Oxid dusnatý - Nitric oxide
![]() | |||
| |||
Jména | |||
---|---|---|---|
Název IUPAC Oxid dusnatý | |||
Systematický název IUPAC Oxidonitrogen (•)[1] (přísada) | |||
Ostatní jména Oxid dusnatý Oxid dusičitý | |||
Identifikátory | |||
3D model (JSmol ) | |||
3DMet | |||
ChEBI | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
Informační karta ECHA | 100.030.233 ![]() | ||
Číslo ES |
| ||
451 | |||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Číslo RTECS |
| ||
UNII | |||
UN číslo | 1660 | ||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
Vlastnosti | |||
NÓ | |||
Molární hmotnost | 30.006 g · mol−1 | ||
Vzhled | Bezbarvý plyn | ||
Hustota | 1,3402 g / l | ||
Bod tání | -164 ° C (-263 ° F; 109 K) | ||
Bod varu | -152 ° C (-242 ° F; 121 K) | ||
0,0098 g / 100 ml (0 ° C) 0,0056 g / 100 ml (20 ° C) | |||
Index lomu (nD) | 1.0002697 | ||
Struktura | |||
lineární (bodová skupina C∞proti) | |||
Termochemie | |||
Std molární entropie (S | 210,76 J / (K · mol) | ||
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | 91,29 kJ / mol | ||
Farmakologie | |||
R07AX01 (SZO) | |||
Licenční údaje | |||
Inhalace | |||
Farmakokinetika: | |||
dobrý | |||
přes plicní kapilární lůžko | |||
2–6 sekund | |||
Nebezpečí | |||
Hlavní nebezpečí |
| ||
Bezpečnostní list | Externí BL | ||
Piktogramy GHS | ![]() ![]() ![]() ![]() | ||
Signální slovo GHS | Nebezpečí | ||
H270, H280, H330, H314[2][3] | |||
P244, P260, P220, P280, P304 + 340 + 315, P303 + 361 + 353 + 315, P305 + 351 + 338 + 315, P370 + 376, P403, P405[2][3] | |||
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |||
LC50 (střední koncentrace ) | 315 ppm (králík, 15min ) 854 ppm (krysa, 4h ) 2500 ppm (myš, 12 min)[4] | ||
LChle (nejnižší publikováno ) | 320 str./min (myš)[4] | ||
Související sloučeniny | |||
Oxid dusný Oxid dusný | |||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
![]() ![]() ![]() | |||
Reference Infoboxu | |||
Oxid dusnatý (oxid dusíku[5] nebo oxid dusnatý) je bezbarvý plyn se vzorcem NÓ. Je to jeden z hlavních oxidy dusíku. Oxid dusnatý je a volné radikály, tj. má nepárový elektron, který je někdy označen tečkou v jeho chemický vzorec (· N = O nebo · NO). Oxid dusnatý je také a heteronukleární rozsivková molekula, historická třída, která čerpala z výzkumů, které se objevily v raném novověku teorie chemických vazeb.[6]
Důležitý středně pokročilí v průmyslová chemie, oxid dusnatý se tvoří ve spalovacích systémech a může být generován bleskem při bouřkách. U savců, včetně lidí, je oxid dusnatý a signální molekula v mnoha fyziologických a patologických procesech.[7] Bylo vyhlášeno „Molekula roku „v roce 1992.[8] The 1998 Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu byla udělena za objevení úlohy oxidu dusnatého jako kardiovaskulární signální molekuly.
Oxid dusnatý by neměl být zaměňován s oxid dusičitý (NE2), hnědý plyn a major látka znečišťující ovzduší, nebo s oxid dusičitý (N2O), an anestetikum.[6]
Reakce
S di- a triatomickými molekulami
Po kondenzaci na kapalinu se oxid dusnatý dimerizuje na oxid dusičitý, ale asociace je slabá a reverzibilní. Vzdálenost N – N v krystalickém NO je 218 pm, což je téměř dvojnásobek vzdálenosti N – O.[6]
Protože teplo vzniku · NO je endotermický „NO lze rozložit na prvky. Katalyzátory v automobilech využít tuto reakci:
- 2 NE → O2 + N2.
