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Tutorial MenueOxidationsreaktionen in der Organischen ChemieLerneinheit 11 von 18

Oxidation von Alkoholen

Oxidation von Alkoholen zu Aldehyden oder Ketonen: Biologische Bedeutung

Ein wichiger Schritt des Abbaus von Fetten und Kohlenhydraten im menschlichen Metabolismus ist die Oxidation von Alkohol-Funktionen zu Carbonyl-Gruppen (z.B. L-Malat zu Oxalacetat). Solche Oxidationen sind auch Bestandteil des Citronensäure-Cyclus. Der Körper verwendet dazu das Coenzym NAD+ als Oxidationsmittel. NAD+ ist eine Abkürzung für Nicotinamid-adenin-dinucleotid. Das zu oxidierende Molekül und NAD+ werden durch eine Dehydrogenase zusammengehalten und die Reaktion dadurch katalysiert. Das reaktive Element in NAD+ ist das Nicotinamid, ein Pyridinderivat, das über das Stickstoff-Atom an das restliche System des Coenzyms gebunden ist. Durch den positiv geladenen, vierfach koordinierten Stickstoff ist NAD+ eine starke Lewis-Säure, die durch Hydrid-Transfer von einem Alkohol zum NADH reduziert werden kann:

Abb.1

Nach diesem Mechanismus wird im Körper auch Ethanol abgebaut. Als Summenformel ergibt sich:

Abb.2

Acetaldehyd wird ebenfalls mit NAD+ , aber mithilfe einer anderen Dehydrogenase, zum unschädlichen Acetat weiteroxidiert. Fehlt dieses zweite Enzym, so reichert sich Acetaldehyd im Blut an und führt zu unangenehmen Nebenwirkungen, wie Kopfschmerzen und Gesichtsrötung (Kater).

Die Reaktion in die Rückrichtung, in der NADH als biologischer Hydriddonor und Reduktionsmittel wirkt, ist auch möglich.

Die Hydrid-Übertragung vom Alkohol auf das NAD+ ist vergleichbar mit der in der Cannizzaro-Reaktion.

2D-Animation zur NAD-Oxidation von Alkoholen

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