Hypochlorous Acid (HClO) Formula, Properties and Uses

den hypochlorsyre, også kendt som monoxocchlorinsyre (I), er en kemisk forbindelse med formlen HClO. Det er et simpelt molekyle med det centrale ilt forbundet med chlor- og hydrogenatomer gennem simple bindinger. 

Det er et chloroxid, der har valens (I). Det er en svag syre, der typisk dannes, når chlor opløses i vand. Der henvises til flere andre navne, såsom: klorsyre, chloranol, hydrogenhypochlorit og chlorhydroxid.

Hypochlorsyre produceres i kroppen af ​​hvide blodlegemer for at bekæmpe infektioner, da det virker mod en bred vifte af mikroorganismer.

Tilsætningen af ​​chlor til vand giver hypochlorsyre sammen med saltsyre (HCI):

Cl2 + H20 ° HOCl + HCI

Ovennævnte reaktion er i ligevægt, og det er ikke let at isolere HOCl fra denne blanding. Imidlertid kan stabile hypochloriske salte opnås ved at opløse chlorgas i natriumhydroxidopløsning eller andre vandige baseopløsninger.

HOCl kan også fremstilles ved at opløse dichlormonoxid i vand (hypoklorsyre anvendelser, egenskaber, struktur og formel, S.F.).

Cl20 + H20 → 2HOCl

indeks

• 1 Fysiske og kemiske egenskaber
• 2 Antimikrobiel virkning
• 3 anvendelser
  • 3.1 Klorhydrin dannelse
  • 3.2 Kosmetisk industri
  • 3.3 Vandbehandling
  • 3.4 Behandling af kløe
• 4 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Den hypochlorsyre eksisterer kun som en vandig opløsning. Det er en farveløs opløsning, og dens eksakte fysiske egenskaber er variable, da de afhænger af opløsningens koncentration. Den vandfrie eller tørre hypochlorsyre er umulig at fremstille, da molekylet eksisterer i ligevægt med dets anhydrid (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Dens molekylvægt er 52,46 g / mol og dets pKa er 7,53. Det er opløseligt i vand.

HOCl er en stærk oxidant og kan danne eksplosive blandinger. Det er også et reduktionsmiddel, der kan oxideres til klor-, chlor- og perchlorformerne af syren. I vandige opløsninger, som er en svag syre, dissocieres den delvist i hypochloritionen (OCl-) og H+.

HOCl reagerer med baser til dannelse af salte kaldet hypochlorites. For eksempel dannes natriumhypochlorit (NaOCl), den aktive bestanddel i blegemiddelet, ved at reagere hypochlorsyre med natriumhydroxid (Royal Society of Chemistry, 2015).

HOCl + NaOH → NaOCl + H20

Hypochlorsyre reagerer også let med en række organiske molekyler og biomolekyler.

Hypochlorsyre anses ikke for skadelig, da det forekommer i lave koncentrationer i kroppen og har antimikrobielle virkninger.

Hypochlorsyre reagerer langsomt med DNA og RNA, såvel som alle nukleotider in vitro.

GMP er den mest reaktive, fordi HClO reagerer med både den heterocykliske NH-gruppe og aminogruppen.

Tilsvarende er TMP med kun en heterocyklisk NH-gruppe, som er reaktiv med HCI, den næst mest reaktive.

AMP og CMP, som kun har en langsomt reaktiv aminogruppe, er mindre reaktive med HCI.

UMP er kun rapporteret at være reaktivt i meget langsomt tempo. De heterocykliske NH-grupper er mere reaktive end aminogrupperne, og deres sekundære chloraminer er i stand til at donere chlor.

Disse reaktioner sandsynligvis forstyrre baseparring af DNA, og i overensstemmelse hermed er det blevet rapporteret et fald i viskositeten af ​​DNA udsat for svarende til den set med varmedenaturering (Prutz, 1996) HCIO.

Sukkernes rester er ikke-reaktive og DNA-rygraden brydes ikke. NADH kan reagere med chloreret TMP og UMP samt HClO. Denne reaktion kan regenerere UMP og TMP og resulterer i 5-hydroxyderivatet af NADH.

Reaktionen med TMP eller UMP er langsomt reversibel til regenerering af HCI. En anden langsommere reaktion, der resulterer i spaltning af pyridinringen, sker, når overskydende HClO er til stede. NAD + er inert til HCI.

Antimikrobielle virkninger

I de sidste 15 år er de mest avancerede hypoklorsyreopløsninger baseret på elektrokemi fremkaldt som sikre og levedygtige sårrensemidler samt komplementære terapier til behandling af infektioner.

Den hypochlorøse opløsning (HOCl) er en stærk oxidant og har tendens til at eliminere elektroner fra et andet stof. Dets natriumsalt, natriumhydroxid (NaCIO), eller dets calciumsalt, calciumhydroxid (Ca (CIO) 2) er almindeligt anvendt i blegning, desinfektionsmidler og deodoranter.

HOCl eksisterer som en naturlig endogen bestanddel hos mennesker og dyr og er en vigtig del af det medfødte immunsystem. HOCl fremstilles af neutrofile granulocytter, den mest almindelige type hvide blodlegemer i pattedyr. Er involveret i det sidste trin i den oxidative rute i bekæmpelsen af ​​infektion og invasionen af ​​fremmede stoffer.

Når en celle opdager invasionen af ​​et fremmed stof, undergår det fagocytose, hvorunder neutrofilen indtager og internaliserer mikroorganismer eller fremmede partikler. Denne fagocytiske hændelse resulterer i udskillelsen af ​​reaktive oxygenarter og hydrolytiske enzymer (Kavros, S.F.).

Oxygenforbrug under dannelsen af ​​reaktive oxygenarter kaldet "reaktiv eksplosion" involverer aktiveringen af ​​enzymet NADPH oxidase, der frembringer store mængder superoxid.

Denne stærkt reaktive oxygenart opløses i hydrogenperoxid, som derefter omdannes til HOCl. HOCl udøver bakteriedræbende egenskaber og ødelægger straks bakterier, der sluges af neutrofiler. På trods af den betydelige aktivitet af HOCl mod mikroorganismer er den ikke cytotoksisk for mennesker eller dyrceller. Dette er sandsynligvis relateret til dets endogene tilstedeværelse i immunsystemet af pattedyrsceller (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016).

For nylig er det blevet foreslået at bakteriel inaktivering af HOCl er resultatet af inhiberingen af ​​DNA-replikation. Når bakterier udsættes for HOCI, er der et brat fald i DNA-syntese, der går forud for inhibering af proteinsyntese, og er meget lig den tab af levedygtighed (Davies, 1988).

Under replikation af det bakterielle genom, replikationsoriginet (oriC i E. coli) binder til proteiner, der er associeret med cellemembranen, og fandt, at behandling med HOCI nedsætter affinitet membraner ekstraheret for oriC, og denne affinitet falder parallelt med tabet af levedygtighed.

I arbejdet med Henry Rosen (1998) sammenlignede de inhiberingsforholdet HOCl af DNA-replikation af plasmider med forskellige replikationsstartområder og fundet, at visse plasmider viste en forsinkelse i replikationshæmning sammenlignet med plasmider de indeholdt oriC. Rosens gruppe foreslog, at inaktivering af membranproteiner involveret i DNA-replikation er virkningsmekanismen af ​​HOCl.

applikationer

Dannelse af chlorhydriner

Hypochlorsyre anvendes i organisk syntese, omdannelse af alkener til chlorohydriner.

Den hypochlorsyre reagerer med de umættede bindinger i lipiderne, men ikke i de mættede bindinger, og ClO-ionet deltager ikke i denne reaktion.