Při vystavení kyslík, oxid dusnatý se převádí na oxid dusičitý:
- 2 NO + O2 → 2 NO2.
O této konverzi se spekulovalo, že k ní dochází prostřednictvím prostředníka ONOONO.
Ve vodě oxid dusnatý reaguje s kyslíkem a vodou za vzniku kyselina dusitá (HNO2). Má se za to, že reakce probíhá následujícím způsobem stechiometrie:
- 4 NO + O2 + 2 H2O → 4 HNO2.
Oxid dusnatý reaguje s fluor, chlór, a bróm za vzniku nitrosylhalogenidů, jako je nitrosylchlorid:
- 2 NO + Cl2 → 2 NOCl.
S NE2, také radikál, NO se spojí a vytvoří intenzivně modrou oxid dusný:[6]
- NE + NE2 ⇌ ZAPNUTO − NE2.
Organická chemie
Přidání oxidu dusnatého skupina na jinou molekulu se často označuje jako nitrosylace. The Traube reakce[9] je přidání ze dvou ekvivalenty oxidu dusnatého na an izolovat, čímž se získá diazeniumdiolát (také nazývaný a nitrosohydroxylamin).[10] Produkt může podstoupit další retro-aldolová reakce, což dává celkový proces podobný haloformová reakce. Například oxid dusnatý reaguje s aceton a alkoxid za vzniku diazeniumdiolátu na každém z nich poloha α s následnou ztrátou methylacetát tak jako vedlejší produkt:[11]
Tato reakce, která byla objevena kolem roku 1898, zůstává předmětem zájmu o oxid dusnatý proléčivo výzkum. Oxid dusnatý může také reagovat přímo s methoxid sodný, nakonec formování tváření mravenčan sodný a oxid dusičitý prostřednictvím N-methoxydiazeniumdiolát.[12]
Koordinační komplexy
Oxid dusnatý reaguje s přechodné kovy dát komplexy zvané kovové nitrosyls. Nejběžnějším způsobem vazby oxidu dusnatého je terminální lineární typ (M − NO).[6] Alternativně může oxid dusnatý sloužit jako pseudohalogenid s jedním elektronem. V takových komplexech je skupina M-N-O charakterizována úhlem mezi 120 ° a 140 °. Skupina NO může také přemosťovat mezi kovovými centry atomem dusíku v různých geometriích.
Výroba a příprava
V komerčních podmínkách je oxid dusnatý produkován oxidace z amoniak při 750–900 ° C (obvykle při 850 ° C) s Platina tak jako katalyzátor v Ostwaldův proces:
- 4 NH3 + 5 O.2 → 4 NO + 6 H2Ó
Nekatalyzovaný endotermický reakce kyslík (Ó2) a dusík (N2), který je ovlivňován při vysoké teplotě (> 2 000 ° C) bleskem, nebyl vyvinut v praktickou komerční syntézu (viz Proces Birkeland – Eyde ):
- N2 + O.2 → 2 NO
Laboratorní metody
V laboratoři se oxid dusnatý pohodlně generuje redukcí zředěného roztoku kyselina dusičná s měď:
- 8 HNO3 + 3 Cu → 3 Cu (NO3)2 + 4 H2O + 2 NO
Alternativní cesta zahrnuje redukci kyseliny dusité ve formě dusitan sodný nebo dusitan draselný:
- 2 NaNO2 + 2 NaI + 2 H2TAK4 → já2 + 2 Na2TAK4 + 2 H2O + 2 NO
- 2 NaNO2 + 2 FeSO4 + 3 H2TAK4 → Fe2(TAK4)3 + 2 NaHSO4 + 2 H2O + 2 NO
- 3 KNO2 + KNO3 + Cr2Ó3 → 2 K.2CrO4 + 4 NO
Cesta síranu železnatého je jednoduchá a používá se při vysokoškolských laboratorních experimentech. Tzv NONOATE sloučeniny se také používají k výrobě oxidu dusnatého.
