Reakcja formozowa – odkryta przez Aleksandra Butlerowa w 1861 reakcja tworzenia cukru z formaldehydu. Słowo „formoza” pochodzi z połączenia formaldehydu i aldozy.
Historia i autorstwo
Na konferencji Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego w 1878 A.P. Eltekow przedstawił nową metodę syntezy rozgałęzionych węglowodorów nienasyconych. Nad tematem pracował A. Butlerow. Jego asystentką była Julia Lermontowa. Przeprowadziła wiele eksperymentów przeprowadziła Julia. Reakcja znana jest dziś jako reakcja Butlerowa-Eltekowa-Lermontovej.
Reakcja i jej mechanizm
Reakcja katalizowana jest przez zasadę i metal dwuwartościowy, jak wapń. Etapy pośrednie zachodzą w mechanizmie kondensacji aldolowej, reakcji odwrotnej do kondensacji aldolowej, izomeryzacji między aldozą i ketozą. Produkty pośrednie to glikoaldehyd, gliceraldehyd, dihydroksyaceton oraz tetrozy. W 1959 Ronald Breslow zaproponował mechanizm dla tej reakcji składający się z następujących kroków:
Reakcja zaczyna się od kondensacji dwóch cząsteczek metanalu, tworzących razem glikoaldehyd (1). Reaguje on następnie w mechanizmie kondensacji aldolowej z kolejną cząsteczką aldehydu mrówkowego, tworząc gliceraldehyd (2). izomeryzacja pomiędzy formami aldozową i ketozową tworzy z niego dihydroksyaceton (3), który może reagować z (1), dając w efekcie rybulozę (4), przechodzącą potem izomeryzację do rybozy (5). Dihydroksyaceton może również reagować z metanalem, dając w efekcie tetrulozę (6), a następnie aldotetrozę (7). Ta ostatnia cząsteczka potrafi ulec podziałowi z wytworzeniem (2) w mechanizmie odwrotnej kondensacji aldolowej.
Znaczenie
Reakcja formozowa ma wielkie znacznie dla pytania o pochodzenie życia. Wyjaśnia bowiem część ścieżki wiodącej od prostego metanalu do złożonych cukrów, jak ryboza, prowadzącej dalej do RNA. W jednym z doświadczeń symulujących warunki panujące na wczesnej Ziemi pentozy tworzyły się z mieszanin formaldehydu, glyceraldehydu i minerałów boranowych, jak colemanit (Ca2B6O11 · 5H2O) czy kernit (Na2B4O7) Zarówno metanal, jak i glikoaldehyd obserwowano dzięki spektroskopii w przestrzeni kosmicznej, co stawia reakcję formozową w obszarze zainteresowań astrobiologii.