Содержание
117. Пероксид водорода h3O2 . Общая химия
. Пероксид (перекись) водорода представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость плотностью 1.45 г/см3, затвердевающую при —0.48°C. Это очень непрочное вещество, способное разлагаться со взрывом на воду и кислород, причем выделяется большое количество теплоты:
Водные растворы пероксида водорода более устойчивы; в прохладном месте они могут сохраняться довольно долго. Пергидроль — раствор, который поступает в продажу, — содержит 30% H2O2. В нем, а также в высококонцентрированных растворах пероксида водорода содержатся стабилизирующие добавки.
Разложение пероксида водорода ускоряется катализаторами. Если, например, в раствор пероксида водорода бросить немного диоксида марганца MnO2, то происходит бурная реакция и выделяется кислород. К катализаторам, способствующим разложению пероксида водорода, принадлежат медь, железо, марганец, а также ионы этих металлов. Уже следы этих металлов могут вызвать распад H2O2.
Пероксид водорода образуется в качестве промежуточного продукта при горении водорода, но ввиду высокой температуры водородного пламени тотчас же разлагается на воду и кислород.
Рис. 108. Схема строения молекулы H2O2. Угол θ близок к 100°, угол φ — к 95°. Длины связей: O-O 0.149 нм.
Однако если направить водородное пламя на кусок льда, то в образующейся воде можно обнаружить следы пероксида водорода.
Пероксид водорода получается также при действии атомарного водорода на кислород.
В промышленности пероксид водорода получают в основном электрохимическими методами, например анодным окислением растворов серной кислоты или гидросульфата аммония с последующим гидролизом образующейся при этом пероксодвусерной кислоты H2S2O8(см. § 132). Происходящие при этом процессы можно изобразить схемой:
В пероксиде водорода атомы водорода ковалентно связаны с атомами кислорода, между которыми также осуществляется простая связь.
Молекулы H2O2 обладают значительной полярностью (μ=2.13D), что является следствием их пространственной структуры (рис. 106).
В молекуле пероксида водорода связи между атомами водорода и кислорода полярны (вследствие смещения общих электронов в сторону кислорода). Поэтому в водном растворе под влиянием полярных молекул воды пероксид водорода может отщеплять ионы водорода, т. е. он обладает кислотными свойствами. Пероксид водорода — очень слабая двухосновная кислота (K1 = 2.6·10-12) в водном растворе он распадается, хотя и в незначительной степени, на ионы:
Диссоциация по второй ступени
практически не протекает. Она подавляется присутствием воды — вещества, диссоциирующего с образованием ионов водорода в большей степени, чем пероксид водорода. Однако при связывании ионов водорода (например, при введении в раствор щелочи) диссоциация по второй ступени происходит.
С некоторыми основаниями пероксид водорода реагирует непосредственно, образуя соли.
— 337 —
Так, при действии пероксида водорода на водный раствор гидроксида бария выпадает осадок бариевой соли пероксида водорода:
Соли пероксида водорода называются пероксидами или перекисями. Они состоят из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов O22- , электронное строение которых можно изобразить схемой:
Степень окисленности кислорода в пероксиде водорода равна —1, т. е. имеет промежуточное значение между степенью окисленности кислорода в воде (-2) и в молекулярном кислороде (0). Поэтому пероксид водорода обладает свойствами как окислителя, так и восстановителя, т. е. проявляет окислительно-восстановительную двойственность. Все же для него более характерны окислительные свойства, так как стандартный потенциал электрохимической системы
в которой H2O2 выступает как окислитель, равен 1,776 В, в то время как стандартный потенциал электрохимической системы
в которой пероксид водорода является восстановителем, равен 0,682 В.
В качестве примеров реакций, в которых H2O2 служит окислителем, можно привести окисление нитрита калия
KNO2 + H2O2 = KNO3 + H2O
и выделение иода из иодида калия:
2KNI + H2O2 = I2 + 2KOH
Как пример восстановительной способности пероксида водорода укажем на реакции взаимодействия H2O2 с оксидом серебра(I)
Ag2O + H2O2 = 2Ag + H2O + O2
а также с раствором перманганата калия в кислой среде:
Если сложить уравнения, отвечающие восстановлению пероксида водорода и его окислению, то получится уравнение самоокисления-самовосстановления пероксида водорода:
— 338 —
Это — уравнение процесса разложения пероксида водорода, о котором говорилось выше.
Применение пероксида водорода связано с его окислительной способностью и с безвредностью продукта его восстановления (H2O). Его используют для отбелки тканей и мехов, применяют в медицине (3% раствор — дезинфицирующее средство), в пищевой промышленности (при консервировании пищевых продуктов), в сельском хозяйстве для протравливания семян, а также в производстве ряда органических соединений, полимеров, пористых материалов. Как сильный окислитель пероксид водорода используется в ракетной технике.
Пероксид водорода применяют также для обновления старых картин, написанных масляными красками и потемневших от времени вследствие превращения свинцовых белил в черный сульфид свинца под действием содержащихся в воздухе следов сероводорода. При промывании таких картин пероксидом водорода сульфид свинца окисляется в белый сульфат свинца:
PbS + H2O2 = PbSO4 + 4H2O
Epidemiology and Infectious Diseases » Role of hydrogen peroxide in the myeloperoxide-dependent antimicrobial activity of neutrophils
The paper considers the role of hydrogen peroxide (h3O2 ) in the myeloperoxidase-dependent activity of major human protective cells, such as neutrophil leukocytes, in the formation of the strong bactericidal agent hypochlorous acid and its ionic form (НОCl/OCl¯).
Keywords: peroxidasosomes, phagosomes, hydrogen peroxide, neutrophils, myeloperoxidase
Главные защитные клетки организма человека, его первая «линия обороны» – это нейтрофильные лейкоциты, эффективно уничтожающие многочисленные формы патогенных микроорганизмов. Это происходит в результате протекающих в нейтрофилах окислительно-восстановительных или редокс-реакций при участии частично восстановленных форм кислорода.

Непосредственные антимикробные реакции в содержащей патогены фагосоме начинаются с их слияния с миелопероксидазосодержащими специализированными антимикробными органеллами фагоцитов – пероксидазосомами.

В фагосомах нейтрофилов человека в норме МПО содержится в количестве, достаточном для создания оптимального антимикробного эффекта, и увеличение или уменьшение ее содержания в 2 раза не сказывается на антимикробной активности нейтрофила.


Использование свободнорадикальных и пероксидных процессов в качестве механизма защиты является эволюционно очень древним, а галогенирующая пероксидазная система восходит по своему происхождению к очень примитивным древним организмам, поскольку придает им эволюционное преимущество перед другими, не обладающими такой системой [18].
Кратко описанная антимикробная система МПО, работающая идеально при оптимальных условиях, тем не менее дает сбои. Так, часть вирулентных штаммов микробов выживает в фагосомах нейтрофила, что неоднократно проявляется в появлении довольно опасных внутрибольничных инфекций, в частности вызываемых вирулентными и устойчивыми к антибиотику метициллину золотистыми стафилококками [13]. Такие инфекции с трудом поддаются лечению. Попадая во враждебную среду фагосомы, вирулентные штаммы «напрягают» все свои силы, чтобы «бежать» из фагосомы, выдержать действие этой среды или репарировать нанесенные структурные повреждения в ходе антимикробной атаки, а в крайнем случае нанести ответный удар – лизировать нейтрофил.
Нередко инфекции возникают в виде побочных реакций на применение лекарственных средств (ксенобиотиков). Одни лекарственные средства подавляют экспрессию МПО в фагоцитах, другие, попадая внутрь нейтрофила в его фагосомы и реагируя с МПО, подавляют выработку системой МПО HOCl [21].

Таким образом, изучение действия ксенобиотиков лекарственного или промышленного происхождения на активность системы МПО носит пока фрагментарный характер, а комплексное изучение пероксидазосом в целом в контексте физиологии и патофизиологии нейтрофилов в процессе борьбы с патогенами еще не начиналось. А это чрезвычайно важно, например, в связи с угрозой биотерроризма (известны попытки применения вирулентных штаммов возбудителей туляремии и сибирской язвы, действующих на пероксидазосомные антимикробные системы, предупреждая их активацию). Достаточно всего 10 возбудителей туляремии в аэрозоле, чтобы вызвать молниеносную летальную пневмонию [23]. Кроме того, возникла проблема, связанная с эволюционированием микроорганизмов, их генотипов, устойчивых к антибиотикам. Это относится к золотистым стафилококкам, туберкулезным микобактериям.
Prof. Rogovin Vsevolod Viktorovich, MD; Head, Laboratory of Cell Redox Processes, N.N. Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences
Address: 4a, Kosygin St., Moscow 119991
Telephone: +7(495) 936-12-09
E-mail: [email protected]
Ионно-радикальная химия в кластерах (h3O2)N
Андрей
Писаненко, и
Ева
Плугаржова, и
Иво С.
Винкларек, или
Юзеф
Раковский, и
Виктория
Потеря, и
Ярослав
Кочишек и
и
Михал
Фарник
* и
Принадлежности автора
*
Соответствующие авторы
и
Институт физической химии Й.
Электронная почта:
[email protected]
Факс: +420 28658 2307
Тел.: +420 26605 3206
б
Факультет математики и физики, Карлов университет, Ке Карлову 3, 121 16 Прага 2, Чехия
Аннотация
Мы исследуем химию перекиси водорода, индуцированную ионизацией, в (H 2 O 2 ) N кластеров, образующихся после захвата индивидуального H 2 O 2 молекул на больших свободных Ar M , ≈ 160, наночастиц в молекулярных пучках. Масс-спектры положительных и отрицательных ионов регистрируются после электронной ионизации кластеров при энергиях 5–70 эВ и после прилипания медленных электронов (менее 4 эВ) соответственно. Спектры показывают, что (H 2 O 2 ) N кластеры с N ≥ 20 образуются на наночастице аргона статьи. Это первый экспериментальный отчет о кластерах пероксида водорода в молекулярных пучках. Серия основных отрицательных кластерных ионов (H 2 O 2 ) n O 2 9005 8 − указывает O 2 − ионное образование. Диссоциативное присоединение электрона к молекулам H 2 O 2 в газовой фазе дает только OH − и O − 9005 9 (Nandi et al.

-
Эта статья является частью тематического сборника:
ГОРЯЧИЕ статьи PCCP 2020
Исследование роли внеклеточного h3O2 и ионов переходных металлов в генотоксическом действии аскорбиновой кислоты на моделях клеточных культур
.
doi: 10.1016/j.toxlet.2007.02.005.
Epub 2007, 20 февраля.
Тьяго Л Дуарте
1
, Габриэла М. Алмейда, Джордж Д. Д. Джонс
принадлежность
- 1 Группа радиационного и окислительного стресса, Департамент исследований рака и молекулярной медицины, Биоцентр, Лестерский университет, Лестер LE1 7RH, Великобритания. [email protected]
-
PMID:
17382497
-
DOI:
10.1016/j.toxlet.2007.02.005
Бесплатная статья
Тиаго Л. Дуарте и др.
Токсикол Летт.
.
Бесплатная статья
. 2007 5 апреля; 170 (1): 57-65.
doi: 10.1016/j.toxlet.2007.02.005.
Epub 2007, 20 февраля.
Авторы
Тьяго Л Дуарте
1
, Габриэла М. Алмейда, Джордж Д. Д. Джонс
принадлежность
- 1 Группа радиационного и окислительного стресса, Департамент исследований рака и молекулярной медицины, Биоцентр, Лестерский университет, Лестер LE1 7RH, Великобритания. [email protected]
-
PMID:
17382497
-
DOI:
10.
1016/j.toxlet.2007.02.005
Абстрактный
В присутствии кислорода аскорбиновая кислота (АК) нестабильна в водной среде и окисляется до дегидроаскорбата (ДГК) с образованием реакционноспособных промежуточных продуктов, таких как свободный радикал аскорбата и h3O2. Предполагается, что цитотоксичность АК связана с внеклеточной продукцией h3O2 и что это опосредовано ионами переходных металлов, присутствующими в клеточной среде. Здесь мы исследуем роль внеклеточного h3O2 и ионов металлов в генотоксичности АК в моделях клеточных культур. Наши предварительные результаты подтвердили, что физиологические концентрации АК не были токсичными для конфлюэнтных фибробластов человека, хотя они ингибировали пролиферацию клеток при низкой плотности. Не наблюдалось ингибирования с 2-фосфатом аскорбиновой кислоты (AA2P), производным витамина С, которое остается стабильным в культуральной среде. Кроме того, высокие концентрации АК индуцировали разрыв цепи ДНК дозозависимым образом, тогда как ДГК и АК2Ф не были генотоксичными.
Похожие статьи
-
Модуляция витамином С повреждения, вызванного h3O2, и гомеостаза железа в клетках человека.
Дуарте Т.Л., Джонс Г.Д.
Дуарте Т.Л. и соавт.
Свободный Радик Биол Мед. 2007 15 октября; 43 (8): 1165-75. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.07.017. Epub 2007 19 июля.
Свободный Радик Биол Мед. 2007.PMID: 17854712
-
Перекись водорода опосредует уничтожение опухолевых клеток U937, вызванное фармакологически достижимыми концентрациями аскорбиновой кислоты: предотвращение гибели клеток с помощью внеклеточной каталазы или каталазы из совместно культивируемых эритроцитов или фибробластов.
Сестили П., Брэнди Г., Брамбилла Л., Каттабени Ф., Кантони О.
Сестили П. и др.
J Pharmacol Exp Ther. 1996 г., июнь; 277 (3): 1719-25.
J Pharmacol Exp Ther. 1996.PMID: 8667243
-
Дегидроаскорбиновая кислота предотвращает окислительную гибель клеток через глутатионовый путь в первичных астроцитах.
Ким Э.Дж., Пак Ю.Г., Байк Э.Дж., Юнг С.Дж., Вон Р., Нахм Т.С., Ли Б.Х.
Ким Э.Дж. и др.
J Neurosci Res. 2005 март 1; 79 (5): 670-9. doi: 10.1002/jnr.20384.
J Neurosci Res. 2005.PMID: 15668957
-
Пероксид водорода. Повсеместно в культуре клеток и in vivo?
Холливелл Б., Клемент М.В., Рамалингам Дж., Лонг Л.Х.
Холливелл Б. и соавт.
Жизнь ИУБМБ. 2000 г., октябрь-ноябрь; 50 (4-5): 251-7.дои: 10.1080/713803727.
Жизнь ИУБМБ. 2000.PMID: 11327318
Обзор.
-
Витамин С и роль цитрусовых соков в качестве функционального питания.
Марти Н., Мена П., Кановас Х.А., Микол В., Саура Д.
Марти Н. и др.
Нац Прод коммун. 2009 г.Май; 4 (5): 677-700.
Нац Прод коммун. 2009.PMID: 19445318
Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
-
Достижения в новых путях биосинтеза витамина С у животных и роль выводов, основанных на прокариотах, для понимания их происхождения.
Дуке П., Виейра К.П., Виейра Дж.
Дуке П. и соавт.
Гены (Базель). 2022 Окт 21;13(10):1917. doi: 10.3390/genes13101917.
Гены (Базель). 2022.PMID: 36292802
Бесплатная статья ЧВК.Обзор.
-
Роль Fe, трансферрина и рецептора трансферрина в противоопухолевом действии витамина С.
Цю Дж., Ву Р., Лонг Й., Пэн Л., Ян Т., Чжан Б., Ши Х., Лю Дж., Чжан Х.
Цю Дж. и др.
Раков (Базель). 2022 17 сентября; 14 (18): 4507. doi: 10.3390/раки14184507.
Раков (Базель). 2022.PMID: 36139668
Бесплатная статья ЧВК. -
Высокие дозы витамина С для лечения рака.
Мусса А., Мохд Идрис Р.А., Ахмед Н., Ахмад С., Муртадха А.Х., Тенгку Дин ТАДАА, Ян С.И., Ван Абдул Рахман В.Ф., Мат Лазим Н., Ускокович В., Хаджисса К., Мохтар Н.Ф., Мохамуд Р., Хассан Р.
Мусса А. и др.
Фармацевтика (Базель). 2022 3 июня; 15 (6): 711. doi: 10.3390/ph25060711.
Фармацевтика (Базель). 2022.PMID: 35745630
Бесплатная статья ЧВК.Обзор.
-
Тетрагексилдециласкорбат (THDC) быстро разлагается в условиях окислительного стресса, но может быть стабилизирован ацетилзингероном для усиления выработки коллагена и антиоксидантного действия.
1016/j.toxlet.2007.02.005
дои: 10.1080/713803727.

Добавить комментарий