§ 5. Α -кетоглутаровая кислота

Глутаровая кислота (Пентандиовая кислота) — двухосновная предельная карбоновая кислота. Обладает достаточно высокой растворимостью в воде, по сравнению с адипиновой кислотой. Используется в производстве полимеров, типа полиэстера и полиамидов. Кето-производное глутаровой кислоты — α-кетоглутаровая кислота— одно из двух кетоновыхпроизводныхглутаровой кислоты. Название «кетоглутаровая кислота» без дополнительных обозначений обычно означает альфа-форму. β-кетоглутаровая кислота отличается только положениемкетоннойфункциональной группыи встречается гораздо реже.

Анионα-кетоглутаровой кислоты,α-кетоглутарат (также называемый оксоглутарат) — важное биологическое соединение. Это кетокислота, которая образуется придезаминированииглутамата. Альфа-кетоглутарат является одним из соединений, образущихся вцикле Кребса.

Биологическое значение

Цикл Кребса

α-кетоглутарат — ключевой продукт Кребса, образуется в результате декарбоксилирования изоцитратаи превращается всукцинил-CoAв альфа-кетоглутарат дегидрогеназном комплексе.Анаплеротические реакциимогут пополнять цикл на данном этапе путём синтеза α-кетоглутарата трансаминированием глутамата, или действиемглутаматдегидрогеназына глутамат.

Синтез аминокислот

Глутаминсинтезируется изглутаматас помощью фермента глутаминсинтетазы, которая на первой стадии образует глутамилфосфат, используя в качестве донора фосфата АТР; глутамин образуется в результате нуклеофильного замещения фосфата катионом аммония в глутамилфосфате, продуктами реакции являются глутамин и неорганический фосфат.

Транспорт аммиака

Другой функцией альфа-кетоглутаровой кислоты является транспорт аммиака, выделяющегося в результате катаболизма аминокислот.

α-кетоглутарат — один из важнейших переносчиков аммиака в метаболических путях. Аминогруппы от аминокислот прикрепляются к α-кетоглутарату в реакции трансаминированияи переносятся в печень, попадая вцикл мочевины.

§ 6. Янтарная кислота

Янтарная кислота (бутандиовая кислота, этан-1,2-дикарбоновая кислота) — двухосновная предельная карбоновая кислота. Бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Содержится в небольших количествах во многих растениях,янтаре. Стимулирует рост и повышает урожай растений, ускоряет развитиекукурузы. В промышленности янтарную кислоту получают главным образом гидрированиеммалеинового ангидрида. Впервые получена в XVII веке перегонкой янтаря. Соли и эфиры янтарной кислоты называются сукцинатами (лат.succinum — янтарь).

Свойства

Температура плавления 183 градуса. Выше 235-ти по Цельсию отщепляет Н₂О и переходит в янтарный ангидрид. Янтарная кислота легко возгоняется при 130-140°С. Растворимость в воде следующая (граммов в 100 г. воды): 6,8 (при 20°С), 121(при 100 °С). Также растворяется в этиловом спирте: 9,9 (5°С); в диэтиловом эфире — 1,2 (при 15°С). Нерастворима кислота вбензоле,бензине,хлороформе. Константы диссоциации таковы: К_а1 = 7,4*10^-5, К_а2 = 4,5*10^-6.

Химические свойства

Метиленовые группы янтарной кислоты обладают высокой реакционной способностью, что связано с влиянием карбоксильных групп. При бромировании янтарная кислота даёт дибромянтарную кислоту HOOC—(CHBr)₂—COOH. Диэфиры янтарной кислоты конденсируются с кетонами(конденсация Штоббе) и сальдегидами. Саммиакомиаминамиянтарная кислота образуетсукцинимиди его N-замещённые аналоги (R-H,алкильнаяилиарильнаягруппа). Моно– и диамидыянтарной кислоты, получаемые с ароматическими игетероциклическимиаминами, применяют для синтеза некоторых красителей,инсектицидови лекарственных веществ.

Янтарная кислота и её ангидрид легко вступают в реакцию Фриделя-Крафтсас ароматическими соединениями (так называемое сукциноилирование), образуя производные 4-арил-4-кетомасляной кислоты.

Биохимическая роль

Янтарная кислота участвует в процессе клеточного дыханиякислорододышащих организмов.

Летальные дозы(LD₅₀): орально — 2,26 г/кг (крысы), внутривенно — 1,4 г/кг (мыши). ПДКв воде водоёмов 0.01 мг/л

Применение

Янтарную кислоту используют для получения пластмасс, смол,лекарственных препаратов(в частности,хинолитина), для синтетических целей, а также ваналитической химии. Впищевой промышленностииспользуется в качествепищевой добавки E363. В медицинеянтарная кислота применяется, в частности, как одно из средств для борьбы с похмельным синдромом. Янтарную кислоту также используют как удобрение. Она ускоряет созревание плодов, повышает урожайность, увеличивает содержание витаминови сахара в плодах. Повышает холодостойкость, засухоустойчивость и сопротивляемость к заболеваниям.