A formóz reakció által felfedezett orosz kémikus Alexander Boutlerov 1861, főleg polimerizáljuk formaldehid , hogy formában cukrok , beleértve a pentózok (cukrok öt szénatomot tartalmaz). A Formosa egy portmanteau szó , amelyet az aldehid és az ald ose kifejezések összehúzódása képez .
A reakciót egy bázis és egy kétértékű fém, például kalcium-hidroxid katalizálja . A köztes lépések magukban foglalják az aldolizálást , a retroaldolizálást és az aldóz - ketózis izomerizációkat . A képződő köztes molekulák a glikolaldehid , a glicerinaldehid , a dihidroxi-aceton és a tetrózok . Ronald Breslow amerikai vegyész 1959-ben a következő reakciómechanizmust javasolta:
A reakció két formaldehid-molekula kondenzációjával kezdődik ( 1 ) glikolaldehid képződéséért, amely formaldehiddel végzett aldolizációval reagálva gliceraldehidet képez ( 2 ). Az aldóz-ketóz izomerizáció ad dihidroxi-aceton ( 3 ), amely képes reagálni gliceraldehid formává ribulóz ( 4 ), és az izomerizáció ribóz ( 5 ). Dihydroxyacetone is formaldehiddel reagálva formában ketotetrosis ( eritrulóz ) ( 6 ), majd izomerizáció egy aldotetrosis ( Bőrvörösödés és treóz ) ( 7 ). Az aldotetrosis ezután visszacsatolási reakcióval 2 glicerinaldehidmolekulát adhat vissza.
A formóz-reakció számos munkát eredményezett az abiogenézis kutatásának összefüggésében, mert lehetővé teszi, hogy egyszerű molekulából formaldehidet, komplex cukrokat, például ribózt nyerjünk, és ezután l' RNS szintéziséhez vezessünk . A korai Föld körülményeit szimuláló kísérletben formaldehid, gliceraldehid és borátok , például kolemanit Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O vagy kernit Na 2 B 4 O 7 keverékéből nyertünk pentózokat . Az érdeklődés a formóz reakció iránt tovább nőtt, amikor az asztrokémiai kutatások megerősítették a formaldehid és a glikolaldehid jelenlétét a csillagközi közegben .
Gondolhatunk azonban arra, hogy a kezdeti 4 milliárd évvel ezelőtti földi körülmények között óceánok voltak, ezért valószínű, hogy az élet vizes közegben jelent meg, legalábbis ez a hipotézis hihetőnek tűnik.
Ez a lényegében vízből álló közeg azonban komoly problémát vet fel azzal a formozireakcióval való összeegyeztethetőséggel, amelyet sok szerző a cukorok előállítására vetett fel, amelyek az élő szervezetek első prekurzorai egy nagyon egyszerű molekulából, a formaldehidből, amely így fontos szerepet játszik az élet keletkezésében.
A formaldehidből egy bázis, például kalcium-hidroxid jelenlétében rendkívül lassú aldol-reakció (a formóz-reakció) fordulhat elő, amely cukrokhoz vezethet, de ez a reakció versenyben marad a nagyon gyors Cannizzaro-reakcióval , ami visszafordíthatatlanul eredményez egy metanolmolekulában és egy hangyasavmolekulában. Ebben az összefüggésben a formóz reakciót az is megkérdőjelezi, hogy a vízben a formaldehid önmagában nem létezik (csak nyomokban <0,01%). Gem-diolban spontán hidratál és polimerizál, valamint a HJ Cleaves II szerint. Tehát a formóz reakció nem fordulhat elő olyan körülmények között, amelyek kritikusak, de vizes közegben nehezen hajthatók végre. Ennek a vízproblémának az orvoslására, amely nem túl kompatibilis a formóz reakcióval, ráadásul nem kompatibilis a cukorból (ribóz) és egy bázisból (adenin, guanin, uracil, citozin) származó nukleozidok szintézisével, amely feltételezné a vízmolekula vizes közegben, ami kémiailag lehetetlen, egyes szerzők úgy gondolták, hogy a kezdeti „oldószer” formaldehid lett volna száraz környezetben (sivatagban). A formaldehidben valójában a formilált bázisokból és a cukorból származó nukleozidok szintézise lehetséges az SA Benner szerint. De a formaldehid jelenléte egy "prebiotikus levesben" továbbra is problematikus, mert a formaldehid nagy mennyiségben történő képződése a földön sehol nem figyelhető meg, és a formaldehid szintézise elméletileg lehetséges a hidrogén-cianid hidrolízisével, a formilcsoportok reakciójával, a fotokémiai A szén-dioxid vízzel történő reakciója vagy a metanol részleges oxidációja nem nyilvánvaló a "modern kémia" katalizátora és / vagy extrém körülmények (például hőmérséklet) nélkül. A jelenlegi légkörben napsugarak és oxigén hatására is termelődik a légköri metánon, de korlátozott mennyiségben (néhány ppm). Ezenkívül a földönkívüli eredetű formaldehid egyes szerzők által tervezett hipotetikus hozzájárulása egy alapvetően vízzel borított primitív földön a fent említett okok miatt nem oldaná meg a problémát. E korlátozások ellenére azonban bizonyos számú szerző úgy ítéli meg, hogy a formaldehid előállítható prebiotikus közegben, sőt úgy véli, hogy a formóz reakció kialakulásának kedvező feltételei teljesülhettek volna. Egyébként ez a reakció önmagában nem magyarázza meg az RNS primitív biogenezisét, ez a hipotézis gyakran előrehaladt, mivel a formóz reakció eredményeként létrejövő cukrokból sok további lépés szükséges a kódoló RNS eléréséhez (nukleotidok szintézise, nukleotidok polimerizációja bizonyos sorrend, tárolás, önreplikációs képesség stb.) szerint a HJ Cleaves II. Így továbbra is nehéz megmagyarázni mindazon kezdeti események sorrendjét és memorizálását, amelyek lehetővé tették az első reprodukcióra képes entitások megjelenését, és ahogy S. Mann javasolja, az élet eredete a mai napig nagyon titokzatos és egy fő kihívás a modern tudomány számára, amelynek képesnek kell lennie arra, hogy laboratóriumban áttérjen az inert anyagról az első életformákra ex novo, ami jelenleg egyáltalán nem így van.