Formula, lastnosti in uporaba hipoklorične kisline (HClO)

The hipoklorična kislina, znana tudi kot monoksoklorna kislina (I), je kemijska spojina s formulo HClO. Je preprosta molekula s centralnim kisikom, ki je povezan z atomi klora in vodika preko preprostih vezi. 

To je klorov oksacid, ki ima valenco (I). Je šibka kislina, ki se običajno tvori, ko se klor raztopi v vodi. Navedejo se številna druga imena, kot so: klorna kislina, kloranol, vodikov hipoklorit in klorov hidroksid..

V človeškem telesu nastanejo hipoklorična kislina za boj proti okužbam, saj deluje proti številnim mikroorganizmom..

Dodatek klora v vodo skupaj s klorovodikovo kislino (HCl) daje hipoklorno kislino: \ t

Cl2 + H2O 'HOCl + HCl

Zgornja reakcija je v ravnotežju in HOCl iz te zmesi ni lahko izolirati. Vendar pa lahko stabilne hipoklorne soli dobimo z raztapljanjem klorovega plina v raztopini natrijevega hidroksida ali drugih vodnih raztopin..

HOCl se lahko pripravi tudi z raztapljanjem diklorin monoksida v vodi (uporaba, lastnosti, struktura in formula hipoklorove kisline, S.F.).

Cl2O + H2O → 2HOCl

Indeks

• 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
• 2 Protimikrobno delovanje
• 3 Uporabe
  • 3.1 Nastanek klorohidrina
  • 3.2 Kozmetična industrija
  • 3.3 Čiščenje vode
  • 3.4 Zdravljenje srbenja
• 4 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti

Hlorovodikova kislina obstaja samo kot vodna raztopina. Je brezbarvna raztopina in njene natančne fizikalne lastnosti so spremenljive, saj so odvisne od koncentracije raztopine. Brezvodne ali suhe hipoklorične kisline ni mogoče pripraviti, ker molekula obstaja v ravnotežju s svojim anhidridom (Nacionalni center za biotehnološke informacije., 2017)..

Njegova molekulska masa je 52,46 g / mol, njegova pKa pa je 7,53. Topen je v vodi.

HOCl je močan oksidant in lahko tvori eksplozivne zmesi. Prav tako je redukcijsko sredstvo, ki lahko oksidira v kloro, kloro in perklorne oblike kisline. V vodnih raztopinah, ki so šibka kislina, se delno disociira v hipokloritnem ionu (OCl-) in H+.

HOCl reagira z bazami in tvori soli, imenovane hipokloriti. Na primer, natrijev hipoklorit (NaOCl), aktivna sestavina v belilu, nastane z reakcijo hipoklorične kisline z natrijevim hidroksidom (Royal Society of Chemistry, 2015).

HOCl + NaOH → NaOCl + H20

Hipoklorna kislina tudi zlahka reagira z različnimi organskimi molekulami in biomolekulami.

Hipoklorna kislina se ne šteje za škodljivo, saj se v človeškem telesu pojavlja v nizkih koncentracijah in ima protimikrobno delovanje.

Hipoklorična kislina reagira počasi z DNA in RNA, kot tudi z vsemi nukleotidi in vitro.

GMP je najbolj reaktivna, ker HClO reagira tako s heterociklično NH skupino kot z amino skupino.

Podobno je TMP s samo eno heterociklično NH skupino, ki je reaktivna s HClO, druga najbolj reaktivna.

AMP in CMP, ki imata samo eno počasi reaktivno amino skupino, sta manj reaktivna s HClO.

Poročali so, da je zdravilo UMP reaktivno le zelo počasi. Heterociklične NH skupine so bolj reaktivne kot amino skupine, njihovi sekundarni klorini pa lahko dajo klor..

Te reakcije verjetno vplivajo na združevanje baz DNA in v skladu s tem so poročali o zmanjšanju viskoznosti DNA, izpostavljene HClO, podobno kot pri toplotni denaturaciji (Prütz, 1996)..

