Šťavelan - Oxalate
Struktura oxalátového aniontu | |
Kuličkový model šťavelanu | |
Jména | |
---|---|
Názvy IUPAC | |
Systematický název IUPAC etandioát | |
Ostatní jména | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
1905970[12][13] | |
ChEBI | |
ChemSpider | |
2207[14] | |
KEGG | |
PubChem CID | |
| |
Vlastnosti | |
C 2Ó2− 4[18] | |
Molární hmotnost | 88.019 g · mol−1[15][16] |
Konjugovaná kyselina | Hydrogenoxalát[17] |
Struktura | |
D2h | |
Související sloučeniny | |
Příbuzný izoelektronický | oxid dusný |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Reference Infoboxu | |
Šťavelan (IUPAC: etandioát) je dianion se vzorcem C
2Ó2−
4, také písemné (VRKAT)2−
2. Oba názvy se často používají pro deriváty, jako jsou soli kyselina šťavelová, například šťavelan sodný Na2C2Ó4nebo dimethyloxalát ((CH3)2C2Ó4). Vytvoří se také oxalát koordinační sloučeniny kde je někdy zkrácen jako vůl.
Mnoho kovových iontů tvoří nerozpustné sraženiny s oxalátem, což je prominentní příklad oxalát vápenatý, primární složka nejběžnějšího druhu ledvinové kameny.
Vztah ke kyselině šťavelové
Disociace protony z kyseliny šťavelové probíhá postupným způsobem jako u jiných polyprotické kyseliny. Ztráta jediného protonu má za následek monovalentní hydrogenoxalát anion HC
2Ó−
4. Sůl s tím anion se někdy nazývá šťavelan kyseliny, jednosytný oxalátnebo oxalát vodíku. The rovnovážná konstanta (K.A ) za ztrátu prvního protonu je 5.37×10−2 (strK.A = 1,27). Ztráta druhého protonu, který poskytuje oxalátový iont, má rovnovážnou konstantu 5.25×10−5 (strK.A = 4,28). Tyto hodnoty znamenají v řešeních s neutrálním pH, neexistuje žádná kyselina šťavelová a existuje pouze stopové množství oxalátu vodíku.[19] Literatura často není jasná ohledně rozdílu mezi H2C2Ó4, HC
2Ó−
4, a C
2Ó2−
4a sbírka druhů se označuje jako kyselina šťavelová.
Struktura
Rentgenová krystalografie jednoduchých oxalátových solí ukazují, že oxalátový anion může přijmout rovinnou konformaci s D2h molekulární symetrie, nebo konformace, kde se O – C – C – O vzepětí blíží 90 ° s přibližným D2d symetrie.[20] Specificky oxalátová část přijímá rovinnou D2h konformace v polovodičových strukturách M2C2Ó4 (M = Li, Na, K).[21][22] Ve struktuře Čs2C2Ó4 úhel O – C – C – O je 81 (1) °.[23][24] Proto Čs2C2Ó4 je blíže aproximován písmenem D.2d struktura symetrie, protože dva CO2 letadla jsou rozložena. Dvě formy Rb2C2Ó4 byly strukturně charakterizovány rentgenovou difrakcí monokrystalů; jeden obsahuje plošný a druhý rozložený oxalát.
Jelikož předchozí příklady naznačují, že konformace přijatá oxalátovým dianionem závisí na velikosti alkalického kovu, ke kterému je vázán, někteří prozkoumali bariéru proti rotaci kolem centrální vazby C-C. Bariéra rotace kolem této vazby byla výpočetně stanovena na zhruba 2–6 kcal / mol pro volný dianion, C
2Ó2−
4.[25][26][27] Tyto výsledky jsou v souladu s výkladem, že centrální vazba uhlík-uhlík je nejlépe považováno za jednoduchou vazbu s pouze minimálními pi interakcemi mezi těmito dvěma CO−
2 Jednotky.[20] Tato bariéra rotace kolem vazby C-C (která formálně odpovídá rozdílu energie mezi rovinnými a střídavými formami) lze přičíst elektrostatickým interakcím, protože v rovinné formě je maximalizován nepříznivý odpor O-O.
Důležité je, že s oxalátem se často setkáváme jako s dvojitým chelátem ligand, například v ferrioxalát draselný. Když oxalát chelátuje do jednoho kovového centra, vždy přijímá rovinnou konformaci.
