Hypoklorsyra (HClO) Formel, Egenskaper och Användningar



den hypoklorsyra, även känd som monoxoklorsyra (I), är en kemisk förening med formeln HClO. Det är en enkel molekyl med det centrala syret kopplat till klor och väteatomer genom enkla bindningar. 

Det är en kloroxisyra, som har valens (I). Det är en svag syra som typiskt bildas när klor löses i vatten. Hänvisning görs till flera andra namn, såsom: klorsyra, kloranol, vätehypoklorit och klorhydroxid.

Hypoklorsyra produceras i kroppen av vita blodkroppar för att bekämpa infektioner, eftersom det verkar mot ett brett spektrum av mikroorganismer.

Tillsats av klor till vatten ger hypoklorsyra tillsammans med saltsyra (HCl):

Cl2 + H2O ^ HOCl + HCl

Ovanstående reaktion är i jämvikt och det är inte lätt att isolera HOCl från denna blandning. Stabila hypoklora salter kan emellertid erhållas genom upplösning av klorgas i natriumhydroxidlösning eller andra vattenhaltiga baslösningar.

HOCl kan också framställas genom upplösning av diklormonoxid i vatten (hypoklorsyraanvändningar, egenskaper, struktur och formel, S.F.).

Cl20 + H20 → 2HOCl

index

  • 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 2 Antimikrobiell verkan
  • 3 användningsområden
    • 3.1 Klorhydrinbildning
    • 3.2 Kosmetisk industri
    • 3.3 Vattenbehandling
    • 3.4 Behandling av pruritus
  • 4 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Hypoklorsyran existerar endast som en vattenhaltig lösning. Det är en färglös lösning och dess exakta fysikaliska egenskaper varierar, eftersom de beror på lösningens koncentration. Den vattenfria eller torra hypoklorsyran är omöjlig att bereda eftersom molekylen existerar i jämvikt med dess anhydrid (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Dess molekylvikt är 52,46 g / mol och dess pKa är 7,53. Det är lösligt i vatten.

HOCl är en stark oxidant och kan bilda explosiva blandningar. Det är också ett reduktionsmedel att kunna oxidera former klor, klor och perklorsyra. I vattenhaltiga lösningar, som är en svag syra, dissocierar den partiellt i hypokloritjonen (OCl-) och H+.

HOCl reagerar med baser för att bilda salter som kallas hypokloriter. Exempelvis bildas natriumhypoklorit (NaOCl), den aktiva beståndsdelen i blekmedlet, genom att reagera hypoklorsyra med natriumhydroxid (Royal Society of Chemistry, 2015).

HOCl + NaOH → NaOCl + H2O

Hypoklorsyra reagerar också enkelt med en rad olika organiska molekyler och biomolekyler.

Hypoklorsyra anses inte vara skadlig, eftersom den förekommer i låga halter i människokroppen och har antimikrobiell verkan.

Hypoklorsyra reagerar långsamt med DNA och RNA, liksom alla nukleotider in vitro.

GMP är den mest reaktiva eftersom HCIO reagerar med både den heterocykliska NH-grupp som aminogruppen.

På samma sätt är TMP med endast en heterocyklisk NH-grupp som är reaktiv med HClO den näst mest reaktiva.

AMP och CMP, som endast har en långsamt reaktiv aminogrupp, är mindre reaktiva med HClO.

UMP har rapporterats vara reaktivt endast i mycket långsam takt. De heterocykliska NH-grupperna är mer reaktiva än aminogrupperna och deras sekundära kloraminer kan donera klor.

Dessa reaktioner interfererar troligen med basparning av DNA, och i överensstämmelse med detta, har det rapporterats en minskning i viskositeten av DNA utsätts för liknande den som ses med värmedenaturering (Prutz, 1996) HCIO.

Sockerblocken är icke-reaktiva och DNA-ryggraden bryts inte. NADH kan reagera med klorerad TMP och UMP samt HClO. Denna reaktion kan regenerera UMP och TMP och resulterar i 5-hydroxidderivatet av NADH.

Reaktionen med TMP eller UMP är långsamt reversibel för att regenerera HClO. En andra långsammare reaktion som resulterar i klyvning av pyridinringen sker när överskott av HClO är närvarande. NAD + är inert mot HClO.

Antimikrobiell verkan

Under de senaste 15 åren har de mest avancerade hypoklorösa syralösningarna baserade på elektrokemi framkommit som säkra och livskraftiga sårrengöringsmedel samt komplementära terapier för behandling av infektioner.

Den hypoklorösa lösningen (HOCl) är en stark oxidant och tenderar att eliminera elektroner från en annan substans. Natriumsaltet, natriumhydroxiden (NaClO) eller dess kalciumsalt, kalciumhydroxid (Ca (ClO) 2) används vanligtvis i blekmedel, deodoranter och desinfektionsmedel.

HOCl existerar som en naturlig endogen beståndsdel hos människor och djur och är en viktig del av det medfödda immunsystemet. HOCl produceras av neutrofila granulocyter, den mest omfattande typen vita blodkroppar i däggdjur. Är inblandad i det sista steget i den oxidativa vägen i kampen mot infektion och invasionen av främmande ämnen.

När en cell upptäcker invasionen av en främmande substans genomgår den fagocytos, under vilken neutrofilen intager och internaliserar mikroorganismer eller främmande partiklar. Denna fagocytiska händelse resulterar i utsöndringen av reaktiva syrearter och hydrolytiska enzymer (Kavros, S.F.).

Syreförbrukning under genereringen av reaktiva syrearter, som kallas "reaktiv explosion", involverar aktiveringen av enzymet NADPH-oxidas, vilket ger stora mängder superoxid.

Denna starkt reaktiva syreart sönderdelas i väteperoxid, vilken därefter omvandlas till HOCl. HOCl utövar bakteriedödande egenskaper och förstör omedelbart bakterier som sväljas av neutrofiler. Trots den väsentliga aktiviteten hos HOCl mot mikroorganismer är den inte cytotoxisk för humana eller djurceller. Detta är förmodligen relaterat till dess endogena närvaro i immunsystemet hos däggdjursceller (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016).

Nyligen har det föreslagits att bakteriell inaktivering av HOCl är resultatet av inhiberingen av DNA-replikation. När bakterier utsätts för HOCl, föreligger en abrupt minskning av DNA-syntesen som föregår inhiberingen av proteinsyntesen och är mycket lik förlusten av lönsamhet (Davies, 1988)..

Under replikation av bakteriegenomet, replikationsursprunget (ORIC i E. coli) binder till proteiner som är associerade med cellmembranet, och fann att behandling med HOCl minskar affinitetsmembran extraherade för ORIC, och denna affinitet minskar parallellt med förlusten av lönsamhet.

I arbetet av Henry Rosen (1998) de jämförde inhibitionsgraden HOCl av DNA-replikation av plasmider med olika ursprung för replikation och fann att vissa plasmider uppvisade en fördröjning i replikeringshämning jämfört med plasmider de innehöll oriC. Rosens grupp föreslog att inaktiveringen av membranproteiner involverade i DNA-replikation är verkningsmekanismen för HOCl.

tillämpningar

Bildning av klorohydriner

Hypoklorsyra används i organisk syntes, omvandlar alkener till klorohydriner.

Hypoklorsyran reagerar med de omättade bindningarna i lipiderna, men inte i de mättade bindningarna, och ClO-jonet deltar inte i denna reaktion.

Denna reaktion produceras genom hydrolys med tillsats av klor till en av kolatomerna och en hydroxyl till den andra. Den resulterande föreningen är en klorohydrin. Polärt klor disrupt lipid bilayers och kan öka permeabiliteten.

När bildandet av klorohydrin inträffar i lipid-bilayrarna av röda blodkroppar, ökar permeabiliteten. Avbrottet kan uppstå om tillräckligt med klorohydrin bildas.

Tillsatsen av förformade klorohydriner till röda blodkroppar kan också påverka permeabiliteten. Kolesterolklorhydriner har också observerats men påverkar inte kraftigt permeabiliteten, och det antas att Cl2 är ansvarig för denna reaktion

Kosmetisk industri

I kosmetisk industri används den som ett rengöringsmedel för huden, vilket gynnar kroppens hud istället för att orsaka torkning. Det används också i babyprodukter, eftersom barnets hud är särskilt känslig och kan irriteras lätt.

Vattenbehandling

Vid behandling av vatten är hypoklorsyra det aktiva desinfektionsmedlet i hypokloritbaserade produkter (till exempel används i simbassänger).

I matservicen och vattendistributionen används ibland specialiserad utrustning för att generera svaga lösningar av HClO från vatten och salt för att generera tillräckliga mängder av säkert (instabilt) desinfektionsmedel för att behandla ytbehandlingar för mat och förnödenheter av vatten.

Pruritusbehandling

Det har nyligen föreslagits topisk klorsyrlighet (HOCl) behandling av pruritus. Två mekanismer föreslås genom vilka HOCl kan minska klåda:

1) HOCl är speciellt mikrobicida mot kutana patogener Staphylococcus aureus i atopisk dermatit.

2) HOCl är antiinflammatorisk och reducerar aktiviteterna av histamin, leukotrien B4 och interleukin-2, alla av dem involverade i klåda patofysiologin.

Det finns villkor under vilka HOCl faktiskt kan orsaka klåda som en negativ effekt. Till exempel ökar HOCl aktiviteten hos nervtillväxtfaktorn, vilket främjar klåda. Långvarig exponering eller hög dos HOCl kan också orsaka irriterande kontaktdermatit, eller mindre allmänt allergisk kontaktdermatit (Robert Y. Pelgrift, 2013).

referenser

  1. Chanson Water Ionizers USA, Inc. (2016). hypoklor syraupptäckt. Reclaimed från chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
  2. Davies, S. M. (1988). Inhiberingen av bakteriell tillväxt med hypoklorsyra. Möjlig roll i fagocyters baktericida aktivitet. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
  3. EMBL-EBI. (2014, 31 mars). hypoklorsyra. Hämtad från ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  4. Henry Rosen, B.R. (1998). Differentiella effekter av myeloperoxidas-härledda oxidanter på Escherichia coli DNA-replikation. Infektionsimmunitet. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Hypoklora syraanvändningar, egenskaper, struktur och formel. (S.F.). Återställda desoftschools: softschools.com.
  6. Kavros, S. (S.F.). Användningen av hypoklorös lösning i sårhantering. Återställd från faim.org.
  7. National Center for Biotechnology Information ... (2017, 25 mars). PubChem Compound Database; CID = 24341. Hämtad från PubChem.
  8. Prütz, W. A. ​​(1996). Hypoklora syrainteraktioner med tioler, nukleotider, DNA och andra biologiska substrat. Arkiv för biokemi och biofysik Volym 332, utgåva 1, 110-120. Återställd från sciencedirect.com.
  9. Robert Y. Pelgrift, A.J. (2013). Topical Hypochlorous Acid (HOCl) som en potentiell behandling av pruritus. Aktuella dermatologiska rapporter, volym 2, nummer 3, 181. Hämtad från springer.com.
  10. Royal Society of Chemistry. (2015). Hypoklorsyra. Hämtad från kemspider: chemspider.com.