Vzorec kyseliny chlorovodíkovej (HClO), vlastnosti a použitia

kyselina chlórna, tiež známa ako kyselina monoxoolová (I), je chemická zlúčenina vzorca HClO. Je to jednoduchá molekula s centrálnym kyslíkom pripojeným k atómom chlóru a vodíka cez jednoduché väzby. 

Je to kyslíková kyselina, ktorá má valenciu (I). Je to slabá kyselina, ktorá sa typicky tvorí pri rozpúšťaní chlóru vo vode. Odkazuje sa na niekoľko ďalších názvov, ako sú: kyselina chlórová, chloranol, chlórovodík a hydroxid chlóru.

Kyselina chlórna sa vyrába v ľudskom tele bielymi krvinkami na boj proti infekciám, pretože pôsobí proti širokému spektru mikroorganizmov.

Pridanie chlóru do vody poskytne kyselinu chlórnú spolu s kyselinou chlorovodíkovou (HCl):

Cl2 + H20 + HOCl + HCl

Vyššie uvedená reakcia je v rovnováhe a nie je ľahké izolovať HOCl z tejto zmesi. Stabilné chlórné soli sa však môžu získať rozpustením plynného chlóru v roztoku hydroxidu sodného alebo iných vodných roztokov.

HOCl môže byť tiež pripravený rozpustením oxidu uhoľnatého vo vode (použitie kyseliny chlórnej, vlastnosti, štruktúra a vzorec, S.F.)..

Cl20 + H20 - 2HOCl

index

• 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
• 2 Antimikrobiálny účinok
• 3 Použitie
  • 3.1 Tvorba chlórhydrínu
  • 3.2 Kozmetický priemysel
  • 3.3 Úprava vody
  • 3.4 Liečba svrbenia
• 4 Odkazy

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Kyselina chlórna existuje iba ako vodný roztok. Je to bezfarebný roztok a jeho presné fyzikálne vlastnosti sú variabilné, pretože závisia od koncentrácie roztoku. Bezvodá alebo suchá kyselina chlórna sa nedá pripraviť, pretože molekula existuje v rovnováhe s jej anhydridom (National Center for Biotechnology Information, 2017)..

Jeho molekulová hmotnosť je 52,46 g / mol a jeho pKa je 7,53. Je rozpustný vo vode.

HOCl je silný oxidant a môže vytvárať výbušné zmesi. Je to tiež redukčné činidlo, ktoré je schopné oxidovať na chlór, chlór a chloristové formy kyseliny. Vo vodných roztokoch, ktoré sú slabou kyselinou, sa čiastočne disociuje v chlórnanovom ióne (OCl-) a H+.

HOCl reaguje so zásadami za vzniku solí nazývaných chlornany. Napríklad, chlórnan sodný (NaOCl), aktívna zložka bielidla, sa vytvára reakciou kyseliny chlórnej s hydroxidom sodným (Royal Society of Chemistry, 2015).

HOCl + NaOH → NaOCl + H20

Kyselina chlórna tiež ľahko reaguje s rôznymi organickými molekulami a biomolekulami.

Kyselina chlórna sa nepovažuje za škodlivú, pretože sa vyskytuje v nízkych koncentráciách v ľudskom tele a má antimikrobiálny účinok.

Kyselina chlórna reaguje pomaly s DNA a RNA, ako aj so všetkými nukleotidmi in vitro.

GMP je najreaktívnejšia, pretože HClO reaguje s heterocyklickou skupinou NH a aminoskupinou.

Podobne, TMP s iba jednou heterocyklickou NH skupinou, ktorá je reaktívna s HClO, je druhá najreaktívnejšia.

AMP a CMP, ktoré majú len jednu pomaly reaktívnu aminoskupinu, sú menej reaktívne s HClO.

Uvádza sa, že UMP je reaktívny len veľmi pomalým tempom. Heterocyklické skupiny NH sú reaktívnejšie ako aminoskupiny a ich sekundárne chloramíny sú schopné darovať chlór.

Tieto reakcie pravdepodobne interferujú s párovaním báz DNA a v súlade s tým bolo zaznamenané zníženie viskozity DNA vystavenej HClO podobné tomu, ktorý bol pozorovaný pri denaturácii teplom (Prütz, 1996)..