Výskyt v přírodě
Oxalát se vyskytuje v mnoha rostlinách, kde je syntetizován neúplnými oxidace z sacharidy.
Mezi rostliny bohaté na oxaláty patří tlustá slepice („jehněčí kajuty“), šťovík a několik Oxalis druh. Kořen a / nebo listy rebarbora a pohanka mají vysoký obsah kyseliny šťavelové.[28] Mezi další jedlé rostliny, které obsahují významné koncentrace šťavelanu, patří v sestupném pořadí hvězdice (karambola ), Černý pepř, petržel, mák semínko, amarant, špenát, mangold, řepa, kakao, čokoláda, většina ořechy, většina bobule, rybí ocas dlaně, Novozélandský špenát (Tetragonia tetragonioides ), a fazole.[Citace je zapotřebí ]Listy čaj rostlina (Camellia sinensis ) obsahují mezi největšími naměřenými koncentracemi kyseliny šťavelové ve srovnání s jinými rostlinami. Nápoj odvozený od infuze v horké vodě obvykle obsahuje jen malé až střední množství kyseliny šťavelové kvůli malé hmotnosti listů použitých k vaření.
Běžné potraviny s vysokým obsahem oxalátů[29] | ||
---|---|---|
Potravinová položka | Porce | Šťavelan Obsah (mg) |
Červená řepa zelené, vařené | 1⁄2 šálek (jednotka) | 916 |
Šrucha, listy, vařené | 1⁄2 pohár | 910 |
Rebarbora, dušená, bez cukru | 1⁄2 pohár | 860 |
Špenát, vařené | 1⁄2 pohár | 750 |
Řepa, vařené | 1⁄2 pohár | 675 |
Mangold, Švýcarské, listy vařené | 1⁄2 pohár | 660 |
Rebarbora, konzervované | 1⁄2 pohár | 600 |
Špenát, zamrzlý | 1⁄2 pohár | 600 |
Řepa nakládané | 1⁄2 pohár | 500 |
Strčit zelené, vařené | 1⁄2 pohár | 476 |
Endivie, drsný | 20 dlouhých listů | 273 |
Kakao, suché | 1⁄3 pohár | 254 |
Pampeliška zelené, vařené | 1⁄2 pohár | 246 |
Okra, vařené | 8–9 lusků | 146 |
Sladká brambora, vařené | 1⁄2 pohár | 141 |
Kapusta, vařené | 1⁄2 pohár | 125 |
Arašídy, drsný | 1⁄3 šálek (1 3⁄4 oz ) | 113 |
Tuřín zelené, vařené | 1⁄2 pohár | 110 |
Čokoláda, neslazený | 1 oz | 91 |
Pastinák, nakrájené na kostičky, vařené | 1⁄2 pohár | 81 |
Brukev Zelná, vařené | 1⁄2 pohár | 74 |
Pekanové ořechy, poloviny, syrové | 1⁄3 šálek (1 1⁄4 oz) | 74 |
Čaj, listy (4minutový nálev) | 1 úroveň lžička v 7 fl oz voda | 72 |
Obilné klíčky, opékané | 1⁄4 pohár | 67 |
Angrešt | 1⁄2 pohár | 66 |
Brambor, Idaho bílá, pečená | 1 médium | 64 |
Mrkve, vařené | 1⁄2 pohár | 45 |
Jablko, syrový s kůží | 1 médium | 41 |
Růžičková kapusta, vařené | 6–8 střední | 37 |
Jahody, drsný | 1⁄2 pohár | 35 |
Celer, drsný | 2 stonky | 34 |
Mléčná čokoláda bar | 1 bar (1,02 oz) | 34 |
Maliny, černý, syrový | 1⁄2 pohár | 33 |
oranžový, jedlá část | 1 médium | 24 |
Zelené fazole, vařené | 1⁄2 pohár | 23 |
Pažitka, syrové, nasekané | 1 lžíce | 19 |
Pórek, drsný | 1⁄2 střední | 15 |
Ostružiny, drsný | 1⁄2 pohár | 13 |
Concord hrozny | 1⁄2 pohár | 13 |
Borůvky, drsný | 1⁄2 pohár | 11 |
Červený rybíz | 1⁄2 pohár | 11 |
Meruňky, drsný | 2 střední | 10 |
Maliny, překreslit | 1⁄2 pohár | 10 |
Brokolice, vařené | 1 velká stopka | 6 |
Brusinka džus | 1⁄2 šálek (4 oz) | 6 |
Fyziologické účinky
