الكربوكسيل

الكربوكسيل هو تفاعل كيميائي يتم فيه إنتاج حمض كربوكسيلي بمعالجة مادة ما بثاني أكسيد الكربون . ^{[ 1 ]} والتفاعل المعاكس هو نزع الكربوكسيل . في الكيمياء ، يُستخدم مصطلح الكربنة أحيانًا كمرادف للكربوكسيل، خاصةً عند تطبيقه على تفاعل الكواشف الكربانيونية مع ثاني أكسيد الكربون _. وبشكل عام، تصف الكربنة عادةً إنتاج الكربونات . ^{[ 2 ]}

الكربوكسيل تفاعل تحويلي شائع في الكيمياء العضوية . ^{[ 3 ]} ويُعدّ كربنة (أي كربوكسيل) كواشف غرينيارد ، ومركبات الليثيوم العضوية، والكواشف الكربانيونية ذات الصلة، طريقةً كلاسيكيةً لتحويل هاليدات المركبات العضوية إلى أحماض كربوكسيلية. ^{[ 4 ]} ينتج عن هذه الطريقة أملاح الكربوكسيلات، والتي تُحوّل عادةً إلى حمض كربوكسيلي. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

يُنتج ساليسيلات الصوديوم ، وهو المادة الأولية للأسبرين ، تجارياً عن طريق معالجة فينولات الصوديوم (ملح الصوديوم للفينول ) بثاني أكسيد الكربون تحت ضغط عالٍ (100 ضغط جوي) ودرجة حرارة عالية (390 كلفن). ويؤدي تحميض ملح الساليسيلات الناتج إلى إنتاج حمض الساليسيليك.

الطريقة، المعروفة باسم تفاعل كولبه-شميت ، تتضمن هجومًا نيوكليوفيليًا للفينوكسيد على ثاني أكسيد الكربون .

في بعض الحالات، تخضع الألكينات لعملية الهيدروكربوكسيل باستخدام خليط من ^ثاني أكسيد الكربون و H2 : ^[ ₈ ^]

RCH=CH ₂ + H ₂ + CO ₂ → RCH ₂ −CH ₂ CO ₂ H

تتضمن طرق أخرى، مثل تفاعل كوخ ، التي تُحدث الكربوكسيل "الكلي" استخدام أول أكسيد الكربون ، إما بشكل مباشر أو عن طريق توليده في الموقع. وتُعد هذه الطرق من أنواع تفاعلات الكربوكسيل .

يؤدي تفاعل الكربوكسيل للإيبوكسيدات إلى تكوين الكربونات الحلقية. وتُحفز هذه التفاعلات بواسطة الكربينات غير المتجانسة الحلقية المحتوية على النيتروجين ^{[ 9 ]} والمحفزات القائمة على الفضة. ^{[ 10 ]}

تنشأ السلاسل الغذائية عادةً من عملية الكربوكسيل التي تربط ثاني أكسيد الكربون بالسكر. ويُحفز هذه العملية عادةً بواسطة إنزيم روبيسكو . يُعد إنزيم ريبولوز-1،5-ثنائي فوسفات كربوكسيلاز/أوكسيجيناز ، الذي يُحفز هذه الكربوكسيل، ربما البروتين الأكثر وفرةً على وجه الأرض. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

تتطلب العديد من الكربوكسيلازات، بما في ذلك أسيتيل-CoA كربوكسيلاز ، وميثيل كروتونيل-CoA كربوكسيلاز ، وبروبيونيل-CoA كربوكسيلاز ، وبيروفات كربوكسيلاز ، البيوتين كعامل مساعد . وتشارك هذه الإنزيمات في مسارات بناء متعددة . ^{[ 14 ]} في تصنيف EC ، تُصنف هذه الكربوكسيلازات في الغالب ضمن EC 6.4.1 ، وهي ليغازات "تُكوّن روابط كربون-كربون"، أو أحيانًا ضمن EC 6.3.4، "ليغازات كربون-نيتروجين أخرى".

مثال آخر هو تعديل بقايا الغلوتامات بعد الترجمة ، إلى غاما-كربوكسي غلوتامات ، في البروتينات. يحدث هذا التعديل بشكل أساسي في البروتينات المشاركة في سلسلة تخثر الدم ، وتحديدًا العوامل II و VII و IX و X ، والبروتين C ، والبروتين S ، وكذلك في بعض بروتينات العظام. هذا التعديل ضروري لعمل هذه البروتينات. تحدث الكربوكسيل في الكبد بواسطة إنزيم غاما-غلوتاميل كاربوكسيلاز (GGCX). ^{[ 15 ]} يتطلب GGCX فيتامين K كعامل مساعد، ويؤدي التفاعل بطريقة متتابعة. ^{[ 16 ]} يرتبط غاما-كربوكسي غلوتامات بالكالسيوم ، وهو أمر ضروري لنشاطه. ^{[ 17 ]} على سبيل المثال، في البروثرومبين ، يسمح ارتباط الكالسيوم للبروتين بالارتباط بالغشاء البلازمي في الصفائح الدموية ، مما يجعله قريبًا من البروتينات التي تشطر البروثرومبين إلى ثرومبين نشط بعد الإصابة. ^{[ 18 ]}

• إزالة الكربوكسيل
• كاربوكسي-لياز