dekarboksylaatiot

Dekarboksylaatiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa karboksyyliryhmä (-COOH) poistuu orgaanisesta molekyylistä hiilidioksidina (CO2). Tämän seurauksena lopullinen tuote on karboksyyliryhmästä vapaantunut yhdiste. Reaktiot voivat tapahtua lämpötilan vaikutuksesta, kemiallisilla reagensseilla tai entsymaattisesti.

Tyypit ja mekanismit. Terminen dekarboksylaatio tapahtuu pääosin lämpötilan vaikutuksesta ilman erillistä katalyyttiä; esimerkkinä malonihappo (HOOC-CH2-COOH) hajoaa kuumentuessaan muodostaen etikkahappoa (CH3COOH) ja CO2. Beta-keto-happojen dekarboksylaatio lämpenee usein ja johtaa ketonituotteeseen sekä CO2:iin. Entsymaattinen dekarboksylaatio tapahtuu entsyymien katalysoimana; aminohappojen karboksyyliryhmän poistuminen merkitsee usein amiinin syntyä. Esimerkkejä on L-tyrosiinin decarboxylation, joka tuottaa tyramiinia, sekä pyruvaatin decarboxylation, joka tuottaa asetaldehydi (ja CO2), osana alkoholi- fermentaatiota.

Biologinen merkitys. Dekarboksylaatiot ovat keskeisiä sekä metabolisissa reiteissä että biokemiallisessa sääntelyssä. Esimerkiksi pyruvaatin decarboxylatioon liittyvä reaktio on olennainen osa alkoholista fermentaatiota, jolloin hiilihydraatit voidaan muuntaa etanoliksi ja CO2:ksi. Aromaattisten aminohappojen decarboksylaatioiden tuotokset ovat tärkeistä primaarien ja sekundaarien amiinien rakennusaineita biologisissa signaali- ja metabolisissa poluissa.

Käytännön sovellukset. Dekarboksylaatiot ovat hyödyllisiä orgaanisessa synteesissä, kun karboksyyliryhmä halutaan poistaa ja muodostaa yksinkertaisempia yhdisteitä tai ketoneita. Bioteknologiassa ne ovat olennaisia monien neurotransmitterien ja muiden biologisesti aktiivisten aineiden biosynteesissä.

Viitteet. Dekarboksylaatioita käsittelevät yleisesti orgaanisen kemian ja biokemian peruslähteet sekä entsyymien katalysoimat reaktiot.