Kyselina chlorná (HClO), vlastnosti a použití

kyselina chlorná, známá také jako kyselina monoxo-chlorová (I), je chemická sloučenina vzorce HClO. Je to jednoduchá molekula s centrálním kyslíkem spojeným s atomy chloru a vodíku prostřednictvím jednoduchých vazeb. 

Je to chlorid oxacid, který má valenci (I). Je to slabá kyselina, která se typicky vytváří, když se chlor rozpouští ve vodě. Odkazuje se na několik dalších názvů, jako jsou: kyselina chlorová, chloranol, chlornan vodíku a hydroxid chloru.

Kyselina chlorná je v lidském těle produkována bílými krvinkami v boji proti infekcím, protože působí proti širokému spektru mikroorganismů.

Přidání chloru do vody dává kyselinu chlornou spolu s kyselinou chlorovodíkovou (HCl):

Cl2 + H20 + HOCl + HC1

Výše uvedená reakce je v rovnováze a není snadné izolovat HOCl z této směsi. Stabilní chlorné soli však mohou být získány rozpuštěním plynného chloru v roztoku hydroxidu sodného nebo v jiných roztocích vodné báze.

HOCl může být také připraven rozpuštěním oxidu uhelnatého ve vodě (použití kyseliny chlorné, vlastnosti, struktura a vzorec, S.F.).

Cl20 + H20 - 2HOCl

Index

• 1 Fyzikální a chemické vlastnosti
• 2 Antimikrobiální působení
• 3 Použití
  • 3.1 Tvorba chlorhydrinu
  • 3.2 Kosmetický průmysl
  • 3.3 Úprava vody
  • 3.4 Léčba svědění
• 4 Odkazy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Kyselina chlorná existuje pouze jako vodný roztok. Je to bezbarvý roztok a jeho přesné fyzikální vlastnosti jsou variabilní, protože závisí na koncentraci roztoku. Bezvodá nebo suchá kyselina chlorná se nedá připravit, protože molekula existuje v rovnováze s anhydridem (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2017).

Jeho molekulová hmotnost je 52,46 g / mol a jeho pKa je 7,53. Je rozpustný ve vodě.

HOCl je silný oxidant a může vytvářet výbušné směsi. Je také redukčním činidlem schopným oxidovat na kyselinu, chlor a chloristou formu kyseliny. Ve vodných roztocích, které jsou slabou kyselinou, se částečně disociuje v chlornanovém iontu (OCl-) a H+.

HOCl reaguje se zásadami za vzniku solí nazývaných chlornany. Například chlornan sodný (NaOCl), aktivní složka bělidla, vzniká reakcí kyseliny chlorné s hydroxidem sodným (Royal Society of Chemistry, 2015).

HOCl + NaOH → NaOCl + H20

Kyselina chlorná také snadno reaguje s různými organickými molekulami a biomolekulami.

Kyselina chlorná se nepovažuje za škodlivou, protože se vyskytuje v nízkých koncentracích v lidském těle a má antimikrobiální účinek.

Kyselina chlorná reaguje pomalu s DNA a RNA, stejně jako se všemi nukleotidy in vitro.

GMP je nejreaktivnější, protože HC1 reaguje s heterocyklickou skupinou NH i aminoskupinou.

Podobně je TMP s jedinou heterocyklickou NH skupinou, která je reaktivní s HClO, druhou nejreaktivnější.

AMP a CMP, které mají pouze jednu pomalu reaktivní aminoskupinu, jsou méně reaktivní s HClO.

Uvádí se, že UMP je reaktivní pouze velmi pomalým tempem. Heterocyklické NH skupiny jsou reaktivnější než aminoskupiny a jejich sekundární chloraminy jsou schopné darovat chlor.

Tyto reakce pravděpodobně interferují s párováním bází DNA a v souladu s tím bylo popsáno snížení viskozity DNA vystavené působení HCO podobného tomu, který byl pozorován při denaturaci teplem (Prütz, 1996)..

