Decarbossilazione: esempi, meccanismi

La decarbossilazione è una reazione chimica di eliminazione in cui viene allontanata anidride carbonica a seguito della rimozione di un gruppo carbossilico.

Tra i composti che possono dar luogo a questa reazione vi sono gli esteri o gli acidi carbossilici che presentano un gruppo carbonilico in posizione β e gli acidi 1,3-bicarbossilici che possono dar luogo alla reazione a seguito di riscaldamento.

Esempi

Ad esempio la decarbossilazione di un β-chetoacido avviene secondo un meccanismo che prevede la formazione, nello stato di transizione, di un anello a sei membri con formazione di un enolo e di anidride carbonica. L’enolo, inizialmente formatosi a seguito della rottura dell’anello, tautomerizza nella forma chetonica più stabile.

beta-chetoacido

La decarbossilazione di un β-chetoestere nota come reazione di Krapcho avviene in presenza di un alogenuro e porta alla formazione di un chetone

krapcho

Gli acidi carbossilici invece non tendono a dare questo tipo di reazione   in quanto si verificherebbe la formazione di un carbanione instabile.

I sali di argento di un acido carbossilico invece danno luogo alla reazione in presenza di alogeni per dare un alogenuro alchilico. La reazione, che avviene in tetracloruro di carbonio, è nota come reazione di Hunsdiecker

reazione di Hunsdiecker
reazione di Hunsdiecker

 

Si ritiene che in tale reazione avvenga una scissione omolitica di un legame carbonio-carbonio e avvenga pertanto secondo un meccanismo di tipo radicalico.

In ambito biochimico avvengono molte reazioni di decarbossilazione tra cui quella degli amminoacidi che costituisce una delle più importanti reazioni metaboliche.

Decarbossilazione degli amminoacidi

Dalla decarbossilazione degli amminoacidi si ottengono ammine che spesso rivestono un importante ruolo nel campo biochimico o che hanno attività fisiologiche e sono pertanto dette ammine biogene.

Nel ciclo di Krebs detto anche ciclo dell’acido citrico di importanza fondamentale in tutte le cellule che utilizzano ossigeno nel processo di respirazione cellulare avvengono  diverse reazioni di decarbossilazione.

Prima che inizi il ciclo di Krebs si ha la decarbossilazione ossidativa del piruvato che è prodotto della glicolisi. Si forma  l’acetil-coenzima A, prodotto intermedio di numerose vie metaboliche che svolge un ruolo fondamentale nel consentire l’ingresso del piruvato nel ciclo di Krebs. La reazione è catalizzata dal complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi.

piruvato

 

La prima decarbossilazione che avviene nel ciclo di Krebs è la conversione da isocitrato a α-chetoglutarato. In questa reazione l’isocitrato è dapprima ossidato a ossalsuccinato che per decarbossilazione dà l α-chetoglutarato.

alfa-chetoglutarato

La seconda decarbossilazione  ossidativa che avviene nel ciclo di Krebs è la conversione dell’ α-chetoglutarato a succinil-CoA

succinilCoA

 

 

 

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