Γλυκεριναλδεΰδη

Γλυκεριναλδεΰδη
Γενικά
Όνομα IUPAC	2,3-διυδροξυπροπανάλη
Άλλες ονομασίες	Γλυκεριναλδεΰδη Γλυκερική αλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H6O3
Μοριακή μάζα	90,078 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	HOCH2CH(OH)CHO
Αριθμός CAS	367-47-5
SMILES	O=CC(O)CO
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	63 (τουλάχιστον)
Οπτικά ισομερή	2
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	145 °C
Σημείο βρασμού	140-150 °C (0,8 mmHg)
Πυκνότητα	1.455 kg/m^3
Εμφάνιση	άχρωμο κρυσταλλικό στερεό
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η 2,3-διυδροξυπροπανάλη ή γλυκεριναλδεΰδη ή γλυκερική αλδεΰδη (σε δύο (2) οπτικά ισομερή) είναι η απλούστερη αλδόζη και συγκεκριμένα μια «τρίοζη»^[1][2]. Είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό με γλυκιά γεύση και αποτελεί μια ενδιάμεση ένωση στο μεταβολισμό των (μεγαλύτερων) σακχάρων. Η ονομασία «γλυκεριναλδεΰδη» προέρχεται από τη σύνθεση των λέξεων γλυκερίνη και αλδεΰδη, αφού διαφέρει από την πρώτη μόνο στο ότι έχει φορμυλομάδα (CHO) αντί μιας ακραίας υδροξυμεθυλομάδας (CH₂OH).

Δομή

Δεσμοί[3]
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C#2,#3-H	σ	2sp^3-1s	109 pm	3% C^- H^+
C#1-H	σ	2sp^2-1s	107 pm	3% C^- H^+
O-H	σ	2sp^3-1s	96 pm	32% O^- H^+
C-O	σ	2sp^3-2sp^3	150 pm	19% C^+ O^-
C=O	σ	2sp^2-2sp^2	132 pm	19% C^+ O^-
	π	2p-2p
C#2-C#1	σ	2sp^3-2sp^2	151 pm
C#3-C#2	σ	2sp^3-2sp^3	154 pm
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[4]
Ο (COH)	-0,51
Ο (C=O)	-0,38
Η (H-C)	+0,03
C#3	+0,13
C#2	+0,16
Η (H-O)	+0,32
C#1	+0,35

Ισομέρεια

Θέσης

Με βάση το χημικό της τύπο, C₃H₆O₃, έχει τα ακόλουθα (τουλάχιστον) σταθερά ισομερή θέσης:

