Acido piruvico

Acido piruvico
Struttura dell'acido piruvico
Identificazione
Nome IUPAC	Acido 2-ossopropanoico
Sinonimi	acido piruvico acido piroracemico acido acetilformico acido 2-chetopropanoico acido α-chetopropanoico acido 2-ossopropionico acido 2-chetopropionico acido α-chetopropionico
N o CAS	127-17-3
N o ECHA	100.004.387
N o CE	204-824-3
PubChem	1060
FEMA	2970
SORRISI	CC (= O) C (= O) O PubChem , vista 3D
InChI	Std. InChI: vista 3D InChI = 1S / C3H4O3 / c1-2 (4) 3 (5) 6 / h1H3, (H, 5,6) Std. InChIKey: LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N
Aspetto	liquido incolore
Proprietà chimiche
Formula bruta	C 3 H 4 O 3   [Isomeri]
Massa molare	88,0621 ± 0,0036  g / mol C 40,92%, H 4,58%, O 54,5%,
pKa	2.4
Proprietà fisiche
T ° fusione	12  ° C
T ° bollitura	165  ° C (decomposizione)
Solubilità	solubile in etanolo ed etere
Miscibilità	miscibile in acqua
Massa volumica	1,27  g · cm da -3 a 20  ° C
punto d'infiammabilità	82  ° C
Termochimica
C p	equazione: 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}} Capacità termica del gas in J · mol -1 · K -1 e temperatura in Kelvin, da 298 a 1.500 K. Valori calcolati: 91,4 J · mol -1 · K -1 a 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
Precauzioni
SGH
Pericolo H314, P280, P301 + P330 + P331, P305 + P351 + P338 , P309 + P310, H314  : Provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni oculari P280  : Indossare guanti / indumenti protettivi / Proteggere gli occhi / il viso. P301 + P330 + P331  : In caso di ingestione: sciacquare la bocca. Non provoca il vomito. P305 + P351 + P338  : In caso di contatto con gli occhi: sciacquare accuratamente per parecchi minuti. Rimuovere le lenti a contatto se la vittima le indossa e possono essere rimosse facilmente. Continua a risciacquare. P309 + P311  : In caso di esposizione o di malessere: contattare immediatamente un CENTRO ANTIVELENI o un medico.
WHMIS
B3, E, B3  : Punto di infiammabilità del liquido combustibile = 83,8  ° C vaso chiuso Metodo Setaflash E  : Materiale fortemente corrosivo acido (pH calcolato = 1,8 per una soluzione 0,1 M) Divulgazione all'1,0% secondo i criteri di classificazione
Trasporto
80    3265    Codice Kemler: 80  : corrosivo o con un grado di corrosività minore Numero UN  : 3265  : LIQUIDO CORROSIVO, ACIDO, ORGANICO, NSA Classe: 8 Etichetta: 8  : Materie corrosive Confezione: Gruppo di imballaggio III  : sostanze a basso pericolo.
Ecotossicologia
DL 50	topo, sottocutaneo: 3533  mg · kg -1
Composti correlati
Altri composti	Struttura dell'anione piruvato
Unità di SI e STP se non diversamente specificato.

L' acido piruvico è un composto chimico di formula CH 3 -CO-COOH. È un 2-osso acido o α- chetoacido , che svolge sia una funzione acido carbossilico che una funzione chetone . La sua base coniugata è l' anione piruvato CH 3 -CO-COO -, Una chiave metabolita trova all'incrocio di diversi importanti vie metaboliche in cellule viventi , come glicolisi , il ciclo di Krebs e la gluconeogenesi , e può essere convertito in acido grasso , alanina o etanolo dopo decarbossilazione ossidativa in acetil-coenzima A .

Acido piruvico

L'acido piruvico si presenta come un liquido incolore, simile nell'odore all'acido acetico . È miscibile in acqua e solubile in etanolo ed etere .

In laboratorio, l'acido piruvico può essere preparato riscaldando una miscela di acido tartarico e bisolfato di potassio , mediante ossidazione del glicole propilenico da parte di un forte agente ossidante (ad esempio, permanganato di potassio o ipoclorito di sodio ), o ancora mediante idrolisi di 2- ossopropiononitrile , formato dalla reazione di etanoil cloruro con cianuro di potassio  :

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

Biochimica del piruvato

Descrizione

Lo ione piruvato è il prodotto finale delle vie di degradazione del glucosio ( glicolisi , via del pentoso fosfato , via Entner-Doudoroff ). È il substrato di una fermentazione nella condizione anaerobica (fermentazione lattica), e il ciclo di Krebs è fornito indirettamente dall'aerobica dopo la decarbossilazione ossidativa convertendolo in acetil-CoA .

Formazione di piruvato mediante glicolisi

	+ ADP + H +   ATP +   ⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}
PEP		Acido piruvico
Piruvato chinasi - EC 2.7.1.40

Il fosfoenolpiruvato (PEP) formato durante la glicolisi ha un gruppo fosfato con un alto potenziale di trasferimento - ΔG ° ' = −61,9  kJ  mol −1 , il valore più alto misurato negli esseri viventi - che consente la fosforilazione di una molecola di ADP in ATP da parte del piruvato chinasi . Per questa reazione è necessario un catione Mg 2+ come cofattore .

Destino del piruvato nell'anaerobiosi

Le seguenti reazioni avvengono, in mezzo anaerobico , nel citoplasma , nel muscolo , nei batteri lattici (per la fermentazione dell'acido lattico , ad esempio nel lactobacillus ), o anche nel lievito (per la fermentazione alcolica ). Sono possibili altre fermentazioni , ad esempio nelle Enterobacteriaceae (cfr. Vie di fermentazione delle Enterobacteriaceae ).

Fermentazione lattica

	+ NADH + H +  →  NAD + +
Acido piruvico		Acido lattico
L - lattato deidrogenasi - EC 1.1.1.27

CH 3 -CHOH-COO - lattatoprodotto nel muscolo non è responsabile della rigidità , contrariamente a quanto si crede, e non interviene nel fenomeno dei crampi . Inoltre, può essere trasportato nel sangue e quindi nelle cellule del fegato ( ciclo di Cory ).

Fermentazione alcolica

1. CH 3 -CO-COO -+ H + → CH 3 CHO+ CO 2, dalla piruvato decarbossilasi , in presenza di tiamina pirofosfato (TPP).
2. CH 3 CHO+ NADH + H +   CH 3 CH 2 OH⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}  + NAD + , mediante alcol deidrogenasi .

Destino del piruvato nell'aerobiosi

In un ambiente aerobico , il piruvato viene degradato nei mitocondri . Entra attraverso il trasloco piruvato . Sono possibili due reazioni che generano i precursori del ciclo di Krebs  :

Decarbossilazione ossidativa ad acetil-CoA

Questa reazione è catalizzata da un complesso multienzimatico, il complesso piruvato deidrogenasi , che coinvolge cinque coenzimi  :

• tre coenzimi legati agli apoenzimi  : TPP , lipoato e FAD (questi sono gruppi protesici );

• sia coenzimi liberi che non complessi: il NAD + e il CoA .

	+ NAD + + CoA-SH  →  CO 2+ NADH + H + +
Acido piruvico		Acetil-CoA
Complesso piruvato deidrogenasi  : piruvato deidrogenasi (E1) - EC 1.2.4.1 diidrolipoamide S-acetiltransferasi (E2) - EC 2.3.1.12 diidrolipoil deidrogenasi (E3) - EC 1.8.1.4

Questa reazione avviene a livello della parete mitocondriale per gli eucarioti ea livello della membrana per i procarioti .

Il NADH + H + sarà successivamente riossidato dalla catena respiratoria , sinonimo di catena di trasporto degli elettroni mitocondriali, per generare l' ATP aerobicamente.

Carbossilazione in ossalacetato

La reazione, catalizzata in presenza di biotina dalla piruvato carbossilasi ( sintetasi ), produce ossalacetato  :

	+ ATP + CO 2  →  ADP + Pi +
Acido piruvico		Acido ossalacetico
Piruvato carbossilasi - EC 6.4.1.1

Questa è una delle principali reazioni anaplerotiche .

Efficienza energetica comparativa

Da una molecola di glucosio , che dà due molecole di piruvato:

• le fermentazioni hanno una resa mediocre: rilasciano solo due molecole di ATP per molecola di glucosio;

• le degradazioni aerobiche sono molto più redditizie: ogni molecola di glucosio consente la produzione di 14 molecole di ATP tramite decarbossilazione ossidativa, o 6 molecole di ATP tramite carbossilazione, anche prima della degradazione dell'acetil-CoA da parte del ciclo di Krebs che rilascia ancora più energia.

Note e riferimenti

1. massa molecolare calcolata dal "  peso atomico degli elementi 2007  " su www.chem.qmul.ac.uk .
2. Inserimento del numero CAS "127-17-3" nella banca dati chimica GESTIS dell'IFA (ente tedesco responsabile della sicurezza e salute sul lavoro) ( tedesco , inglese ), accesso 03/08/09 (JavaScript necessario)
3. (in) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
4. "L'acido piruvico" voce nel database chimica GESTIS dell'IFA (ente tedesco responsabile per la sicurezza sul lavoro e la salute) ( tedesco , inglese ), si accede 6 Gennaio, 2019 (È necessario JavaScript)
5. "  Acido piruvico  " nel database delle sostanze chimiche Reptox del CSST (organizzazione del Quebec responsabile per la sicurezza e la salute sul lavoro), accesso 24 aprile 2009
6. Sintesi organiche, Coll. Volo. 1, p.  475 (1941); Volo. 4, p.  63 (1925). [1]
7. Wienek, Biologia dello sport , p.  256, Vigot

Vedi anche

• la glicolisi
• Il percorso dei pentoso fosfati
• Il modo Entner-Doudoroff
• Il ciclo di Krebs
• Elenco degli acidi