Хипохлорна киселина (HClO) Формула, свойства и употреби



на хипохлориста киселина, известен също като моно-хлорна киселина (I), е химично съединение с формула НС1О. Това е проста молекула с централен кислород, свързан с хлорните и водородните атоми чрез прости връзки. 

Това е хлорен оксацид, който има валентност (I). Това е слаба киселина, която обикновено се образува, когато хлорът се разтваря във вода. Прави се позоваване на няколко други наименования, като например: хлорна киселина, хлоранол, водороден хипохлорит и хлорен хидроксид.

Хипохлористата киселина се произвежда в човешкото тяло от белите кръвни клетки за борба с инфекциите, тъй като действа срещу широк кръг микроорганизми..

Добавянето на хлор във вода дава хипохлориста киселина заедно със солна киселина (HCl):

С2 + Н20О НОС1 + НС1

Горната реакция е в равновесие и не е лесно да се изолира HOCl от тази смес. Въпреки това, стабилни хипохлорни соли могат да бъдат получени чрез разтваряне на хлорен газ в разтвор на натриев хидроксид или други водни базични разтвори..

HOCl може също да бъде приготвен чрез разтваряне на дихлор моноксид във вода (употреби, свойства, структура и формула, S.F.).

Cl2O + H2O → 2HOCl

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
  • 2 Антимикробно действие
  • 3 Използване
    • 3.1 Образуване на хлорохидрин
    • 3.2 Козметична индустрия
    • 3.3 Пречистване на водата
    • 3.4 Лечение на сърбеж
  • 4 Препратки

Физични и химични свойства

Хипохлористата киселина съществува само като воден разтвор. Той е безцветен разтвор и неговите точни физични свойства са променливи, тъй като зависят от концентрацията на разтвора. Безводната или сухата хипохлорна киселина е невъзможно да се приготви, тъй като молекулата съществува в равновесие с анхидрида (Национален център за биотехнологична информация., 2017).

Молекулното му тегло е 52.46 g / mol и неговият pKa е 7.53. Разтворим във вода.

HOCl е силен окислител и може да образува експлозивни смеси. Той е също така редуциращ агент, който е способен да окисли до хлоро, хлорна и перхлорна форми на киселината. Във водните разтвори, които са слаба киселина, тя частично се дисоциира в хипохлоритния йон (OCl-) и Н+.

HOCl реагира с основи за образуване на соли, наречени хипохлорити. Например, натриев хипохлорит (NaOCl), активната съставка в белина, се образува чрез взаимодействие на хипохлорна киселина с натриев хидроксид (Royal Society of Chemistry, 2015).

НОС1 + NaOH → NaOCl + H2O

Хипохлорна киселина също реагира лесно с различни органични молекули и биомолекули.

Хипохлористата киселина не се счита за вредна, тъй като се среща в ниски концентрации в човешкото тяло и има антимикробно действие.

Хипохлорна киселина реагира бавно с ДНК и РНК, както и с всички нуклеотиди in vitro.

GMP е най-реактивната, защото HClO реагира както с хетероцикличната NH група, така и с аминогрупата.

По същия начин, TMP само с една хетероциклична NH група, която е реактивна с HCIO е втората най-реактивна.

AMP и CMP, които имат само една бавно реактивна аминогрупа, са по-малко реактивни с HClO.

Съобщава се, че UMP е реактивен само с много бавни темпове. Хетероцикличните NH групи са по-реактивни от аминогрупите и техните вторични хлорамини са способни да даряват хлора..

Тези реакции вероятно взаимодействат с базовото сдвояване на ДНК и, в съответствие с това, се съобщава за намаляване на вискозитета на ДНК, изложен на HClO, подобно на това, наблюдавано при топлинна денатурация (Prütz, 1996)..

Остатъците от захарта са нереактивни и ДНК гръбнака не се счупва. NADH може да реагира с хлорирани TMP и UMP, както и с HClO. Тази реакция може да регенерира UMP и TMP и води до 5-хидрокси производно на NADH.

Реакцията с TMP или UMP е бавно обратима за регенериране на HClO. Втора, по-бавна реакция, водеща до разцепване на пиридиновия пръстен, настъпва при наличие на излишък от НС10. NAD + е инертен към HClO.

Антимикробно действие

През последните 15 години най-напредналите хипохлорни киселинни разтвори, базирани на електрохимия, се очертаха като безопасни и жизнеспособни агенти за почистване на рани, както и като допълнителни терапии за лечение на инфекции.

Хипохлоридният разтвор (HOCl) е силен окислител и има тенденция да елиминира електрони от друго вещество. Нейната натриева сол, натриев хидроксид (NaClO), или нейната калциева сол, калциев хидроксид (Ca (ClO) 2) се използват често в белина, дезодоранти и дезинфектанти.

HOCl съществува като естествен ендогенен компонент при хората и животните и е важна част от вродената имунна система. HOCl се произвежда от неутрофилни гранулоцити, най-разпространеният вид бели кръвни клетки при бозайници. Включва се в последната стъпка на Окислителния път в борбата срещу инфекциите и нахлуването на чужди вещества.

Когато клетка открие инвазия на чуждо вещество, тя преминава фагоцитоза, по време на която неутрофилът поглъща и интернализира микроорганизми или чужди частици. Това фагоцитно събитие води до секреция на реактивни кислородни видове и хидролитични ензими (Kavros, S.F.).

Консумацията на кислород по време на генерирането на реактивни кислородни видове, наречена "реактивна експлозия", включва активирането на ензима NADPH оксидаза, който произвежда големи количества супероксид.