1. Κυκλοπροπανοτριόλη-1,2,3 (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
2. Μεθοξυδροξυαιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OCH(OH)CHO (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
3. (Υδροξυμεθοξυ)αιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο ΗΟCH₂OCH₂CHO.
4. 1,3-διυδροξυπροπανόνη με σύντομο συντακτικό τύπο HOCH₂COCH₂OH.
5. 2-υδροξυπροπανικό οξύ ή γαλακτικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH(OH)COOH (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
6. 3-υδροξυπροπανικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο ΗΟCH₂CH₂COOH.
7. Μεθοξυαιθανικό οξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OCH₂COOH.
8. Υδροξυαιθανικός μεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗOCH₂COOCH₃.
9. Αιθανικός υδροξυμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃COOCH₂OH.
10. Ανθρακικός αιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο HOCOOCH₂CH₃.
11. Ανθρακικός διμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OCOOCH₃.
12. Μεθανικός 1-υδροξυαιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH(OH)CH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
13. Μεθανικός 2-υδροξυαιθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH₂CH₂OH.
14. Μεθανικός μεθοξυμεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο ΗCOOCH₂OCH₃.
15. Προπανικό υπεροξύ με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CO₃H.
16. 1,3-επιτριοξυπροπάνιο ή 1,2,3-τριοξάνιο.
17. 1',2-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιο ή 1,2,4-τριοξάνιο.
18. Διμεθοξυ-1',1"-εποξυμεθάνιο ή 1,3,5-τριοξάνιο.
19. 1,2-επιτριοξυαιθάνιο ή μεθυλο-1,2,3-τριοξολάνιο.
20. 1,1'-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιιο ή μεθυλο-1,2-4-τριοξολάνιο.
21. 1,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή 3-υδροξυ-1,2-διοξολάνιο.
22. 1,3-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή 4-υδροξυ-1,2-διοξολάνιο.
23. 1,2'-εποξυαιθυλοξυμεθανόλη ή 3-υδροξυ-1,3-διοξολάνιο.
24. 1',2-εποξυμεθυλοαιθανόλη ή 4-υδροξυ-1,3-διοξολάνιο.
25. 1,1-επιτριοξυπροπάνιο ή αιθυλοτριοξετάνιο.
26. 2,2-επιτριοξυπροπάνιο ή διμεθυλοτριοξετάνιο.
27. 1,2-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή 3-μεθυλο-3-υδροξυ-1,2-διοξετάνιο.
28. 1,2-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή 4-μεθυλο-3-υδροξυ-1,2-διοξετάνιο.
29. 2,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή υδροξυμεθυλο-1,2-διοξετάνιο.
30. 1,2-επιδιοξυμεθοξυαιθάνιο ή μεθοξυ-1,2-διοξετάνιο.
31. 1,1'-εποξυ-1-μεθοξυαιθανόλη ή 2-μεθυλο-2-υδροξυ-1,3-διοξετάνιο.
32. Αιθοξυ-1,1'-εποξυμεθανόλη ή 4-μεθυλο-2-υδροξυ-1,3-διοξετάνιο.
33. 1',2-εποξυ-2-μεθοξυαιθανόλη ή υδροξυμεθυλο-1,3-διοξετάνιο.
34. Διμεθοξυ-1,1'-εποξυμεθάνιο ή μεθοξυ-1,3-διοξετάνιο.
35. 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή 2,2-διυδροξυοξετάνιο.
36. 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή 2,3-διυδροξυοξετάνιο.
37. 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,3 ή 2,4-διυδροξυοξετάνιο.
38. 1,3-εποξυπροπανοδιόλη-2,2 ή 3,3-διυδροξυοξετάνιο.
39. 1,1-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή 1-αιθυλο-1-υδροξυδιοξιράνιο.
40. 1,1-επιδιοξυπροπανόλη-2 ή (1-υδροξυαιθυλο)διοξιράνιο.
41. 3,3-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή (2-υδροξυαιθυλο)διοξιράνιο.
42. 2,2-επιδιοξυπροπανόλη-1 ή μεθυλο(υδροξυμεθυλο)διοξιράνιο.
43. 1,1-επιδιοξυ-1-μεθοξυαιθάνιο ή μεθοξυμεθυλοδιοξιράνιο.
44. 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή 2,2-διυδροξυοξιράνιο.
45. 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή 2,3-διυδροξυοξιράνιο.
46. 2,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,2 ή 1-υδροξυ-1-υδροξυμεθυλοοξιράνιο.
47. 1,2-εποξυπροπανοδιόλη-1,3 ή 1-υδροξυ-2-υδροξυμεθυλοοξιράνιο.
48. 1,2-εποξυ-1-μεθοξυαιθανόλη ή 1-μεθοξυ-1-υδροξυοξιράνιο.
49. 1,2-εποξυ-2-μεθοξυαιθανόλη ή 2-μεθοξυ-1-υδροξυοξιράνιο.
50. 2,3-εποξυπροπανοδιόλη-1,1 ή διυδροξυμεθυλοξιράνιο.

Οπτική

Η γλυκεριναλδεΰδη έχει ένα χειρόμορφο κέντρο (το #2 άτομο άνθρακα) και γι' αυτό υπάρχει σε δυο διαφορετικά εναντιομερή , δηλαδή ισομερή με αντίθετες ιδιότητες ως προς την ικανότητα στροψής του πολωμένου φωτός:

	D-γλυκεριναλδεΰδη R-γλυκεριναλδεΰδη (+)-γλυκεριναλδεΰδη	L-γλυκεριναλδεΰδη S-γλυκεριναλδεΰδη (−)-γλυκεριναλδεΰδη
Προβολές κατά Fischer
Γραμμικοί τύποι
3D - μοριακά μοντέλα βασισμένα σε μπάλες και ράβδους

Παρόλο που η οπτική περιστροφή για τη γλυκεριναλδεΰδη είναι (+) για το R- και (-) για το S- ισομερές, αυτό δεν ισχύει για όλους τους μονοσακχαρίτες. Η στερεοχημική περιστροφή μπορεί να καθοριστεί μόνο από τη χημική δομή, ενώ η οπτική περιστροφή μπορεί να καθοριστεί μόνο πειραματικά. Όταν, λοιπόν, στα τέλη του 19ου αιώνα, θεωρήθηκε ότι η D-γλυκεριναλδεΰδη είναι ταυτόσημη με τη (+)-γλυκεριναλδεΰδη, αυτό ήταν μια τυχερή πρόβλεψη, που τελικά (αργότερα) επιβεβαιώθηκε με κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, το 1951. Μάλιστα, στο D/L- σύστημα ονομασίας διαχωρισμού των οπτικών ισομερών, η γλυκεριναλδεΰδη χρησιμοποιείται ως πρότυπη ένωση. Οι μονοσακχαρίτες με προσανατολισμό, το τελευταίο τους χειρόμορφο κέντρο (για παράδειγμα στη γλυκόζη το C_#5), ταυτόσημο με την R-γλυκεριναλδεΰδη, χαρακτηρίζονται με το πρόθεμα D-. Ομοίως, φυσικά, τα άλλα, που είναι ταυτόσημα με την S-γλυκεριναλδεΰδη, χαρακτηρίζονται με το πρόθεμα L-.

Παραγωγή

Με τριμερισμό μεθανάλης

Η γλυκεριναλδεΰδη είναι ένα ενδιάμεσο της αντίδρασης φορμόζης, κατά την οποία παράγονται σάκχαρα με πρώτη ύλη τη μεθανάλη (αλδολική συμπύκνωση)^[5]:

${\displaystyle \mathrm {3HCHO{\xrightarrow {Ca(OH)_{2}}}HOCH_{2}CH(OH)CHO} }$

Με μερική οξείδωση γλυκερίνης

Με μερική οξείδωση γλυκερίνης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου ή υπεροξείδιο του υδρογόνου, με χρήση αλάτων σιδήρου ως καταλύτη, παράγεται γλυκεριναλδεΰδη και η ισομερής 1,3-διυδροξυπροπανόνη^[6]:

${\displaystyle \mathrm {3HOCH_{2}CH(OH)CH_{2}OH+2CrO_{3}{\xrightarrow {}}3xHOCH_{2}CH(OH)CHO+3(1-x)HOCH_{2}COCH_{2}OH+Cr_{2}O_{3}+3H_{2}O} }$

Με μερική αναγωγή 2-υδροξυπροπανοδιάλης, 2-οξο-3-υδροξυπροπανάλης ή και 2-οξοπροπανοδιάλης

1. Με μερική αναγωγή 2-υδροξυπροπανοδιάλης παράγεται γλυκεριναλδεΰδη^[7]:

${\displaystyle \mathrm {HCOCH(OH)CHO+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}HOCH_{2}CH(OH)CHO} }$

2. Με μερική αναγωγή 2-οξο-3-υδροξυπροπανάλης παράγεται γλυκεριναλδεΰδη^[7]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}COCHO+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}HOCH_{2}CH(OH)CHO} }$

3. Με μερική αναγωγή 2-οξοπροπανοδιάλης παράγεται γλυκεριναλδεΰδη^[7]:

${\displaystyle \mathrm {OCHCOCHO+2H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}HOCH_{2}CH(OH)CHO} }$

Με έμμεση μερική αναγωγή 2,3-διυδροξυπροπανικού οξέος

1. Αρχικά το 2,3-διυδροξυπροπανικό οξύ μετατρέπεται σε 2,3-διυδροξυπροπανοϋλοχλωρίδιο^[8]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)COOH+SOCl_{2}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)COCl+SO_{2}\uparrow +HCl} }$

2. Το 2,3-διυδροξυπροπανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς γλυκεριναλδεΰδη:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)COCl+H_{2}{\xrightarrow {Pd}}HOCH_{2}CH(OH)CHO+HCl} }$

Διυδροξυλίωση προπεν-2-άλης

Η διυδροξυλίωση προπεν-2-άλης, αντιστοιχεί σε προσθήκη H₂O₂ και παράγει γλυκεριναλδεΰδη^[9]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄). Π.χ.:

${\displaystyle \mathrm {5CH_{2}=CHCHO+4KMnO_{4}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5HOCH_{2}CH(OH)CHO+4MnO+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}O} }$

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

${\displaystyle \mathrm {CH_{2}=CHCHO+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}HOCH_{2}CHO} }$

Βιοχημικός ρόλος

Η γλυκεριναλδεΰδη είναι η απλούστερη αλδόζη και μια από τις δυο τριόζες. Η υδροξυακετόνη (ή 1,3-διυδροξυπροπανόνη) είναι, αντίστοιχα, η απλούστερη κετόζη και η άλλη, ισομερής, τριόζη. Η αλληλομετατροπή των φωσφοπαραγώγων των δύο αυτών ισαμερών τριοζών καταλύεται από το ένζυμο ισομεράση των φωσφοτριοζών και απαοτελεί ένα σημαντικό ενδιάμεσο στάδιο της γλυκόλυσης.

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αναγωγή προς γλυκερίνη

Μπορεί να αναχθεί προς γλυκερίνη με τις ακόλουθες μεθόδους^[7]

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄):

${\displaystyle \mathrm {4HOCH_{2}CH(OH)CHO+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}Li[Al(HOCH_{2}CH(OH)CH_{2}O)_{4}]{\xrightarrow {+2H_{2}O}}4HOCH_{2}CH(OH)CH_{2}OH+LiAlO_{2}} }$

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}HOCH_{2}CH(OH)CH_{2}OH} }$

Αναγωγή προς προπανοδιόλη-1,2

Μπορεί να αναχθεί προς προπανοδιόλη-1,2 με την μεθόδο Wolff-Kishner^[10]

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{2}NH_{2}{\xrightarrow {-H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH_{2}N=NH{\xrightarrow {KOH}}CH_{3}CH(OH)CH_{2}OH+N_{2}\uparrow } }$

Οξείδωση προς οξοπροπανοδιικό οξύ

Μπορεί να οξειδωθεί προς οξοπροπανοδιικό οξύ, με αραιό υπερμαγγανικό κάλιο^[11];

${\displaystyle \mathrm {5HOCH_{2}CH(OH)CHO+8KMnO_{4}+4H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5HOOCCOCOOH+8MnO+4K_{2}SO_{4}+14H_{2}O} }$

Μερική οξείδωση προς 2,3-διυδροξυπροπανικό οξύ

Μπορεί να οξειδωθεί προς υ2,3-διυδροξυπροπανικό οξύ^[11];

1. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

${\displaystyle \mathrm {3HOCH_{2}CH(OH)CHO+2CrO_{3}{\xrightarrow {}}3HOCH_{2}CH(OH)COOH+Cr_{2}O_{3}} }$

2. Με οξυγόνο:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+O_{2}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CO_{3}H{\xrightarrow {+HOCH_{2}CH(OH)CHO}}2HOCH_{2}COOH} }$

3. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+Ag_{2}O{\xrightarrow {NH_{4}NO_{3}}}HOCH_{2}CH(OH)COOH+2Ag\downarrow } }$

4. Με αντιδραστήρια Fehling:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+CuO{\xrightarrow {NH_{4}NO_{3}}}HOCH_{2}CH(OH)COOH+Cu_{2}O\downarrow } }$

• Οι αντιδράσεις 3-4 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατος

Με προσθήκη ύδατος σε υδροξυαιθανάλη παράηεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής προπανοτετρόλη-1,1,2,3^[12]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+H_{2}O{\overrightarrow {\longleftarrow }}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)_{2}} }$

Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις

Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH₂A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη^[13]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{2}A{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NA+H_{2}O} }$

• Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 3-ιμινοπροπανοδιόλη-1,2. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{3}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NH+H_{2}O} }$

2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH₂) παράγεται 3-(αλκυλιμινο)προπανοδιόλη-1,2. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+RNH_{2}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NR+H_{2}O} }$

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται 3-(υδροξυλιμινo)προπανοδιόλη-1,2. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{2}OH{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NOH+H_{2}O} }$

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 3-υδραζοπροπανοδιόλη και με περίσσεια μεθανάλης δι(2,3-διυδροξυπροπυλιδεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH₂:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{2}NH_{2}{\xrightarrow {-H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NNH_{2}{\xrightarrow {+HOCH_{2}CH(OH)CHO}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NN=CHCH(OH)CH_{2}OH} }$