Detekce a rozbor

Koncentraci oxidu dusnatého lze určit pomocí a chemiluminiscenční reakce zahrnující ozón.[13] Vzorek obsahující oxid dusnatý se smísí s velkým množstvím ozonu. Oxid dusnatý reaguje s ozonem za vzniku kyslík a oxid dusičitý, spolu s emisemi světlo (chemiluminiscence ):
- NE + O3 → NE2 + O.2 + hν
které lze měřit pomocí a fotodetektor. Množství vyprodukovaného světla je úměrné množství oxidu dusnatého ve vzorku.
Mezi další metody testování patří elektroanalýza (amperometrický přístup), kde · NO reaguje s elektrodou, aby vyvolalo změnu proudu nebo napětí. Detekce NO radikálů v biologických tkáních je obzvláště obtížná kvůli krátké životnosti a koncentraci těchto radikálů v tkáních. Jednou z mála praktických metod je odchytu oxidu dusnatého s železemdithiokarbamát komplexy a následná detekce komplexu mono-nitrosyl-železo s elektronová paramagnetická rezonance (EPR).[14][15]
Skupina fluorescenční barvivo indikátory, které jsou také k dispozici v acetylovaný forma pro intracelulární měření existuje. Nejběžnější sloučenina je 4,5-diaminofluorescein (DAF-2).[16]
Účinky na životní prostředí
Kyselý dešťový depozice
Oxid dusnatý reaguje s hydroperoxy radikálem (HO2•) za vzniku oxidu dusičitého (NO2), který pak může reagovat s hydroxylovým radikálem (•ACH ) k výrobě kyselina dusičná (HNO3):
- · NE + HO2•→ •NE2 + •ACH
- ·NE2 + •OH → HNO3
Kyselina dusičná spolu s kyselina sírová, přispívá k kyselý déšť depozice.
Poškozování ozonové vrstvy
· NE se účastní vyčerpání ozonové vrstvy. Oxid dusnatý reaguje se stratosférou ozón za vzniku O2 a oxid dusičitý:
- · NE + O3 → NE2 + O.2
Tato reakce se také používá k měření koncentrací · NO v kontrolních objemech.
Předchůdce NO2
Jak je vidět v části Acid depozice, oxid dusnatý se může transformovat na oxid dusičitý (k tomu může dojít u hydroperoxy radikálu HO2•nebo diatomický kyslík, O2). Mezi příznaky krátkodobé expozice oxidu dusičitému patří nevolnost, dušnost a bolesti hlavy. Mezi dlouhodobé účinky patří poškození imunity a respirační funkce.[17]
Biologické funkce
NE je a plynná signální molekula.[18] Je to klíč obratlovců biologický posel, hrající roli v různých biologických procesech.[19] Je to známý bioprodukt téměř ve všech typech organismů, od bakterií po rostliny, houby a živočišné buňky.[20]
Oxid dusnatý, známý jako relaxační faktor odvozený od endotelu (EDRF), je biosyntetizován endogenně z L-arginin, kyslík, a NADPH různými syntáza oxidu dusnatého (NOS) enzymy.[21] Redukce anorganického dusičnanu může také sloužit k výrobě oxidu dusnatého.[22] Jedním z hlavních enzymatických cílů oxidu dusnatého je guanylyl cykláza.[23] Vazba oxidu dusnatého na haem Oblast enzymu vede k aktivaci v přítomnosti železa.[23] Oxid dusnatý je vysoce reaktivní (má životnost několik sekund), přesto volně difunduje přes membrány. Díky těmto atributům je oxid dusnatý ideální pro přechodný stav parakrin (mezi sousedními buňkami) a autokrinní (v jedné buňce) signální molekula.[22] Jakmile se oxid dusnatý převede na dusičnany a dusitany kyslíkem a vodou, buněčná signalizace se deaktivuje.[23]
The endotel (vnitřní obložení) z cévy používá oxid dusnatý k signalizaci okolí hladký sval relaxovat, což má za následek vazodilatace a zvýšení průtoku krve.[22] Sildenafil (Viagra) je běžným příkladem léku, který využívá cestu oxidu dusnatého. Sildenafil neprodukuje oxid dusnatý, ale zvyšuje signály, které jsou za dráhou oxidu dusnatého, ochranou cyklický guanosinmonofosfát (cGMP) z degradace cGMP-specifická fosfodiesteráza typu 5 (PDE5) v corpus cavernosum, což umožňuje zesílení signálu a tak vazodilatace.[21] Další endogenní plynný vysílač, sirovodík (H2S) pracuje s NO k indukci vazodilatace a angiogeneze kooperativním způsobem.[24][25]
Pracovní bezpečnost a zdraví
V USA Správa bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (OSHA) stanovila zákonný limit (přípustný limit expozice ) pro expozici oxidu dusnatému na pracovišti jako 25 ppm (30 mg / m.)3) během 8 hodin pracovního dne. The Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH) nastavil a doporučený expoziční limit (REL) 25 ppm (30 mg / m.)3) během 8 hodin pracovního dne. Při hladinách 100 ppm je oxid dusnatý bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví.[26]
Reference
- ^ „Oxid dusnatý (CHEBI: 16480)“. Chemické entity biologického zájmu (ChEBI). UK: Evropský bioinformatický institut.
