حمض الجليكوسيلكهو مركب عضوي له الصيغة الجزيئية C2H2O3، ويتكون من مجموعة ألدهيد (- C H O) ومجموعة كربوكسيل (- COOH). صيغته الهيكلية البسيطة هي HOCCOOH، CAS 298-12-4، والوزن الجزيئي هو 74.04. سائل شفاف أصفر فاتح. قابل للذوبان في الماء، قابل للذوبان بشكل طفيف في الإيثانول، الأثير، البنزين، إلخ. ويمكن استخدامه لإنتاج المبيدات الحشرية مثل الغليفوسات، الغليفوسات، إيميداكلوبريد، الكينوفوس، والغليفوسات. ولهذه المبيدات أهمية كبيرة للإنتاج الزراعي ووقاية النباتات. يمكن استخدامه لتخليق البنسلين الفموي، والألانتوين (يستخدم كعامل شفاء جيد لجروح الجلد، كمادة مضافة لمستحضرات التجميل الراقية، ومنظمات نمو النبات)، وحمض بي-هيدروكسي فينيل جلايسين، وحمض بي-هيدروكسي فينيل أسيتيك، وحمض المندليك، والأسيتوفينون، وما إلى ذلك. حمض ثيوفينيل جليكوليك، بي-هيدروكسي فينيل أسيتاميد (يستخدم لتصنيع أدوية فعالة لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية وارتفاع ضغط الدم - أتيل)، وما إلى ذلك. وهي مادة خام كيميائية عضوية مهمة ذات نطاق واسع من التطبيقات، بما في ذلك مجالات متعددة مثل التوابل والطب والمبيدات الحشرية وحماية البيئة. مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا وتنوع احتياجات التطبيق، نعتقد أن آفاق تطبيق حمض الجليكوسيلك ستكون أوسع.
(رابط المنتج: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
التركيب الجزيئي لحمض الأكساليك (HOCCOOH) هو كما يلي:
الجليوكسيلات هو مركب عضوي يحتوي على مجموعتين وظيفيتين (ألدهيد وكربوكسيل)، له الصيغة الجزيئية C2H2O3. في التركيب الجزيئي للأسيتالديهيد، يمكن رؤية ذرة الكربون التي تربط مجموعتي الألدهيد والكربوكسيل. تتكون مجموعة الألدهيد من ذرة كربون واحدة، وذرة أكسجين واحدة، وذرة هيدروجين واحدة، يُشار إليها بـ -CHO، والتي لها خصائص اختزالية. تتكون مجموعات الكربوكسيل من ذرتي أكسجين وذرة كربون واحدة، يُشار إليها بـ -COOH، وهي حمضية.
وفي بنية الأسيتالديهيد، ترتبط ذرة الكربون المركزية بالذرات الثلاث الأخرى (ذرة أكسجين وذرتي هيدروجين) على شكل رابطة مزدوجة، لتشكل بنية رباعية السطوح مستقرة. وفي الوقت نفسه، تشارك كل من ذرات الأكسجين الموجودة في جزيء الألدهيد في تكوين روابط تنسيقية مع الذرات الأخرى، وهي ذرة الكربون في مجموعة الألدهيد وذرة الهيدروجين في مجموعة الكربوكسيل. يمنح هذا الهيكل الأسيتالديهيد تأثيرات إلكترونية ومكانية قوية، مما يؤثر على أداء تفاعله الكيميائي.
بالإضافة إلى ذلك، هناك رابطة بيروكسيد (-C=O) في جزيء الجلايوكسيلات، والتي تتشكل من خلال ربط ذرات الكربون وذرات الأكسجين على شكل رابطة مزدوجة. إن وجود رابطة البيروكسيد هذه يمنح الأسيتالديهيد تفاعلًا كيميائيًا عاليًا ويسمح له بالمشاركة في أنواع مختلفة من التفاعلات الكيميائية، مثل الأكسدة والاختزال والأسترة.
وبشكل عام، فإن التركيب الجزيئي للجليوكسيلات يمنحه خصائص كيميائية فريدة وتفاعلية. في التفاعلات الكيميائية، يمكن أن يظهر الأسيتالديهيد خواصًا مختزلة وحمضية، ويمكن أن يخضع لأنواع مختلفة من التفاعلات مع مركبات أخرى. وهو وسيط مهم في تركيب المركبات العضوية الأخرى.
طريقة التخمير البيولوجي لتصنيع الجليكوسيلات هي طريقة تستخدم مبدأ التخمير الميكروبي لتحويل الجلوكوز أو السكريات الأخرى إلى الجليكوسيلات. فيما يلي الخطوات التفصيلية والمعادلات الكيميائية المقابلة لتخليق الجليكوسيلات بطريقة التخمير البيولوجي:
1. تحضير السلالة: أولاً، من الضروري تحضير السلالة للتخمير. تشمل السلالات البكتيرية شائعة الاستخدام الخميرة والعفن وغيرها. ويمكن الحصول على هذه السلالات من خلال الزراعة المعملية أو العزلة عن الطبيعة.
2. إعداد وسط الثقافة: بعد ذلك، من الضروري إعداد وسط ثقافة مناسب لنمو البكتيريا. وسط الاستزراع هو محلول أو مادة صلبة تحتوي على مصادر كربون، ومصادر نيتروجين، وأملاح غير عضوية، وما إلى ذلك، تستخدم لتوفير العناصر الغذائية اللازمة لنمو البكتيريا. تشمل مصادر الكربون الشائعة الجلوكوز والسكروز وما إلى ذلك، بينما تشمل مصادر النيتروجين الأحماض الأمينية والببتون وما إلى ذلك.
3. زراعة البذور: قم بتلقيح السلالات البكتيرية المعدة في وسط الاستزراع لزراعة البذور. الغرض من زراعة البذور هو تمكين السلالة البكتيرية من النمو بسرعة والتكيف مع ظروف التخمير. يمكن تنفيذ هذه الخطوة في شاكر درجة حرارة ثابتة، والتحكم في درجة الحرارة والسرعة المناسبة لضمان النمو الطبيعي للسلالة البكتيرية.
4. عملية التخمير: بعد الانتهاء من زراعة البذور، يضاف سائل البذور إلى خزان التخمير لبدء عملية التخمير. في خزان التخمير، يتم خلط سائل البذور ووسط الاستزراع ويتفاعلان تحت ظروف معينة، ويتم إنتاج الجلايوكسيلات بشكل مستمر كمنتج استقلابي. أثناء عملية التخمير، من الضروري التحكم في المعلمات مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة والأكسجين المذاب لضمان التقدم الطبيعي للتخمير واستقرار إنتاج المنتج.
5. استخلاص المنتج: بعد الانتهاء من عملية التخمير، يجب استخلاص المنتج وتنقيته. تتضمن هذه الخطوة عادةً الاستخلاص، والتقطير، والبلورة، وطرق أخرى لفصل الجليوكسيلات عن مرق التخمير وتنقيته.
6. المعالجة اللاحقة: أخيرًا، يتم إخضاع الجلايوكسيلات المستخرج والمنقى إلى معالجة لاحقة، مثل التجفيف والتعبئة وغيرها، وهذه الخطوة لضمان جودة المنتج وسلامته.
في عملية تصنيع الجليكوسيلات من خلال التخمير البيولوجي، هناك سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية. التفاعل الأكثر أهمية هو أكسدة الجلوكوز، والتي تنتج منتجات مثل الجليكوسيلات وثاني أكسيد الكربون. المعادلة الكيميائية المحددة هي كما يلي:
C6H12O6 + O2→ 2CH3كوه + 2CO2 + 2H2O
يشير هذا التفاعل إلى أن الجلوكوز يتأكسد إلى جليوكسيلات وثاني أكسيد الكربون تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة، مع إطلاق الطاقة لنمو الميكروبات وتكاثرها.
تجدر الإشارة إلى أن تخليق الجلايوكسيلات عن طريق التخمير البيولوجي يتطلب درجة حرارة معينة، ودرجة الحموضة، وظروف الأكسجين المذاب لضمان النمو الطبيعي والنشاط الأيضي للكائنات الحية الدقيقة. في الوقت نفسه، من أجل تحسين إنتاجية ونقاء الأسيتالديهيد، من الضروري تحسين والتحكم في تكوين وسط الاستزراع، وظروف زراعة البذور، والمعلمات أثناء عملية التخمير.
التخمير البيولوجي هو طريقة اصطناعية صديقة للبيئة ومستدامة ولها آفاق تطبيق واسعة. ومع ذلك، تتطلب هذه الطريقة قدرًا معينًا من الوقت واستثمار الموارد لتحسين الثقافة البكتيرية وظروف التخمير، مع معالجة المشكلات الفنية المتعلقة باستخراج المنتج وتنقيته أيضًا. لذلك، في التطبيقات العملية، من الضروري النظر والتقييم بشكل شامل بناءً على مواقف محددة.
يعد حمض الجليوكسيليك مادة خام كيميائية عضوية مهمة ذات نطاق واسع من الاستخدامات.
1. يستخدم لإنتاج الأحماض الأمينية العطرية:
يمكن أن يتفاعل مع الأنيلين أو الأمينات العطرية الأخرى لتوليد الأحماض الأمينية العطرية المقابلة، مثل الفينيل ألانين والتيروزين.
2. يستخدم لإنتاج جليسين الصوديوم :
يمكن أن يتفاعل مع الجليسين لإنتاج جليسين الصوديوم، المعروف أيضًا باسم N-هيدروكسي ميثيل جليسين الصوديوم
3. يستخدم لإنتاج أنهيدريد بولي أكريليك:
يمكن أن يتفاعل مع جلايكول الإثيلين لإنتاج بولي أنهيدريد، المعروف أيضًا باسم بولي هيدروكسي أسيتات.
4. يستخدم لإنتاج الإيثانولامين:
يمكن أن يتفاعل مع إيثانولامين لتوليد جليكاين N - (2-هيدروكسي إيثيل)، والذي يتم بعد ذلك أسيته لإنتاج إيثانولامين.
5. يستخدم في إنتاج البيريدين-2،6-ديون:
يمكن أن يتفاعل مع البيريدين لينتج البيريدين -2،6-ديون. البيريدين-2,6-ديون هو مركب متعدد الاستخدامات يمكن استخدامه لتحضير الأصباغ والوسائط الصيدلانية والبوليمرات.
6. يستخدم لإنتاج إل-سيرين:
يمكن أن يتفاعل مع كلوريد ميثيل سلفونيل وإيزوسيانات لإنتاج L-سيرين. L-serine هو حمض أميني مهم يستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل الطب والغذاء والأعلاف.