Sladkorni ostanki niso reaktivni, hrbtenica DNA pa se ne zlomi. NADH lahko reagira s kloriranimi TMP in UMP ter HClO. Ta reakcija lahko regenerira UMP in TMP in tako nastane 5-hidroksi derivat NADH.

Reakcija s TMP ali UMP počasi reverzibilna za regeneracijo HClO. Druga, počasnejša reakcija, ki povzroči cepitev piridinskega obroča, se pojavi, kadar je prisoten presežek HClO. NAD + je inerten za HClO.

Protimikrobno delovanje

V zadnjih 15 letih so se najbolj napredne raztopine hipokloridne kisline, ki temeljijo na elektrokemiji, izkazale kot varna in učinkovita sredstva za čiščenje ran ter dopolnilne terapije za zdravljenje okužb.

Hlorovodikova raztopina (HOCl) je močan oksidant in skuša odstraniti elektrone iz druge snovi. Njena natrijeva sol, natrijev hidroksid (NaClO) ali njena kalcijeva sol, kalcijev hidroksid (Ca (ClO) 2) se običajno uporabljajo v belilih, dezodorantih in razkužilih..

HOCl obstaja kot naravna endogena sestavina pri ljudeh in živalih in je pomemben del prirojenega imunskega sistema. HOCl proizvajajo nevtrofilni granulociti, najbolj razširjeni tip belih krvnih celic pri sesalcih. Je vključen v zadnji korak oksidativne poti v boju proti okužbam in invaziji tujih snovi.

Ko celica zazna invazijo tuje snovi, je podvržena fagocitozi, med katero nevtrofilci zaužijejo in internalizirajo mikroorganizme ali tuje delce. Ta fagocitni dogodek ima za posledico izločanje reaktivnih kisikovih vrst in hidroliznih encimov (Kavros, S.F.).

Poraba kisika med nastajanjem reaktivnih kisikovih vrst, imenovano "reaktivna eksplozija", vključuje aktivacijo encima NADPH oksidaze, ki proizvaja velike količine superoksida..

Ta visoko reaktivna vrsta kisika se razgradi v vodikov peroksid, ki se nato pretvori v HOCl. HOCl ima baktericidne lastnosti in takoj uničuje bakterije, ki jih pogoltnejo nevtrofilci. Kljub znatni aktivnosti HOCl proti mikroorganizmom, ni citotoksičen za človeške ali živalske celice. To je verjetno povezano z njegovo endogeno prisotnostjo v imunskem sistemu celic sesalcev (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016)..

Pred kratkim je bilo predlagano, da je bakterijska inaktivacija s HOCl posledica inhibicije replikacije DNA. Ko so bakterije izpostavljene HOCl, pride do nenadnega zmanjšanja sinteze DNA, ki je pred inhibicijo sinteze beljakovin, in je zelo podobna izgubi sposobnosti preživetja (Davies, 1988)..

Med replikacijo bakterijskega genoma je izvor replikacije (oriC v E. coli) vezan na proteine, ki so povezani s celično membrano, in ugotovljeno je bilo, da zdravljenje z HOCl zmanjšuje afiniteto membran, ekstrahiranih za oriC, in ta afiniteta se zmanjšuje vzporedno z izgubo sposobnosti preživetja.

V delu Henryja Rosen-a (1998) so primerjali stopnjo inhibicije HOCl replikacije plazmidne DNA z različnim izvorom replikacije in ugotovili, da so določeni plazmidi pokazali zakasnitev pri zaviranju replikacije v primerjavi s plazmidi, ki vsebovali so oriC. Rosenova skupina je predlagala, da je inaktivacija membranskih proteinov, ki sodelujejo pri replikaciji DNA, mehanizem delovanja HOCl.

Uporabe

Nastajanje klorohidrinov

V organski sintezi se uporablja hipoklorična kislina, ki pretvarja alken v klorohidrine.

Hlorovodikova kislina reagira z nenasičenimi vezmi v lipidih, ne pa v nasičenih vezih, ClO-ion pa ne sodeluje v tej reakciji..