Zvyšky cukru sú nereaktívne a hlavný reťazec DNA sa nerozbije. NADH môže reagovať s chlórovanými TMP a UMP, ako aj HClO. Táto reakcia môže regenerovať UMP a TMP a vedie k 5-hydroxyderivátu NADH.

Reakcia s TMP alebo UMP je pomaly reverzibilná na regeneráciu HClO. Druhá, pomalšia reakcia vedúca k štiepeniu pyridínového kruhu nastáva, keď je prítomný nadbytok HClO. NAD + je inertný k HClO.

Antimikrobiálny účinok

Za posledných 15 rokov sa najmodernejšie roztoky kyseliny chlórnej na báze elektrochémie ukázali ako bezpečné a životaschopné prostriedky na čistenie rán, ako aj doplnkové terapie na liečbu infekcií..

Roztok chlórnej kyseliny (HOCl) je silným oxidačným činidlom a má tendenciu eliminovať elektróny z inej látky. Jeho sodná soľ, hydroxid sodný (NaClO) alebo jeho vápenatá soľ, hydroxid vápenatý (Ca (ClO) 2) sa bežne používajú v bielidlách, dezodorantoch a dezinfekčných prostriedkoch..

HOCl existuje ako prirodzená endogénna zložka u ľudí a zvierat a je dôležitou súčasťou vrodeného imunitného systému. HOCl je produkovaný neutrofilnými granulocytmi, najpočetnejším typom bielych krviniek u cicavcov. Podieľa sa na poslednom kroku Oxidačnej cesty v boji proti infekcii a invázii cudzích látok.

Keď bunka detekuje inváziu cudzej látky, podlieha fagocytóze, počas ktorej neutrofily prenikajú a internalizujú mikroorganizmy alebo cudzie častice. Táto fagocytová udalosť má za následok vylučovanie reaktívnych foriem kyslíka a hydrolytických enzýmov (Kavros, S.F.)..

Spotreba kyslíka počas generovania reaktívnych foriem kyslíka, nazývaná "reaktívna explózia", ​​zahŕňa aktiváciu enzýmu NADPH oxidázy, ktorá produkuje veľké množstvo superoxidu.

Tento vysoko reaktívny kyslík sa rozkladá na peroxid vodíka, ktorý sa potom premieňa na HOCl. HOCl vykazuje baktericídne vlastnosti a okamžite ničí baktérie prehltnuté neutrofilmi. Napriek podstatnej aktivite HOCl proti mikroorganizmom nie je cytotoxický pre ľudské alebo zvieracie bunky. Toto pravdepodobne súvisí s jeho endogénnou prítomnosťou v imunitnom systéme cicavčích buniek (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016).

Nedávno sa navrhlo, že bakteriálna inaktivácia HOCl je výsledkom inhibície replikácie DNA. Keď sú baktérie vystavené HOCl, dochádza k prudkému poklesu syntézy DNA, ktorá predchádza inhibícii syntézy proteínov a je veľmi podobná strate životaschopnosti (Davies, 1988)..

Počas replikácie bakteriálneho genómu sa počiatok replikácie (oriC v E. coli) viaže na proteíny, ktoré sú spojené s bunkovou membránou, a pozorovalo sa, že ošetrenie s HOCl znižuje afinitu membrán extrahovaných pre oriC a táto afinita klesá súbežne so stratou životaschopnosti.

V práci Henryho Rosena (1998) porovnávali rýchlosť inhibície HOCl replikácie plazmidovej DNA s rôznym pôvodom replikácie a zistili, že určité plazmidy vykazujú oneskorenie v inhibícii replikácie v porovnaní s plazmidmi, ktoré sú obsahovali oriC. Rosenova skupina navrhla, aby inaktivácia membránových proteínov podieľajúcich sa na replikácii DNA bola mechanizmom účinku HOCl.

aplikácie

Tvorba chlórhydrínov

Kyselina chlórna sa používa v organickej syntéze, konvertuje alkény na chlórhydríny.

Kyselina chlórna reaguje s nenasýtenými väzbami v lipidoch, ale nie v nasýtených väzbách a ClO-ión sa na tejto reakcii nepodieľa..