- ^ A b C „Oxid dusnatý - registrační dokumentace - ECHA“. Citováno 2020-11-02.
- ^ A b C d „Bezpečnostní list - oxid dusnatý, komprimovaný - registrační dokumentace“ (PDF). Citováno 2020-11-02.
- ^ A b "Oxid dusnatý". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ IUPAC nomenklatura anorganické chemie 2005. PDF.
- ^ A b C d E Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Hou, Y. C .; Janczuk, A .; Wang, P. G. (1999). „Aktuální trendy ve vývoji dárců oxidu dusnatého“. Současný farmaceutický design. 5 (6): 417–441. PMID 10390607.
- ^ Culotta, Elizabeth; Koshland, Daniel E. Jr. (1992). "Žádné zprávy, dobré zprávy". Věda. 258 (5090): 1862–1864. Bibcode:1992Sci ... 258.1862C. doi:10.1126 / science.1361684. PMID 1361684.
- ^
- ^ Arulsamy, Navamoney; Bohle, D. Scott (2006). "Syntéza diazeniumdiolátů z reakcí oxidu dusnatého s enoláty". J. Org. Chem. 71 (2): 572–581. doi:10.1021 / jo051998p. PMID 16408967.
- ^ Traube, Wilhelm (1898). „Ueber Synthesen stickstoffhaltiger Verbindungen mit Hülfe des Stickoxyds“. Justnal Liebig's Annalen der Chemie (v němčině). 300: 81–128. doi:10.1002 / jlac.18983000108.
- ^ Derosa, Frank; Keefer, Larry K .; Hrabie, Joseph A. (2008). "Oxid dusnatý reaguje s methoxidem". The Journal of Organic Chemistry. 73 (3): 1139–1142. doi:10.1021 / jo7020423. PMID 18184006.
- ^ Fontijn, Arthur .; Sabadell, Alberto J .; Ronco, Richard J. (1970). "Homogenní chemiluminiscenční měření oxidu dusnatého s ozonem. Důsledky pro nepřetržité selektivní monitorování plynných znečišťujících látek v ovzduší". Analytická chemie. 42 (6): 575–579. doi:10.1021 / ac60288a034.
- ^ Vanin, A; Huisman, A; Van Faassen, E (2002). Dithiokarbamát železa jako spin spin pro detekci oxidu dusnatého: Úskalí a úspěchy. Metody v enzymologii. 359. str.27–42. doi:10.1016 / S0076-6879 (02) 59169-2. ISBN 9780121822620. PMID 12481557.
- ^ Nagano, T; Yoshimura, T (2002). "Bioimaging oxidu dusnatého". Chemické recenze. 102 (4): 1235–70. doi:10.1021 / cr010152s. PMID 11942795.