Ta reakcija nastane s hidrolizo z dodatkom klora v enega od ogljikov in enega hidroksila na drugega. Nastala spojina je klorohidrin. Polarni klor moti lipidne dvosloje in lahko poveča prepustnost.

Ko nastane klorohidrin v lipidnih dvoslojih rdečih krvnih celic, se prepustnost poveča. Do prekinitve lahko pride, če nastane dovolj klorohidrina.

Na prepustnost lahko vpliva tudi dodajanje klorhidrinov rdečim krvnim celicam. Opazili so tudi holesterol klorhidrin, vendar ne vplivajo na prepustnost in verjame, da je Cl2 odgovoren za to reakcijo

Kozmetična industrija

V kozmetični industriji se uporablja kot čistilno sredstvo za kožo, ki koristi koži telesa, namesto da povzroča sušenje. Uporablja se tudi pri izdelkih za dojenčke, saj je otrokova koža še posebej občutljiva in jo je mogoče enostavno razdražiti.

Čiščenje vode

Pri obdelavi vode je hipoklorična kislina aktivno dezinfekcijsko sredstvo v izdelkih na osnovi hipoklorita (na primer v bazenih).

V živilskih obratih in distribuciji vode se včasih uporablja posebna oprema za ustvarjanje šibkih raztopin HClO iz vode in soli, da se ustvari zadostne količine varnega (nestabilnega) razkužila za obdelavo površin in zalog za pripravo hrane. vode.

Zdravljenje pruritusa

Nedavno je bila za zdravljenje srbenja predlagana topikalna hipoklorična kislina (HOCl). Predlagana sta dva mehanizma, s katerimi lahko HOCl zmanjša srbenje: \ t

1) HOCl je mikrobiciden predvsem za kožne patogene Staphylococcus aureus pri atopičnem dermatitisu.

2) HOCl je protivnetno in zmanjšuje delovanje histamina, levkotriena B4 in interlevkina-2, ki so vsi vključeni v patofiziologijo srbenja..

Obstajajo pogoji, v katerih lahko HOCl dejansko povzroči srbenje kot škodljiv učinek. Na primer, HOCl poveča aktivnost živčnega rastnega faktorja, ki pospešuje srbenje. Dolgotrajna izpostavljenost ali visok odmerek HOCl lahko povzroči dražilni kontaktni dermatitis ali manj pogosto alergijski kontaktni dermatitis (Robert Y. Pelgrift, 2013).

Reference

1. Chanson Water Ionizers USA, Inc. (2016). odkritje hipoklorične kisline. Izkoriščeno iz chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
2. Davies, S. M. (1988). Inhibicija rasti bakterij s hipoklorično kislino. Možna vloga pri baktericidni aktivnosti fagocitov. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
3. EMBL-EBI (2014, 31. marec). hipoklorična kislina. Vzpostavljeno iz ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Henry Rosen, B. R. (1998). Diferencialni učinki oksidantov, ki izvirajo iz mieloperoksidaze, na replikacijo DNA Escherichia coli. Infekcijska imuniteta. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
5. Uporaba, lastnosti, struktura in formula hipoklorove kisline. (S.F.). Izterjane šole: softschools.com.
6. Kavros, S. (S.F.). Uporaba raztopine hipoklorične kisline v ravnanju z ranami. Pridobljeno iz faim.org.
7. Nacionalni center za biotehnološke informacije ... (2017, 25. marec). PubChem Compound Database; CID = 24341. Vzpostavljeno iz PubChem.
8. Prütz, W.A. (1996). Interakcije s klorovodikovo kislino s tioli, nukleotidi, DNA in drugimi biološkimi substrati. Arhiv biokemije in biofizike Zvezek 332, izdaja 1, 110-120. Izterjana s sciencedirect.com.
9. Robert Y. Pelgrift, A. J. (2013). Lokalno hipoklorično kislino (HOCl) kot potencialno zdravljenje pruritusa. Aktualna poročila o dermatologiji, zvezek 2, številka 3, 181. Vzpostavljeno iz springer.com.
10. Royal Society of Chemistry. (2015). Hlorovodikova kislina. Vzpostavljeno iz chemspider: chemspider.com.