Táto reakcia sa vyrába hydrolýzou pridaním chlóru k jednému z uhlíkov a jednej hydroxylovej skupine k druhej. Výslednou zlúčeninou je chlórhydrín. Polárny chlór rozrušuje lipidové dvojvrstvy a môže zvýšiť permeabilitu.

Keď sa v lipidových dvojvrstvách červených krviniek vyskytuje tvorba chlórhydrínu, zvyšuje sa permeabilita. K prerušeniu môže dôjsť, ak sa vytvorí dostatočné množstvo chlórhydrínu.

Prídavok vopred pripravených chlórhydrínov k červeným krvinkám môže tiež ovplyvniť permeabilitu. Cholesterol chlorhydríny boli tiež pozorované, ale nemajú veľký vplyv na permeabilitu, a predpokladá sa, že Cl2 je zodpovedný za túto reakciu.

Kozmetický priemysel

V kozmetickom priemysle sa používa ako čistiaci prostriedok na pokožku, ktorý prospieva pokožke tela namiesto toho, aby spôsobil vysušenie. Používa sa aj v detských výrobkoch, pretože detská pokožka je obzvlášť citlivá a môže byť ľahko podráždená.

Úprava vody

Pri úprave vody je kyselina chlórna aktívnym dezinfekčným prostriedkom v produktoch na báze chlórnanu (napríklad v bazénoch)..

V potravinárskom a vodárenskom priemysle sa niekedy používajú špecializované zariadenia na vytváranie slabých roztokov HClO z vody a soli na výrobu primeraných množstiev bezpečného (nestabilného) dezinfekčného prostriedku na úpravu povrchov a dodávok potravín. vody.

Liečba svrbenia

Nedávno bola ako liečba pruritu navrhnutá lokálna kyselina chlórna (HOCl). Navrhujú sa dva mechanizmy, prostredníctvom ktorých môže HOCl redukovať svrbenie:

1) HOCl je mikrobicídny, najmä proti kožným patogénom Staphylococcus aureus pri atopickej dermatitíde.

2) HOCl je protizápalový a znižuje aktivitu histamínu, leukotriénu B4 a interleukínu-2, všetky sa podieľajú na patofyziológii svrbenia..

Existujú podmienky, za ktorých môže HOCl skutočne spôsobiť svrbenie ako nežiaduci účinok. Napríklad HOCl zvyšuje aktivitu nervového rastového faktora, ktorý podporuje svrbenie. Dlhodobá expozícia alebo vysoká dávka HOCl môže tiež spôsobiť dráždivú kontaktnú dermatitídu alebo menej často alergickú kontaktnú dermatitídu (Robert Y. Pelgrift, 2013).

referencie

1. Chanson Water Ionizers USA, Inc. (2016). objavovanie kyseliny chlórnej. Rekultivovaný z chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
2. Davies, S. M. (1988). Inhibícia rastu baktérií kyselinou chlórnou. Možná úloha v baktericídnej aktivite fagocytov. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
3. EMBL-EBI. (2014, 31. marec). kyselina chlórna. Zdroj: ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Henry Rosen, B. R. (1998). Diferenciálne účinky myeloperoxidázou odvodených oxidantov na replikáciu DNA Escherichia coli. Infekcia Imunita. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
5. Použitie kyseliny chlórnej, vlastnosti, štruktúra a vzorec. (S.F.). Obnovené desoftschools: softschools.com.
6. Kavros, S. (S.F.). Použitie roztoku kyseliny chlórnej v manažmente rán. Obnovené z faim.org.
7. Národné centrum pre biotechnologické informácie ... (2017, 25. marec). PubChem Compound Database; CID = 24341. Získané z PubChem.
8. Prütz, W. A. ​​(1996). Interakcie kyseliny chlórnej s tiolmi, nukleotidmi, DNA a inými biologickými substrátmi. Archives of Biochemistry and Biophysics, zväzok 332, vydanie 1, 110-120. Obnovené z sciencedirect.com.
9. Robert Y. Pelgrift, A. J. (2013). Topická kyselina chlórna (HOCl) ako potenciálna liečba pruritu. Current Dermatology Reports, zväzok 2, číslo 3, 181. Zdroj: springer.com.
10. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Kyselina chlórna. Zdroj: chemspider: chemspider.com.