Karboksilasi

Reaksi karboksilasi

Karboksilasi adalah sebuah reaksi kimia di mana gugus asam karboksilat diproduksi dengan memperlakukan substrat dengan karbon dioksida.[1] Reaksi sebaliknya adalah dekarboksilasi. Dalam kimia, istilah karbonasi kadang-kadang digunakan secara sinonim dengan karboksilasi, terutama ketika diterapkan pada reaksi pada pereaksi karbanionik dengan CO2. Lebih umum, karbonasi biasanya menggambarkan produksi karbonat.[2]

Kimia organik

Karboksilasi adalah konversi standar dalam kimia organik.[3] Secara spesifik karbonasi (yaitu karboksilasi) pereaksi Grignard dan senyawa organolitium adalah cara klasik untuk mengubah halida organik menjadi asam karboksilat.[4]

Natrium salisilat, prekursor aspirin, secara komersial disiapkan dengan memperlakukan natrium fenolat (garam natrium fenol) dengan karbon dioksida pada tekanan tinggi (100 atm) dan suhu tinggi (390 K) – sebuah metode yang dikenal sebagai reaksi Kolbe–Schmitt. Pengasaman garam salisilat yang dihasilkan menghasilkan asam salisilat.

Reaksi Kolbe–Schmitt
Mekanisme reaksi Kolbe–Schmitt

Banyak prosedur rinci dijelaskan dalam Organic Syntheses.[5][6][7]

Katalis karboksilasi termasuk karbena N-Heterosiklik [8] dan katalis berbasis perak.[9]

Karboksilasi dalam biokimia

Kehidupan berbasis karbon berasal dari karboksilasi yang menggabungkan karbon dioksida atmosfer dengan gula. Proses ini biasanya dikatalisis oleh enzim RuBisCO. Ribulosa-1,5-bisfosfat karboksilase/oksigenase, enzim yang mengkatalisis karboksilasi ini, mungkin adalah protein paling melimpah di Bumi.[10][11]

Siklus Calvin yang menunjukkan karboksilasi dari ribulosa-1,5-bisfosfat.
Informasi lebih lanjut: Karboksi-liase

Karboksilasi dalam biokimia termasuk modifikasi pascatranslasi dari residu glutamat, menjadi γ-karboksiglutamat, dalam protein. Hal ini terjadi terutama pada protein yang terlibat dalam aliran pembekuan darah, khususnya faktor II, VII, IX, dan X, protein C, dan protein S, dan juga pada beberapa protein tulang. Modifikasi ini diperlukan agar protein-protein ini berfungsi. Karboksilasi terjadi di hati dan dilakukan oleh γ-glutamil karboksilase.[12]

Karboksilase membutuhkan vitamin K sebagai kofaktor dan melakukan reaksi secara prosedural.[13] γ-karboksiglutamat mengikat kalsium, yang penting untuk aktivitasnya.[14] Sebagai contoh, dalam protrombin, pengikatan kalsium memungkinkan protein untuk berhubungan dengan membran plasma dalam platelet, membawanya ke dekat dengan protein yang membelah protrombin menjadi trombin aktif setelah cedera.[15]

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Oxford English Dictionary (dalam bahasa Inggris). Oxford University Press. 2018. Carboxylation: The introduction of a carboxyl group into a molecule or compound to form a carboxylic acid or a carboxylate; an instance of this. 
  2. ^ Oxford English Dictionary (dalam bahasa Inggris). Oxford University Press. 2018. Carbonation: Impregnation or treatment with carbon dioxide; conversion into a carbonate. 
  3. ^ Braunstein, Pierre; Matt, Dominique; Nobel, Dominique (August 1988). "Reactions of Carbon Dioxide with Carbon-Carbon Bond Formation Catalyzed by Transition-Metal Complexes". Chemical Reviews (dalam bahasa Inggris). 88 (5): 747–764. doi:10.1021/cr00087a003. 
  4. ^ A. M. Appel, A. M. et al. (2013). "Frontiers, Opportunities, and Challenges in Biochemical and Chemical Catalysis of CO2 Fixation". Chem. Rev. (dalam bahasa Inggris). 113: 6621-6658. doi:10.1021/cr300463y. PMC 3895110 alt=Dapat diakses gratis. 
  5. ^ Akira Yanagisawa, Katsutaka Yasue, Hisashi Yamamoto (1997). "Regio- and Stereoselective Carboxylation of Allylic Barium Reagents: (E)-4,8-Dimethyl-3,7-Nonadienoic Acid". Organic Syntheses (dalam bahasa Inggris). 74: 178. doi:10.15227/orgsyn.074.0178. 
  6. ^ H. Koch, W. Haaf (1964). "1-Adamantanecarboxylic Acid". Organic Syntheses (dalam bahasa Inggris). 44: 1. doi:10.15227/orgsyn.044.0001. 
  7. ^ W. Haaf (1966). "1-Methylcyclohexanecarboxylic Acid". Organic Syntheses (dalam bahasa Inggris). 46: 72. doi:10.15227/orgsyn.046.0072. 
  8. ^ N-Heterocyclic carbene (NHC)–copper-catalysed transformations of carbon dioxide Liang Zhang and Zhaomin Hou Chem. Sci., 2013,4, 3395-3403 doi:10.1039/C3SC51070K
  9. ^ K. Sekine, T. Yamada (2016). "Silver-catalyzed carboxylation". Chem. Soc. Rev. (dalam bahasa Inggris). doi:10.1039/C5CS00895F. 
  10. ^ Dhingra A, Portis AR, Daniell H (April 2004). "Enhanced translation of a chloroplast-expressed RbcS gene restores small subunit levels and photosynthesis in nuclear RbcS antisense plants". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (dalam bahasa Inggris). 101 (16): 6315–20. Bibcode:2004PNAS..101.6315D. doi:10.1073/pnas.0400981101. PMC 395966 alt=Dapat diakses gratis. PMID 15067115. (Rubisco) is the most prevalent enzyme on this planet, accounting for 30–50% of total soluble protein in the chloroplast; 
  11. ^ Feller U, Anders I, Mae T (2008). "Rubiscolytics: fate of Rubisco after its enzymatic function in a cell is terminated". J. Exp. Bot. (dalam bahasa Inggris). 59 (7): 1615–24. doi:10.1093/jxb/erm242. PMID 17975207. 
  12. ^ OMIM - gamma-glutamyl carboxylase, disumbangkan oleh McKusick VA, terakhir diperbaharui pada Oktober 2004 [1]
  13. ^ Morris DP, Stevens RD, Wright DJ, Stafford DW (1995). "Processive post-translational modification. Vitamin K-dependent carboxylation of a peptide substrate". J. Biol. Chem. (dalam bahasa Inggris). 270 (51): 30491–8. doi:10.1074/jbc.270.51.30491. PMID 8530480. 
  14. ^ Hauschka PV, Lian JB, Gallop PM (1975). "Direct identification of the calcium-binding amino acid, gamma-carboxyglutamate, in mineralized tissue". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (dalam bahasa Inggris). 72 (10): 3925–9. Bibcode:1975PNAS...72.3925H. doi:10.1073/pnas.72.10.3925. PMC 433109 alt=Dapat diakses gratis. PMID 1060074. 
  15. ^ Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemistry (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-5). New York: W. H. Freeman and Company. 

Pranala luar
Kembali kehalaman sebelumnya