V těle se kyselina šťavelová kombinuje s dvojmocnou kovovou kationty jako je vápník (Ca2+) a žehlička (II) (Fe2+) za vzniku krystalů odpovídajících oxalátů, které se potom vylučují dovnitř moč jako drobné krystaly. Tyto oxaláty se mohou tvořit větší ledvinové kameny které mohou ucpat tubuly ledvin. Odhaduje se, že 80% ledvinových kamenů je tvořeno z oxalátu vápenatého.[30] Ti s ledviny poruchy, dna, revmatoidní artritida nebo určité formy chronické bolesti vulvy (vulvodynia ) se obvykle doporučuje vyhnout se potravinám s vysokým obsahem kyseliny šťavelové[Citace je zapotřebí ]. Způsoby snížení obsahu oxalátu v potravinách jsou v současné době zajímavé.[31]
Hořčík (Mg2+) oxalát je 567krát rozpustnější než oxalát vápenatý, takže ten se pravděpodobně vysráží, když jsou nízké hladiny hořčíku a vysoké hladiny vápníku a oxalátu. Šťavelan hořečnatý je milionkrát rozpustnější než rtuť šťavelan. Rozpustnost oxalátu pro kovy klesá v řádu Mg> Ca> CD > Zn> {Mn, Ni, Fe, Cu}> {As, Sb, Pb}> Hg.[pochybný ]
Vysoce nerozpustný oxalát železitý Zdá se, že hraje hlavní roli v dna, v nukleaci a růstu jinak extrémně rozpustného urát sodný. To vysvětluje, proč se dna obvykle objevuje po 40 letech [32], když feritin hladiny v krvi přesahují 1 μg / l[Citace je zapotřebí ]. Potraviny s vysokým obsahem šťavelanu[33] by se měli vyhnout lidem, kteří trpí dnou nebo jim hrozí dna.[34]
Kadmium katalyzuje transformace vitamín C na kyselinu šťavelovou. To může být problém pro lidi vystavené vysokým úrovním kadmia ve stravě, na pracovišti nebo prostřednictvím kouření.
Ve studiích na potkanech mohou doplňky vápníku podávané spolu s potravinami s vysokým obsahem kyseliny šťavelové způsobit srážení šťavelanu vápenatého ve střevě a snížení hladiny šťavelanu absorbovaného tělem (v některých případech o 97%).[35][36]
Kyselina šťavelová může být také produkována metabolismem ethylenglykol ("nemrznoucí směs"), kyselina glyoxylová nebo kyselina askorbová (vitamín C ).[37][pochybný ]
Práškový oxalát se používá jako a pesticid v včelařství bojovat proti včelí roztoč.
Nějaký houby z rod Aspergillus vyrábět kyselinu šťavelovou.[38]
Některé předběžné důkazy naznačují správu probiotika může pozitivně ovlivnit rychlost vylučování kyseliny šťavelové.[39]
Jako ligand
Oxalát, konjugovaná báze kyseliny šťavelové, je vynikající ligand pro ionty kovů. Obvykle se váže jako bidentátní ligand tvořící 5členný MO2C2 prsten. Ilustrativní komplex je ferrioxalát draselný, K.3[Fe (C.2Ó4)3]. Droga oxaliplatina vykazuje zlepšenou rozpustnost ve vodě ve srovnání se staršími Platina - léky na bázi, aby se zabránilo vedlejším účinkům omezujícím dávku nefrotoxicita. Kyselina šťavelová a oxaláty mohou být oxidovány manganistanem v autokatalytické reakci. Jednou z hlavních aplikací kyseliny šťavelové je odstraňování rzi, ke kterému dochází, protože oxalát vytváří ve železitém iontu ve vodě rozpustné deriváty.
Přebytek
Nadměrná hladina oxalátu v krvi se nazývá hyperoxalémiea vysoké hladiny oxalátu v moči se nazývají hyperoxalurie.
Získané
I když je to neobvyklé, konzumace oxalátů (například pastva zvířat na rostlinách obsahujících oxaláty, jako je např Bassia hyssopifolia nebo lidská spotřeba šťovík ze dřeva nebo, konkrétně v nadměrném množství, Černý čaj ) může mít za následek nemoc ledvin nebo dokonce smrt v důsledku otravy oxalátem. The New England Journal of Medicine hlásil akutní oxalátovou nefropatii „téměř jistě kvůli nadměrné konzumaci ledového čaje“ u 56letého muže, který vypil „šestnáct sklenic ledového čaje o objemu 8 uncí denně“ (zhruba 3,8 litru). Autoři článku předpokládali, že akutní oxalátová nefropatie je nedostatečně diagnostikovanou příčinou selhání ledvin, a navrhli důkladné prošetření anamnézy stravy u pacientů v případě nevysvětlitelného selhání ledvin bez proteinurie (nadbytek bílkovin v moči) as velkým množstvím šťavelanu vápenatého v močovém sedimentu.[40] Oxalobacter formigenes v střevní flóra může to pomoci zmírnit.[41]
Kongenitální
Primární hyperoxalurie je vzácný zděděný stav, který vede ke zvýšené exkreci oxalátu, přičemž oxalátové kameny jsou běžné.
Viz také
- Dimethyloxalát - (CH3)2C2Ó4
- Difenyloxalát - (C.6H5)2C2Ó4
- Draslík ferrioxalát - K.3[Fe (C.2Ó4)3], komplex železa s oxalátovými ligandy
- Raphide
- Šťavelan sodný - Na2C2Ó4
Reference
- ^ A b C d "Šťavelan | C.2Ó4". ChemSpider.
- ^ A b C d "Šťavelan". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
Název IUPAC ethanedioát
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
338-70-5 Registrační číslo CAS, ChemIDplus
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
ID CHEBI CHEBI: 30623
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“ (stůl). www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
C00209 KEGG SLOUČENINA
- ^ "Šťavelan | C.2Ó4 | ChemSpider ". www.chemspider.com. str. Více informací. Citováno 1. ledna 2019.
Std. InChi InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / h (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
- ^ "Šťavelan | C.2Ó4 | ChemSpider ". www.chemspider.com. Citováno 1. ledna 2019.
Std. InChIKey: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ "Šťavelan". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 1. ledna 2019.
InChI InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / h (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
- ^ "Šťavelan". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 1. ledna 2019.
Klíč InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ "Šťavelan". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 1. ledna 2019.
Klíč InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ "Šťavelan | C.2Ó4 | ChemSpider ". www.chemspider.com. Citováno 1. ledna 2019.
1905970 [Beilstein]
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
1905970 Registrační číslo Beilstein Beilstein
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
2207 Gmelin Registrační číslo Gmelin
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 1. ledna 2019.
Čistý poplatek -2
- ^ "Šťavelan" (stůl). pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 1. ledna 2019.
Formální poplatek -2
- ^ „oxalát (2−) (CHEBI: 30623)“. www.ebi.ac.uk. Citováno 2. ledna 2019.
oxalát (2−) (CHEBI: 30623) je konjugovaná báze oxalátu (1−) (CHEBI: 46904)… oxalát (1−) (CHEBI: 46904) je konjugovaná kyselina oxalátu (2−) (CHEBI: 30623)
- ^ "Šťavelan". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 1. ledna 2019.
- ^ Riemenschneider, Wilhelm; Tanifuji, Minoru (2000). "Kyselina šťavelová". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002 / 14356007.a18_247. ISBN 3-527-30673-0.
- ^ A b Dean, Philip A. W. (2012). „Oxalát Dianion, C
2Ó2−
4: Rovinné nebo neplanární? ". Journal of Chemical Education. 89 (3): 417–418. Bibcode:2012JChEd..89..417D. doi:10.1021 / ed200202r. - ^ Reed, D. A .; Olmstead, M. M. (1981). „Zušlechťování struktury oxalátu sodného“ (PDF). Acta Crystallographica oddíl B. 37 (4): 938–939. doi:10.1107 / S0567740881004676.
- ^ Beagley, B .; Malý, R. W. H. (1964). "Struktura oxalátu lithného". Acta Crystallographica. 17 (6): 783–788. doi:10.1107 / S0365110X64002079.
- ^ Na obrázku 81 (1) ° značí (1), že 1 ° je standardní nejistota měřeného úhlu 81 °
- ^ Dinnebier, Robert E .; Vensky, Sascha; Panthöfer, Martin; Jansen, Martin (2003). „Krystalické a molekulární struktury alkalických oxalátů: první důkaz o rozloženém oxalátovém aniontu v pevném stavu“. Anorganická chemie. 42 (5): 1499–507. doi:10.1021 / ic0205536. PMID 12611516.