- ^ Kojima H, Nakatsubo N, Kikuchi K, Kawahara S, Kirino Y, Nagoshi H, Hirata Y, Nagano T (1998). "Detekce a zobrazování oxidu dusnatého pomocí nových fluorescenčních indikátorů: diaminofluoresceiny". Anální. Chem. 70 (13): 2446–2453. doi:10.1021 / ac9801723. PMID 9666719.
- ^ "Centra pro kontrolu a prevenci nemocí". NIOSH. 1. července 2014. Citováno 10. prosince 2015.
- ^ Liu, Hongying; Weng, Lingyan; Yang, Chi (2017-03-28). „Recenze elektrochemických senzorů na bázi nanomateriálů pro H2O2, H2S a NO uvnitř buněk nebo uvolňovaných buňkami“. Microchimica Acta. 184 (5): 1267–1283. doi:10.1007 / s00604-017-2179-2. ISSN 0026-3672. S2CID 21308802.
- ^ Weller, Richarde, Mohlo by slunce prospívat vašemu srdci? TedxGlasgow. Natočeno v březnu 2012, zveřejněno v lednu 2013
- ^ Roszer, T (2012) The Biology of Subcellular Oxid dusnatý. ISBN 978-94-007-2818-9
- ^ A b Perez, Krystle M .; Laughon, Matthew (listopad 2015). „Sildenafil u termínovaných a předčasně narozených dětí: Systematický přehled“. Klinická terapeutika. 37 (11): 2598–2607.e1. doi:10.1016 / j.clinthera.2015.07.019. ISSN 0149-2918. PMID 26490498.
- ^ A b C Stryer, Lubert (1995). Biochemistry, 4th Edition. W.H. Freeman a společnost. str. 732. ISBN 978-0-7167-2009-6.
- ^ A b C T., Hancock, John (2010). Buněčná signalizace (3. vyd.). Oxford: Oxford University Press. ISBN 9780199232109. OCLC 444336556.
- ^ Szabo, Csaba; Coletta, Ciro; Chao, Celia; Módis, Katalin; Szczesny, Bartosz; Papapetropoulos, Andreas; Hellmich, Mark R. (2013-07-23). „Sírovodík odvozený od nádoru, produkovaný cystathionin-β-syntázou, stimuluje bioenergetiku, buněčnou proliferaci a angiogenezi u rakoviny tlustého střeva“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (30): 12474–12479. Bibcode:2013PNAS..11212474S. doi:10.1073 / pnas.1306241110. ISSN 1091-6490. PMC 3725060. PMID 23836652.
- ^ Altaany, Zaid; Yang, Guangdong; Wang, Rui (červenec 2013). „Přeslech mezi sirovodíkem a oxidem dusnatým v endoteliálních buňkách“. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 17 (7): 879–888. doi:10.1111 / jcmm.12077. ISSN 1582-4934. PMC 3822893. PMID 23742697.
- ^ "Oxid dusnatý". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci. Citováno 2015-11-20.
Další čtení
- Butler A. a Nicholson R .; „Život, smrt a NE.“ Cambridge 2003. ISBN 978-0-85404-686-7.
- van Faassen, E. E.; Vanin, A. F. (eds); „Radikály pro život: různé formy oxidu dusnatého.“ Elsevier, Amsterdam 2007. ISBN 978-0-444-52236-8.
- Ignarro, L. J. (ed.); „Oxid dusnatý: biologie a patobiologie.“ Academic Press, San Diego 2000. ISBN 0-12-370420-0.
externí odkazy
- Mezinárodní karta chemické bezpečnosti 1311
- „Oxid dusnatý a jeho role ve zdraví a cukrovce“.
- Chemická chemie plynů v mikroskopickém měřítku: experimenty s oxidy dusíku
- Váš mozek se spustí jako počítač - nové poznatky o biologické úloze oxidu dusnatého.
- Posouzení potenciálu oxidu dusnatého v diabetické noze
- Nové objevy o oxidu dusnatém mohou poskytnout léky na schizofrenii
- Oxid dusnatý v chemické databázi
- „Okamžitě nebezpečné pro život nebo zdraví Koncentrace (IDLH): Oxid dusnatý“. Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci.