Acid piruvic

Acid piruvic
Structura acidului piruvic
Identificare
Numele IUPAC	Acid 2-oxopropanoic
Sinonime	acid piruvic acid piroracemic acid acetilformic acid 2-ketopropanoic acid α-ketopropanoic acid 2-oxopropionic acid 2-ketopropionic acid α-ketopropionic
N o CAS	127-17-3
N o ECHA	100.004.387
N o EC	204-824-3
PubChem	1060
FEMA	2970
ZÂMBETE	CC (= O) C (= O) O PubChem , vizualizare 3D
InChI	Std. InChI: vizualizare 3D InChI = 1S / C3H4O3 / c1-2 (4) 3 (5) 6 / h1H3, (H, 5,6) Std. InChIKey: LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N
Aspect	lichid incolor
Proprietăți chimice
Formula brută	C 3 H 4 O 3   [Izomeri]
Masă molară	88,0621 ± 0,0036  g / mol C 40,92%, H 4,58%, O 54,5%,
pKa	2.4
Proprietăți fizice
T ° fuziune	12  ° C
T ° fierbere	165  ° C (descompunere)
Solubilitate	solubil în etanol și eter
Miscibilitate	miscibil in apa
Masa volumică	1,27  g · cm -3 până la 20  ° C
Punct de aprindere	82  ° C
Termochimie
C p	ecuaţie: VSP=(5.045)+(3,7767E-1)×T+(-3.4222E-4)×T2+(1.6758E-7)×T3+(-3,3836E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (5.045) + (3.7767E-1) \ times T + (- 3.4222E-4) \ times T ^ {2} + (1.6758E-7) \ times T ^ {3} + (-3.3836E-11) \ times T ^ {4}} Capacitatea termică a gazului în J · mol -1 · K -1 și temperatura în Kelvin, de la 298 la 1.500 K. Valori calculate: 91,4 J · mol -1 · K -1 la 25 ° C. T (K) T (° C) C p (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 298 24,85 91 368 1.038 378 104,85 107.267 1218 418 144,85 114,323 1.298 458 184,85 120.843 1372 498 224,85 126.869 1.441 538 264,85 132.439 1.504 578 304,85 137.591 1.562 618 344,85 142.361 1.617 658 384,85 146.782 1.667 698 424,85 150 885 1.713 738 464,85 154.699 1.757 778 504,85 158.251 1797 818 544,85 161.566 1.835 858 584,85 164 667 1.870 899 625,85 167 646 1.904 T (K) T (° C) C p (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 939 665,85 170.375 1.935 979 705,85 172.947 1.964 1.019 745,85 175.376 1.992 1.059 785,85 177,674 2.018 1.099 825,85 179.852 2.042 1.139 865,85 181,919 2.066 1.179 905,85 183,880 2.088 1 219 945,85 185.739 2 109 1.259 985,85 187.498 2 129 1.299 1025,85 189.158 2 148 1339 1065,85 190 717 2 166 1.379 1 105,85 192.169 2 182 1.419 1 145,85 193.509 2 197 1.459 1.185,85 194.729 2.211 1.500 1 226,85 195.843 2.224
Precauții
SGH
Pericol H314, P280, P301 + P330 + P331, P305 + P351 + P338, P309 + P310, H314  : Provoacă arsuri severe ale pielii și leziuni oculare P280  : Purtați mănuși de protecție / îmbrăcăminte de protecție / protecție a ochilor / protecție a feței. P301 + P330 + P331  : În caz de înghițire: clătiți gura. Nu provocați voma. P305 + P351 + P338  : Dacă este în ochi: Clătiți cu atenție cu apă timp de câteva minute. Scoateți lentilele de contact dacă victima le poartă și acestea pot fi îndepărtate cu ușurință. Continuați să clătiți. P309 + P311  : Dacă este expus sau vă simțiți rău: sunați imediat la un CENTRU DE TOXICOLOGIE sau la un medic / medic.
WHMIS
B3, E, B3  : Punct de aprindere lichid combustibil = 83,8  ° C cupă închisă Metoda Setaflash E  : Material puternic acid coroziv (pH calculat = 1,8 pentru o soluție 0,1 M) Dezvăluire la 1,0% conform criteriilor de clasificare
Transport
80    3265    Cod Kemler: 80  : coroziv sau care prezintă un grad minor de corozivitate Număr ONU  : 3265  : LICHID COROSIV, ACID, ORGANIC, NSA Clasa: 8 Etichetă: 8  : Substanțe corozive Ambalare: Grupa de ambalare III  : substanțe cu pericol scăzut.
Ecotoxicologie
DL 50	șoarece, subdermic: 3533  mg · kg -1
Compuși înrudiți
Alți compuși	Structura anionului piruvat
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Acidul piruvic este un compus chimic cu formula CH 3 CO-COOH. Este un acid 2-oxo sau α- cetoacid , purtând atât o funcție acid carboxilic, cât și o cetonă funcțională . Baza sa conjugată este anionul piruvat CH 3 -CO-COO -, O cheie de metabolit situat la intersecția mai multor importante căi metabolice în celulele vii , cum ar fi glicoliza , ciclul Krebs și gluconeogenezei și pot fi transformați în acizi grași , alanină sau chiar etanol după decarboxilare oxidativă în acetil-coenzima A .

Acid piruvic

Acidul piruvic apare ca un lichid incolor, asemănător în miros cu acidul acetic . Este miscibil în apă și solubil în etanol și eter .