- ^ Clark, Timothy; Schleyer, Paul von Ragué (1981). "Konformační preference 34 valenčního elektronu A2X4 molekuly: Anab initio Studie B.2F4, B2Cl4, N2Ó4, a C
2Ó2−
4". Journal of Computational Chemistry. 2: 20–29. doi:10.1002 / jcc.540020106. S2CID 98744097. - ^ Dewar, Michael J.S .; Zheng, Ya-Jun (1990). "Struktura oxalátového iontu". Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 209 (1–2): 157–162. doi:10.1016 / 0166-1280 (90) 85053-P.
- ^ Herbert, John M .; Ortiz, J. V. (2000). „Ab Initio Investigation of Electron Detachment in Dicarboxylate Dianions“. The Journal of Physical Chemistry A. 104 (50): 11786–11795. Bibcode:2000JPCA..10411786H. doi:10.1021 / jp002657c.
- ^ Streitweiser, Andrew, Jr.; Heathcock, Clayton H. (1976). Úvod do organické chemie. Macmillana. str.737.
- ^ Resnick, Martin I .; Pak, Charles Y. C. (1990). Urolitiáza, lékařský a chirurgický odkaz. W.B. Saunders Company. str. 158. ISBN 0-7216-2439-1.
- ^ Coe; Evan; Worcester (2005). „Onemocnění ledvinovými kameny“. The Journal of Clinical Investigation. 115 (10): 2598–608. doi:10,1172 / JCI26662. PMC 1236703. PMID 16200192.
- ^ Betsche, T .; Fretzdorff, B. (2005). "Biodegradace kyseliny šťavelové ze špenátu s použitím obilných radikálů". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53 (25): 9751–8. doi:10.1021 / jf051091s. PMID 16332126.
- ^ Učebnice ortopedie, traumatu a revmatologie (2. vyd.). Mosby Ltd. 2013. str. 204. ISBN 9780702056710.
- ^ „Článek UPMC, strava s nízkým obsahem oxalátů“.
- ^ „Průvodce podmínkami UMMC: Dna“.
- ^ Morozumi, Makoto; Hossain, Rayhan Zubair; Yamakawa, Ken'ichi; Hokama, Sanehiro; Nishijima, Saori; Oshiro, Yoshinori; Uchida, Atsushi; Sugaya, Kimio; Ogawa, Yoshihide (2006). "Gastrointestinální absorpce kyseliny šťavelové u krys ošetřených vápníkem". Urologický výzkum. 34 (3): 168–72. doi:10.1007 / s00240-006-0035-7. PMID 16705467. S2CID 35167878.
- ^ Hossain, R. Z .; Ogawa, Y .; Morozumi, M .; Hokama, S .; Sugaya, K. (2003). "Mléko a vápník zabraňují gastrointestinální absorpci a vylučování oxalátu močí u potkanů." Frontiers in Bioscience. 8 (1–3): a 117–25. doi:10.2741/1083. PMID 12700095.
- ^ Mandl; Szarka; Bánhegyi (2009). „Vitamin C: aktuální informace o fyziologii a farmakologii“. British Journal of Pharmacology. 157 (7): 1097–1110. doi:10.1111 / j.1476-5381.2009.00282.x. PMC 2743829. PMID 19508394.
- ^ Pabuççuoğlu, Uğur (2005). "Aspekty oxalózy spojené s aspergilózou ve vzorcích patologie". Patologie - výzkum a praxe. 201 (5): 363–8. doi:10.1016 / j.prp.2005.03.005. PMID 16047945.
- ^ Lieske, J. C .; Goldfarb, D. S .; De Simone, C .; Regnier, C. (2005). "Použití probiotika ke snížení enterické hyperoxalurie". Ledviny International. 68 (3): 1244–9. doi:10.1111 / j.1523-1755.2005.00520.x. PMID 16105057.
- ^ Syed, Fahd; Mena Gutiérrez, Alejandra; Ghaffar, Umbar (2. dubna 2015). „Případ nefropatie s ledovým čajem“. New England Journal of Medicine. 372 (14): 1377–1378. doi:10.1056 / NEJMc1414481. PMID 25830441. Shrnutí ležel.
- ^ Siener, R .; Bangen, U .; Sidhu, H .; Hönow, R .; von Unruh, G .; Hesse, A. (2013). „Role kolonizace Oxalobacter formigenes při onemocnění kamenem z oxalátu vápenatého“. Ledviny International. 83 (Červen): 1144–9. doi:10.1038 / ki.2013.104. PMID 23536130.