Този силно реактивен кислород се разпада на водороден пероксид, който след това се превръща в HOCl. HOCl проявява бактерицидни свойства и веднага унищожава бактериите, погълнати от неутрофили. Въпреки значителната активност на HOCl срещу микроорганизми, тя не е цитотоксична за човешки или животински клетки. Това вероятно е свързано с неговото ендогенно присъствие в имунната система на клетки от бозайници (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016).

Неотдавна беше предложено, че бактериалната инактивация чрез HOCl е резултат от инхибирането на репликацията на ДНК. Когато бактериите са изложени на HOCl, има рязък спад в синтеза на ДНК, който предхожда инхибирането на протеиновия синтез и е много подобен на загубата на жизнеспособност (Davies, 1988)..

По време на репликацията на бактериалния геном, произходът на репликацията (oriC в Е. coli) се свързва с протеини, които са свързани с клетъчната мембрана, и се наблюдава, че третирането с HOCl намалява афинитета на мембраните, извлечени за oriC, и този афинитет намалява успоредно със загубата на жизнеспособност.

В работата на Хенри Росен (1998) те сравняват скоростта на инхибиране на HOCl на репликацията на плазмидна ДНК с различен произход на репликация и установяват, че определени плазмиди показват забавяне в инхибирането на репликацията в сравнение с плазмидите, те съдържат oriC. Групата на Розен предполага, че инактивирането на мембранните протеини, участващи в репликацията на ДНК, е механизмът на действие на HOCl.

приложения

Образуване на хлорхидрини

Хипохлористата киселина се използва в органичния синтез, превръщайки алкените в хлорхидрини.

Хипохлорната киселина реагира с ненаситените връзки в липидите, но не и в наситените връзки, а ClO-йонът не участва в тази реакция..

Тази реакция се получава чрез хидролиза с добавяне на хлор към един от въглеродите и един хидроксил към другия. Полученото съединение е хлорохидрин. Полярният хлор разрушава липидните двуслои и може да повиши пропускливостта.

Когато се образува хлорохидрин в липидните двуслои на червените кръвни клетки, пропускливостта се увеличава. Прекъсването може да се случи, ако се образува достатъчно хлорохидрин.

Добавянето на предварително оформени хлорхидрини към червените кръвни клетки също може да повлияе на пропускливостта. Наблюдавани са и холестеролови хлорхидрини, но не влияят значително на пропускливостта и се смята, че Cl2 е отговорен за тази реакция.

Козметична индустрия

В козметичната индустрия той се използва като пречистващо средство за кожата, което е от полза за кожата на тялото, вместо да предизвиква изсушаване. Използва се и при бебешки продукти, тъй като кожата на бебето е особено чувствителна и може лесно да се раздразни.

Пречистване на вода

При обработката на вода, хипохлористата киселина е активното дезинфектант в продукти на основата на хипохлорит (например, използван в басейните).

В хранително-вкусовата промишленост и водоразпределението понякога се използва специализирано оборудване за генериране на слаби разтвори на HClO от вода и сол, за да се генерират достатъчни количества безопасен (нестабилен) дезинфектант за третиране на повърхности и материали за подготовка на храни вода.

Лечение на сърбеж

Напоследък като терапия за сърбеж е предложена локална хипохлорна киселина (HOCl). Предложени са два механизма, чрез които HOCl може да намали сърбежа:

1) HOCl е микробициден за кожните патогени, особено Staphylococcus aureus при атопичен дерматит.

2) HOCl е противовъзпалително и намалява активността на хистамин, левкотриен В4 и интерлевкин-2, всички от които участват в патофизиологията на сърбежа..

Съществуват условия, при които HOCl може да причини сърбеж като неблагоприятен ефект. Например, HOCl повишава активността на фактора на растежа на нервите, който насърчава сърбежа. Продължителната експозиция или високата доза HOCl може да предизвика и дразнещ контактен дерматит, или по-рядко алергичен контактен дерматит (Robert Y. Pelgrift, 2013).

препратки

  1. Chanson Water Ionizers USA, Inc. (2016). откриване на хипохлорна киселина. Възстановен от chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
  2. Davies, S. М. (1988). Инхибирането на бактериалния растеж чрез хипохлорна киселина. Възможна роля за бактерицидното действие на фагоцитите. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
  3. EMBL-EBI. (2014, 31 март). хипохлориста киселина. Получено от ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  4. Henry Rosen, B.R. (1998). Диференциални ефекти на оксиданти, получени от миелопероксидаза, върху репликация на ДНК на Escherichia coli. Инфекция Имунитет. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Хипохлоридна киселина, свойства, структура и формула. (S.F.). Възстановени училища: softschools.com.
  6. Kavros, S. (S.F.). Използването на разтвор на хипохлорна киселина в управлението на рани. Възстановен от faim.org.
  7. Национален център за биотехнологична информация ... (2017, 25 март). PubChem Compound Database; CID = 24341. Изтеглено от PubChem.
  8. Prütz, W.A. (1996). Хипохлорни киселинни взаимодействия с тиоли, нуклеотиди, ДНК и други биологични субстрати. Архив на биохимията и биофизиката Том 332, издание 1, 110-120. Възстановен от sciencedirect.com.
  9. Robert Y. Pelgrift, A. J. (2013). Локална хипохлорна киселина (HOCl) като потенциално лечение на сърбеж. Текущи дерматологични доклади, том 2, номер 3, 181. Възстановен от springer.com.
  10. Кралско химическо дружество. (2015). Хипохлорна киселина. Извлечено от chemspider: chemspider.com.