In laborator, acidul piruvic poate fi preparat prin încălzirea unui amestec de acid tartric și bisulfat de potasiu , prin oxidarea de propilenglicol cu un oxidant puternic ( de exemplu , permanganat de potasiu sau de hipoclorit de sodiu ), sau din nou , prin hidroliza 2-oxopropiononitril , formată prin reacția de clorură de etanoil cu cianură de potasiu  :

CH 3 COCl + KCN → CH 3 COCN CH 3 COCN → CH 3 COCOOH

Biochimia piruvatului

Descriere

Ionul piruvat este produsul final al căilor de degradare a glucozei ( glicoliză , calea pentozei fosfat , calea Entner-Doudoroff ). Este substratul unei fermentații în starea anaerobă (fermentație lactică), iar ciclul Krebs este furnizat indirect de aerob după decarboxilarea oxidativă, transformându-l în acetil-CoA .

Formarea piruvatului prin glicoliză

	+ ADP + H +   ATP +   ⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}
PEP		Acid piruvic
Piruvat kinaza - EC 2.7.1.40

Fosfoenolpiruvat (PEP) format în timpul glicolizei are un fosfat de grup , cu un potențial ridicat de transfer - AG ° ' = -61.9 kJ mol -1 , cea mai mare valoare măsurată în ființe vii - permițând fosforilarea unei molecule de ADP în ATP prin piruvat kinaza . Un Mg 2+ cation este necesară pentru această reacție ca cofactor .   

Soarta piruvatului în anaerobioză

Următoarele reacții au loc, în anaerob mediu , în citoplasmă , în mușchi , în acid lactic bacterii (pentru fermentație lactică , de exemplu în lactobacillus ), sau chiar și în drojdie (pentru fermentație alcoolică ). Sunt posibile alte fermentații , de exemplu în Enterobacteriaceae (cf. căi de fermentație ale Enterobacteriaceae ).

Fermentarea lactică

	+ NADH + H +  →  NAD + +
Acid piruvic		Acid lactic
L- lactat dehidrogenază - CE 1.1.1.27

CH 3 -CHOH-COO - lactatprodus în mușchi nu este responsabil pentru rigiditate , contrar credinței populare, și nu intervine în fenomenul crampelor . În plus, poate fi transportat în sânge și apoi în celulele hepatice ( ciclul Cory ).

Fermentarea alcoolică

1. CH 3 -CO-COO -+ H + → CH 3 CHO+ CO 2, prin piruvat decarboxilază , în prezența tiaminei pirofosfat (TPP).
2. CH 3 CHO+ NADH + H +   CH 3 CH 2 OH⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}  + NAD + , prin alcool dehidrogenază .

Soarta piruvatului în aerobioză

Într-un mediu aerob , piruvatul este degradat în mitocondrii . Intră prin translocaza piruvat . Sunt posibile două reacții, care generează precursorii ciclului Krebs  :

Decarboxilarea oxidativă la acetil-CoA

Această reacție este catalizată de un complex multienzimatic, complexul piruvat dehidrogenază , care implică cinci coenzime  :

• trei coenzime legate de apoenzime  : TPP , lipoat și FAD (acestea sunt grupuri protetice );

• atât coenzime libere, cât și non-complexe: NAD + și CoA .

	+ NAD + + CoA-SH  →  CO 2+ NADH + H + +
Acid piruvic		Acetil-CoA
Complex piruvat dehidrogenază  : piruvat dehidrogenază (E1) - EC 1.2.4.1 dihidrolipoamidă S-acetiltransferază (E2) - EC 2.3.1.12 dihidrolipoil dehidrogenază (E3) - EC 1.8.1.4

Această reacție are loc la nivelul peretelui mitocondrial pentru eucariote și la nivelul membranei pentru procariote .

NADH + H + va reoxidized ulterior de lanțul respirator , lanțul sinonim de transport de electroni mitocondrial, pentru a genera ATP aerobioză.

Carboxilarea la oxaloacetat

Reacția, catalizată în prezența biotinei de piruvat carboxilaza ( sintetaza ), produce oxaloacetat  :

	+ ATP + CO 2  →  ADP + Pi +
Acid piruvic		Acid oxaloacetic
Piruvat carboxilaza - EC 6.4.1.1

Aceasta este o reacție anaplerotică majoră.

Eficiență energetică comparativă

Dintr-o moleculă de glucoză , care dă două molecule de piruvat:

• fermentațiile au un randament mediocru: eliberează doar două molecule de ATP per moleculă de glucoză;

• degradările aerobe sunt mult mai profitabile: fiecare moleculă de glucoză permite producerea a 14 molecule de ATP prin decarboxilare oxidativă sau 6 molecule de ATP prin carboxilare, chiar înainte de degradarea acetil-CoA de către ciclul de Krebs care eliberează și mai multă energie.

Note și referințe

1. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
2. Introducerea numărului CAS "127-17-3" în baza de date chimice GESTIS a IFA (organism german responsabil cu securitatea și sănătatea în muncă) ( germană , engleză ), acces 03/08/09 (JavaScript necesar)
3. (în) Carl L. Yaws, Manual de diagrame termodinamice , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
4. Intrarea „Acid piruvic” în baza de date chimice GESTIS a IFA (organism german responsabil cu securitatea și sănătatea în muncă) ( germană , engleză ), accesat la 6 ianuarie 2019 (este necesar JavaScript)
5. „  Acid piruvic  ” în baza de date a substanțelor chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 24 aprilie 2009
6. Sinteze organice, col. Zbor. 1, p.  475 (1941); Zbor. 4, p.  63 (1925). [1]
7. Wienek, Sport Biology , p.  256, Vigot

Vezi și tu

• glicoliza
• Calea de fosfați pentozo
• Calea Entner-Doudoroff
• Ciclul Krebs
• Lista acizilor