Zbytky cukru jsou nereaktivní a páteř DNA se nerozbije. NADH může reagovat s chlorovanými TMP a UMP, stejně jako s HClO. Tato reakce může regenerovat UMP a TMP a výsledkem je 5-hydroxy derivát NADH.

Reakce s TMP nebo UMP je pomalu reverzibilní pro regeneraci HC1. Druhá, pomalejší reakce vedoucí ke štěpení pyridinového kruhu nastává, když je přítomen nadbytek HC1. NAD + je inertní vůči HC1.

Antimikrobiální působení

Za posledních 15 let se nejvyspělejší roztoky kyseliny chlorné založené na elektrochemii ukázaly jako bezpečné a životaschopné prostředky pro čištění ran a také jako doplňkové terapie pro léčbu infekcí..

Roztok chlornanu (HOCl) je silným oxidačním činidlem a má tendenci eliminovat elektrony z jiné látky. Jeho sodná sůl, hydroxid sodný (NaClO) nebo jeho vápenatá sůl, hydroxid vápenatý (Ca (ClO) 2) se běžně používají v bělicích prostředcích, deodorantech a dezinfekčních prostředcích..

HOCl existuje jako přirozená endogenní složka u lidí a zvířat a je důležitou součástí vrozeného imunitního systému. HOCl je produkován neutrofilními granulocyty, nejhojnějším typem bílých krvinek u savců. Podílí se na posledním kroku Oxidační cesty v boji proti infekci a invazi cizích látek.

Když buňka detekuje invazi cizí látky, prochází fagocytózou, během které neutrofily přijímají a internalizují mikroorganismy nebo cizí částice. Tato fagocytární událost má za následek sekreci reaktivních forem kyslíku a hydrolytických enzymů (Kavros, S.F.)..

Spotřeba kyslíku během tvorby reaktivních kyslíkových látek, tzv. "Reaktivní exploze", zahrnuje aktivaci enzymu NADPH oxidasy, která produkuje velké množství superoxidu.

Tento vysoce reaktivní kyslík se rozkládá na peroxid vodíku, který se pak převádí na HOCl. HOCl vykazuje baktericidní vlastnosti a okamžitě ničí bakterie spolknuté neutrofily. Navzdory značné aktivitě HOCl proti mikroorganismům, není cytotoxický pro lidské nebo zvířecí buňky. To pravděpodobně souvisí s jeho endogenní přítomností v imunitním systému savčích buněk (Chanson Water Ionizers USA, Inc, 2016).

Nedávno bylo navrženo, že bakteriální inaktivace HOCl je výsledkem inhibice replikace DNA. Když jsou bakterie vystaveny HOCl, dochází k prudkému snížení syntézy DNA, která předchází inhibici syntézy proteinů, a je velmi podobná ztrátě životaschopnosti (Davies, 1988)..

Během replikace bakteriálního genomu je počátek replikace (oriC v E. coli) vázán na proteiny, které jsou asociovány s buněčnou membránou, a bylo pozorováno, že léčba HOCl snižuje afinitu membrán extrahovaných pro oriC a tato afinita klesá souběžně se ztrátou životaschopnosti.

V práci Henryho Rosena (1998) srovnávali rychlost inhibice HOCl replikace plazmidové DNA s různými počátky replikace a zjistili, že určité plazmidy vykazují zpoždění v inhibici replikace ve srovnání s plazmidy, které jsou obsahovaly oriC. Rosenova skupina navrhla, aby inaktivace membránových proteinů účastnících se replikace DNA byla mechanismem účinku HOCl.

Použití

Tvorba chlorhydrinů

Kyselina chlorná se používá v organické syntéze, konverzi alkenů na chlorhydriny.

Kyselina chlorná reaguje s nenasycenými vazbami v lipidech, ale ne v nasycených vazbách, a ClO-ion se této reakce neúčastní..

Tato reakce se připravuje hydrolýzou přidáním chloru k jednomu z uhlíků a jednomu hydroxylu k druhému. Výsledná sloučenina je chlorhydrin. Polární chlor narušuje lipidové dvojvrstvy a může zvýšit permeabilitu.