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 3-(φαινυλυδραζo)προπανοδιόλη-1,2. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NH_{2}NHPh{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NNHPh+H_{2}O} }$

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται ((2,3-διυδροξυπροπυλιδεν)υδραζο)μεθαναμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHCONH₂:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+H_{2}NNHCONH_{2}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=NNHCONH_{2}+H_{2}O} }$

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται 3-(διαλκυλιμινο)προπανοδιόλη-1,2^[14]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+RNHR{\acute {}}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)C=N(R)R{\acute {}}} }$

Αλδολική συμπύκνωση

Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυτό της, παράγεται γλυκόζη^[5]:

${\displaystyle \mathrm {2HOCH_{2}CH(OH)CHO{\xrightarrow {OH^{-}}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO} }$

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH₂Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+XCH_{2}Y{\xrightarrow {OH^{-}}}HOCH_{2}CH(OH)CH=CH(X)Y+H_{2}O} }$

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph₃P⁺C^-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 4,4-διαλκυλοβουτεν-3-διόλη-1,2^[16]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+Ph_{3}P^{+}C^{-}(R)R{\acute {}}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH=CH(R)R{\acute {}}+Ph_{3}PO} }$

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η γλυκεριναλδεΰδη. Π.χ.:^[17]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2,3,4-τριυδροξυβουτανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2,3,4-τριυδροξυβουτανικό οξύ:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+HCN{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)CN{\xrightarrow {+2H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)COONH_{4}{\xrightarrow {+HCl}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)COOH+NH_{4}Cl} }$

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1,2,3-τριυδροξυπροπανοσουλφονικό οξύ:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+NaHSO_{3}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)SO_{3}Na{\xrightarrow {+HCl}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)SO_{3}H+NaCl} }$

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 3-αλκυλοπροπανοτριόλη-1,2,3:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+RMgX{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OMgX)R{\xrightarrow {+H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)R+Mg(OH)X\downarrow } }$

4. Με προσθήκη στο καρβονύλιο και υποκατάσταση των υδροξυλίων από πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1,2,3-τετραχλωροπροπάνιο:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+3PCl_{5}{\xrightarrow {}}ClCH_{2}CHClCHCl_{2}+3POCl_{3}+2HCl} }$

Επίδραση υδραζωτικού οξέος

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται 2,3-διυδροξυπροπανονιτρίλιο και 2,3-διυδροξυπροπαναμίδιο^[18]:

${\displaystyle \mathrm {2HOCH_{2}CH(OH)CHO+HN_{3}{\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}HOCH_{2}CH(OH)CN+HOCH_{2}CH(OH)CONH_{2}+N_{2}} }$

Προσθήκη αλκοολών

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυπροπανοτριόλη-1,2,3 και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 3,3-διαλκοξυπροπανοδιόλη-1,2^[19]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+ROH{\xrightarrow {H^{+}}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OR)OH{\xrightarrow {+ROH}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OR)_{2}+H_{2}O} }$

Αντίδραση Stracker

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH₃) σε υδροξυαιθανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3,4-διυδροξυβουτανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, 2-αμινο-3,4-διυδροξυβουτανικό οξύ^[20]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO+HCN+NH_{3}{\xrightarrow {-H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH(OH)CN{\xrightarrow {+2H_{2}O}}HOCH_{2}CH(OH)CH(NH_{2})COOH+NH_{3}} }$

Ενδομοριακή αφυδάτωση

Με ενδομοριακή αφυδάτωση παράγεται (υδροξυμεθυλο)κετένη^[21]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH(OH)CHO{\xrightarrow[{>150^{o}C}]{\pi .H_{2}SO_{4}}}HOCH_{2}CH=C=O+H_{2}O} }$

Παραπομπές και σημειώσεις

1. Σάκχαρο με τρία (3) άτομα άνθρακα.
2. Έχει προταθεί να θεωρηθεί η υδροξυαιθανάλη διόζη. Αν αυτό γίνει επισήμως δεκτό, τότε η υδροξυαιθανάλη θα γίνει η απλούστερη αλδόζη.
3. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
4. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8.
6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.
8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.
14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.
15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
20. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3.

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
• Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.