Denne reaktion fremstilles ved hydrolyse med tilsætning af chlor til et af carbonerne og en hydroxyl til den anden. Den resulterende forbindelse er et chlorhydrin. Polært chlor forstyrrer lipid bilayers og kan øge permeabiliteten.

Når dannelsen af ​​chlorhydrin forekommer i lipid bilayerne af røde blodlegemer, øges permeabiliteten. Afbrydelsen kan forekomme, hvis der er dannet tilstrækkelig chlorohydrin.

Tilsætningen af ​​præformerede chlorhydriner til røde blodlegemer kan også påvirke permeabiliteten. Kolesterolchlorhydriner er også blevet observeret, men påvirker ikke i høj grad permeabiliteten, og det menes at Cl2 er ansvarlig for denne reaktion

Kosmetisk industri

I kosmetikindustrien bruges den som et rensemiddel til huden, hvilket gavner hudens hud i stedet for at forårsage tørring. Det bruges også i babyprodukter, fordi barnets hud er særligt følsom og kan irritere let.

Vandbehandling

Ved behandling af vand er hypochlorsyre det aktive desinfektionsmiddel i hypochloritbaserede produkter (fx anvendt i svømmebassiner).

I fødevare og distribution af vand, der er specialiseret til at generere svage opløsninger HCIO fra vand og salt udstyr er undertiden bruges til at generere passende sikker desinfektionsmiddel (ustabil) beløb at behandle overfladerne af materialet og forsyninger fødevarer af vand.

Pruritus behandling

For nylig er topisk hypochlorsyre (HOCl) blevet foreslået som en behandling for kløe. Der foreslås to mekanismer, hvorved HOCl kan reducere kløe:

1) HOCl er især mikrobicide til kutane patogener Staphylococcus aureus i atopisk dermatitis.

2) HOCl er antiinflammatorisk og reducerer aktiviteterne af histamin, leukotrien B4 og interleukin-2, alle involveret i patofysiologi af kløe.

Der er betingelser, hvorunder HOCl faktisk kan forårsage kløe som en negativ effekt. For eksempel øger HOCl aktiviteten af ​​nervevækstfaktor, hvilket fremmer kløe. Langvarig eksponering eller høj dosis HOCl kan også forårsage irriterende kontaktdermatitis eller mindre almindeligt allergisk kontaktdermatitis (Robert Y. Pelgrift, 2013).

referencer

1. Chanson Water Ionizers USA, Inc. (2016). hypochlorous syre opdagelse. Reclaimed from chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
2. Davies, S. M. (1988). Inhiberingen af ​​bakteriel vækst med hypochlorsyre. Mulig rolle i fagocytternes baktericide aktivitet. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
3. EMBL-EBI. (2014, marts 31). hypochlorsyre. Hentet fra ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Henry Rosen, B.R. (1998). Differentielle virkninger af myeloperoxidase-afledte oxidanter på Escherichia coli DNA-replikation. Infektionsimmunitet. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
5. Hypoklorsyre anvendelser, egenskaber, struktur og formel. (S.F.). Genoprettede desoftsskoler: softschools.com.
6. Kavros, S. (S.F.). Anvendelsen af ​​hypoklorsyreopløsning i sårbehandling. Gendannet fra faim.org.
7. National Center for Bioteknologi Information ... (2017, marts 25). PubChem Compound Database; CID = 24341. Hentet fra PubChem.
8. Prütz, W. A. ​​(1996). Hypoklorsyreinteraktioner med thioler, nucleotider, DNA og andre biologiske substrat. Archives of Biochemistry and Biofysics Volume 332, udgave 1, 110-120. Gendannet fra sciencedirect.com.
9. Robert Y. Pelgrift, A.J. (2013). Aktuelt hypoklorsyre (HOCl) som en potentiel behandling af pruritus. Nuværende Dermatologi Rapporter, bind 2, nummer 3, 181. hentet fra springer.com.
10. Royal Society of Chemistry. (2015). Hypochlorsyre. Hentet fra kemspider: chemspider.com.