Při tvorbě chlorhydrinu v lipidových dvojvrstvách červených krvinek se zvyšuje permeabilita. Přerušení může nastat, pokud se vytvoří dostatek chlorhydrinu.

Přidání předem připravených chlorhydrinů do červených krvinek může také ovlivnit permeabilitu. Cholesterolchlorhydriny byly také pozorovány, ale neovlivňují permeabilitu a předpokládá se, že za tuto reakci odpovídá Cl2.

Kosmetický průmysl

V kosmetickém průmyslu se používá jako čistící prostředek pro pokožku, což prospívá pokožce těla místo toho, aby způsobovalo sušení. Používá se také v dětských výrobcích, protože pokožka dítěte je zvláště citlivá a může být snadno podrážděná.

Úprava vody

Při úpravě vody je kyselina chlorná aktivním dezinfekčním prostředkem v produktech na bázi chlornanu (například v bazénech).

V potravinářských službách a distribuci vody se někdy používá specializované zařízení pro výrobu slabých roztoků HClO z vody a soli k výrobě dostatečného množství bezpečného (nestabilního) dezinfekčního prostředku pro úpravu povrchů a zásob potravin určených k přípravě potravin. vody.

Léčba pruritu

Nedávno byla jako léčba pruritu navržena lokální kyselina chlorná (HOCl). Navrhují se dva mechanismy, jejichž prostřednictvím může HOCl snížit svědění:

1) HOCl je mikrobicidní vůči kožním patogenům, zejména Staphylococcus aureus atopické dermatitidy.

2) HOCl je protizánětlivý a snižuje aktivitu histaminu, leukotrienu B4 a interleukinu-2, všechny se účastní patofyziologie svědění.

Tam jsou podmínky, za kterých HOCl může skutečně způsobit svědění jako nežádoucí účinek. Například HOCl zvyšuje aktivitu nervového růstového faktoru, který podporuje svědění. Dlouhodobá expozice nebo vysoká dávka HOCl může také způsobit dráždivou kontaktní dermatitidu nebo méně často alergickou kontaktní dermatitidu (Robert Y. Pelgrift, 2013).

Odkazy

1. Chanson vodní ionizátory USA, Inc. (2016). objevování kyseliny chlorné. Rekultivovaný z chansonalkalinewater: chansonalkalinewater.com.
2. Davies, S. M. (1988). Inhibice růstu bakterií kyselinou chlornou. Možná role v baktericidní aktivitě fagocytů. Biochem J. 254 (3), 685-692. ncbi.nlm.nih.gov.
3. EMBL-EBI (2014, 31. března). kyselina chlorná. Zdroj: ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Henry Rosen, B. R. (1998). Diferenciální účinky oxidantů odvozených od myeloperoxidázy na replikaci Escherichia coli. Infekce Imunita. 66 (6), 2655-2659. ncbi.nlm.nih.gov.
5. Použití kyseliny chlorné, vlastnosti, struktura a vzorec. (S.F.). Obnovené desoftschools: softschools.com.
6. Kavros, S. (S.F.). Využití roztoku kyseliny chlorné v řízení ran. Obnoveno z webu faim.org.
7. Národní centrum pro biotechnologické informace ... (2017, 25. března). PubChem Compound Database; CID = 24341. Získáno z PubChem.
8. Prütz, W. A. ​​(1996). Interakce kyseliny chlorné s thioly, nukleotidy, DNA a dalšími biologickými substráty. Archives of Biochemistry and Biophysics, svazek 332, vydání 1, 110-120. Obnoveno z sciencedirect.com.
9. Robert Y. Pelgrift, A. J. (2013). Aktuální kyselina chlorná (HOCl) jako potenciální léčba pruritu. Current Dermatology Reports, svazek 2, číslo 3, 181. Zdroj: springer.com.
10. Královská chemická společnost. (2015). Kyselina chlorná. Zdroj: chemspider: chemspider.com.