Butlerov reaksiyası

Butlerov reaksiyası (Formoz reaksiya) — kalsium kimi metal ionlarının iştirakı ilə zəif qələvinin sulu məhlullarında formaldehiddən müxtəlif şəkərlərin sintezi üçün avtokatalitik reaksiyadır. İlk dəfə 1861-ci ildə rus kimyaçısı Aleksandr Butlerov kəşf etmişdir.

Reaktivlər və mexanizm

Butlerov sulu məhlulda formaldehidin təxminən 20 fərqli karbohidrogen qarışığı meydana gətirdiyini aşkar etdi. Reaksiya mexanizmi ilk dəfə Ronald Bres tərəfindən təklif edilmişdi. Formaldehid, müəyyən şərtlər daxilində iki valentli bir kationun iştirakı ilə, məsələn, kalsium ionu iştirakında kondensləşmə reaksiyası göstərərək glikolaldehid əmələ gətirir. Bu şərtlər daxilində qlikolaldehid dihidroksiasetona izomerləşə bilən qliseraldehidlə reaksiya daxil olur. Bu spirtlər reaksiyaya davam edərək tetrozlar, pentozlar və heksozlar əmələ gətirir. Reaksiya avtokatalitikdir, belə ki, spirt aldehidi ilk ilk mərhələdə kalsium ionu ilə kompleks əmələ gətirir.bu da formaldehiddən spirt aldehidin əməmlə gəlməsi üçün katalizatordur. Butlerov müxtəlif şəkərlərin rasemik qarışığı haqqında müəyyən məlumatlar verdi, lakin bildirdi ki, L-amin turşuları kimi birləşmələr D-konfiqurasiyalı karbohidrogenlərin əmələ gəlməsi üçün katalizatordur.

Reaksiya

1959-cu ildə Ronald Breslou bir neçə əməliyyat mərhələsindən ibarət reaksiya mexanizmi təklif etdi: [2] Reaksiya qlikolaldehid əmələ gətirən iki metanal molekulun kondensləşməsi ilə başlayır (1). Sonra qliseraldehid əmələ gətirən başqa bir formaldehid molekulu ilə aldol kondensasiya mexanizmində reaksiyaya daxil olur (2). Aldoz və ketoz arasındakı izomerləşmə nəticəsində dihidroksiaseton (3) əmələ gəlir və nəticədə ribuloza (4) ilə yaranır, sonra ribozaya (5) izomerləşir. Dihidroksiaseton (3) formaldehidlə reaksiyaya girərək tetruloza (6), sonra aldotetroz (7) əmələ gətirir. Sonuncu molekul dönər aldol kondensasiya mexanizmində iki molekula (1) parçalanaraq ayrıla bilər:

Formose reaction

Uzun illər reaksiya öyrənilməsinə qeyri sabit təbiəti mane olurdu — məhlul olan kolba dəyişikliklər olmadan bir neçə saat qızdırılmalı idi, birdən bir neçə dəqiqə ərzində məhlul saraldı, sonra qəhvəyiləşdi və qatılaşdı. . Başlanğıc reaktivlər təmiz olsa idi, onda reaksiya heç getməzdi. "Qeyri-sabitliyin" səbəbi reaksiyanın avtokatalitik olması idi: əvvəlcə formaldehid yavaş-yavaş iki və üç karbonlu şəkərlərə (qlikoaldehid, qliseraldehid və dihidroksiaseton) çevrilir ki, bu da onların özlərinin və daha böyük şəkərlərin sintezini kataliz edir. Dərhal başlanğıc qarışığa bir az qlikaldehid və ya qliseraldehid əlavə edilsə, reaksiya dərhal başlayır. Sürətləndirməyin bir başqa yolu da ultrabənövşəyi şüa ilə işıqlandırmaqdır, onun təsiri altında fərdi formaldehid molekulları qlikaldehid əmələ gətirir. XX əsrin yetmişinci illərində ABŞ və SSRİ, Butlerovun reaksiyasının köməyi ilə planetlərarası uzun səyahətlər üçün süni qida mənbəyi əldə etməyi ümid edirdilər. Bununla birlikdə, qidalandırıcı şəkərlərə əlavə olaraq meydana gələn qarışıqda həmişə zəhərli birləşmələr də var idi.

Mənbə

• Boutlerow A. Faits pour servir à l'histoire des dérivés méthyléniques (фр.) // Bulletin de la Société chimique de Paris : magazine. — 1861. — P. 84–90. Русский перевод:К истории производных метилена // А.М.Бутлеров. Сочинения. — М.: Издательство Академии наук СССР, 1953. — Т. 1. — С. 63–67.
• ↑ Breslow, R. On the Mechanism of the Formose Reaction (англ.) // Tetrahedron Letters (англ.)русск. : journal. — 1959. — Vol. 21. — P. 22–26.