu je možné vidieť atóm uhlíka spájajúci aldehydové aj karboxylové skupiny. Aldehydová skupina pozostáva z jedného atómu uhlíka, jedného atómu kyslíka a jedného atómu vodíka, označovaného ako -CHO, ktorý má redukčné vlastnosti. Karboxylové skupiny sa skladajú z dvoch atómov kyslíka a jedného atómu uhlíka, označovaných ako -COOH, ktorý je kyslý.
V štruktúre acetaldehydu je centrálny atóm uhlíka spojený s ďalšími tromi atómami (jeden atóm kyslíka a dva atómy vodíka) vo forme dvojitej väzby, čím vzniká stabilná štvorstenná štruktúra. Zároveň sa oba atómy kyslíka v molekule aldehydu podieľajú na tvorbe koordinačných väzieb s inými atómami, a to atómom uhlíka v aldehydovej skupine a atómom vodíka v karboxylovej skupine. Táto štruktúra dáva acetaldehydu silné elektronické a priestorové efekty, čím ovplyvňuje jeho chemickú reakciu.
Okrem toho je v molekule glyoxylátu peroxidová väzba (-C{1}}O), ktorá vzniká spojením atómov uhlíka a atómov kyslíka vo forme dvojitej väzby. Prítomnosť tejto peroxidovej väzby dodáva acetaldehydu vysokú chemickú reaktivitu a umožňuje mu zúčastňovať sa rôznych typov chemických reakcií, ako je oxidácia, redukcia a esterifikácia.
Celkovo molekulárna štruktúra glyoxylátu mu dáva jedinečné chemické vlastnosti a reaktivitu. Pri chemických reakciách môže acetaldehyd vykazovať redukčné a kyslé vlastnosti a môže podliehať rôznym typom reakcií s inými zlúčeninami. Je dôležitým medziproduktom pri syntéze iných organických zlúčenín.
Biologická fermentačná metóda na syntézu glyoxylátu je metóda, ktorá využíva princíp mikrobiálnej fermentácie na premenu glukózy alebo iných cukrov na glyoxylát. Nasledujú podrobné kroky a zodpovedajúce chemické rovnice na syntézu glyoxylátu metódou biologickej fermentácie:
1. Príprava kmeňa: Najprv je potrebné pripraviť kmeň na fermentáciu. Bežne používané bakteriálne kmene zahŕňajú kvasinky, plesne atď. Tieto kmene možno získať laboratórnou kultiváciou alebo izoláciou z prírody.
2. Príprava kultivačného média: Ďalej je potrebné pripraviť kultivačné médium vhodné pre rast baktérií. Kultivačné médium je roztok alebo pevná látka obsahujúca zdroje uhlíka, zdroje dusíka, anorganické soli atď., ktoré sa používajú na poskytovanie živín potrebných pre rast baktérií. Bežné zdroje uhlíka zahŕňajú glukózu, sacharózu atď., Zatiaľ čo zdroje dusíka zahŕňajú aminokyseliny, peptón atď.
3. Kultivácia semien: Pripravené bakteriálne kmene naočkujte do kultivačného média na kultiváciu semien. Účelom kultivácie semien je umožniť bakteriálnemu kmeňu rýchly rast a prispôsobenie sa podmienkam fermentácie. Tento krok sa môže uskutočniť v trepačke s konštantnou teplotou, pričom sa kontroluje vhodná teplota a rýchlosť, aby sa zabezpečil normálny rast bakteriálneho kmeňa.
4. Proces fermentácie: Po dokončení kultivácie semien sa do fermentačnej nádrže pridá kvapalina zo semien, aby sa začal proces fermentácie. Vo fermentačnej nádrži sa očkovacia kvapalina a kultivačné médium zmiešajú a reagujú za určitých podmienok a glyoxylát sa kontinuálne vytvára ako metabolický produkt. Počas fermentačného procesu je potrebné kontrolovať parametre, ako je teplota, pH a rozpustený kyslík, aby sa zabezpečil normálny priebeh fermentácie a stabilita tvorby produktu.
5. Extrakcia produktu: Po ukončení fermentácie je potrebné produkt extrahovať a vyčistiť. Tento krok zvyčajne zahŕňa extrakciu, destiláciu, kryštalizáciu a iné metódy na oddelenie glyoxylátu z fermentačného bujónu a jeho čistenie.
6. Následná úprava: Nakoniec sa extrahovaný a vyčistený glyoxylát podrobí dodatočnej úprave, ako je sušenie, balenie atď. Tento krok má zabezpečiť kvalitu a bezpečnosť produktu.
V procese syntézy glyoxylátu prostredníctvom biologickej fermentácie sa podieľa séria biochemických reakcií. Najdôležitejšou reakciou je oxidácia glukózy, pri ktorej vznikajú produkty ako glyoxylát a oxid uhličitý. Špecifická chemická rovnica je nasledovná:
C6H12O6 + O2→ 2CH3COOH + 2CO2 + 2H2O
Táto reakcia naznačuje, že glukóza sa pôsobením mikroorganizmov oxiduje na glyoxylát a oxid uhličitý, pričom sa uvoľňuje energia na rast a reprodukciu mikróbov.
Je potrebné poznamenať, že syntéza glyoxylátu biologickou fermentáciou vyžaduje špecifické podmienky teploty, pH a rozpusteného kyslíka, aby sa zabezpečil normálny rast a metabolická aktivita mikroorganizmov. Zároveň, aby sa zlepšil výťažok a čistota acetaldehydu, je potrebné optimalizovať a kontrolovať zloženie kultivačného média, podmienky kultivácie semien a parametre počas fermentačného procesu.
Biologická fermentácia je ekologická a udržateľná syntetická metóda so širokými aplikačnými perspektívami. Táto metóda si však vyžaduje určité množstvo času a zdrojov na optimalizáciu podmienok bakteriálnej kultúry a fermentácie a zároveň rieši technické problémy súvisiace s extrakciou a čistením produktu. Preto je pri praktických aplikáciách potrebné komplexne zvažovať a hodnotiť na základe konkrétnych situácií.
Kyselina glyoxylová je dôležitá organická chemická surovina so širokým spektrom použitia.
1. Používa sa na výrobu aromatických aminokyselín:
Môže reagovať s anilínom alebo inými aromatickými amínmi za vzniku zodpovedajúcich aromatických aminokyselín, ako je fenylalanín a tyrozín.
2. Používa sa na výrobu glycínu sodného:
Môže reagovať s glycínom za vzniku glycínu sodného, tiež známeho ako N-hydroxymetylglycín sodný
3. Používa sa na výrobu anhydridu kyseliny polyakrylovej:
Môže reagovať s etylénglykolom za vzniku polyanhydridu, tiež známeho ako polyhydroxyacetát.
4. Používa sa na výrobu etanolamínu:
Môže reagovať s etanolamínom za vzniku N-(2-hydroxyetyl)glycínu, ktorý sa potom acyluje za vzniku etanolamínu.
5. Používa sa na výrobu pyridínu-2,6-dionu:
Môže reagovať s pyridínom za vzniku pyridín-2,6-diónu. Pyridín-2,6-dión je všestranná zlúčenina, ktorú možno použiť na prípravu farbív, farmaceutických medziproduktov a polymérov.
6. Používa sa na výrobu L-serínu:
Môže reagovať s metylsulfonylchloridom a izokyanátom za vzniku L-serínu. L-serín je dôležitá aminokyselina široko používaná v oblastiach ako je medicína, potraviny a krmivá.