Бисульфит
Бисульфит IUPAC -ион ( -Recommed Nomenclatore: гидрогенсульфит ) является ион HSO −
3 Соли, содержащие HSO −
3 иона также известны как «сульфитные лиевые». [ 1 ] Бисульфит натрия используется взаимозаменяемо с метабисульфитом натрия (Na 2 S 2 O 5 ). Метабисульфит натрия растворяется в воде, чтобы получить раствор NA + HSO −
3 .
- NA 2 S 2 O 5 + H 2 O → 2 Na [HSO 3 ]
Структура
[ редактировать ]Бисульфитный анион существует в растворе в виде смесь двух таутомеров . Один таутомер имеет протон, прикрепленный к одному из трех кислородных центров. Во втором таутомере протон проживает на серу. S-протонированный таутомер имеет C 3V симметрию . О-протонированный таутомер имеет симметрию только .
Реакция
[ редактировать ]Таутомеризация
[ редактировать ]Существуют два таутомера бисульфита. Они легко перекрывают, но могут быть охарактеризованы индивидуально различными спектроскопическими методами. Они были замечены 17 O ЯМР -спектроскопия: [ 1 ] [ 2 ]
- HSO 3 − Итак, 2 (о) − K = 4,9
Кислотные реакции
[ редактировать ]Растворы бисульфита обычно готовятся путем обработки диоксида серы с водным основанием: [ 3 ]
- Так 2 + Ох − → HSO −
3
HSO −
3 - конъюгатное основание ( серной кислоты H 2 SO 3 ).
HSO −
3 - слабый кислый вид с P K A 6,97. Его сопряженное основание сульфитово , поэтому 2−
3 :
- HSO −
3 ⇌ так 2−
3 + ч +
Дегидратация/увлажнение равновесия
[ редактировать ]Попытка выделения общих солей бисульфита приводит к дегидратации аниона с образованием метабисульфита ( S
2 o 2−
5 ), также известный как дисульфит:
- 2 HSO −
3 ⇌ с
2 o 2−
5 + h 2 o
Из -за этого равновесия нельзя получить безводные соли натрия и калия бисульфита. Тем не менее, есть некоторые сообщения о безводных бисульфитах с большими ионами . [ 4 ]
Окислительно -восстановительные реакции
[ редактировать ]Бисульфит является хорошим восстановительным агентом, особенно для кислородного скраба:
- 2 HSO −
3 + O 2 → 2 SO 2−
4 + 2 ч +
Его снижающие свойства используются для осаждения золота из авторской кислоты (золото, растворяемое в аква -режиа ) и снижают хром (VI) к хром (III). При хлорировании воды бисульфит натрия используется для уменьшения остаточного «хлора», который может оказать негативное влияние на водную жизнь.
Органический синтез
[ редактировать ]
В органической химии « бисульфит натрия » используется для формирования аддуктов с альдегидом и с определенными циклическими кетонами . Этими аддуктами являются α-гидрокси сульфоновые кислоты . [ 6 ] Эта реакция полезна для разделения и очистки альдегидов. [ 7 ] Бисульфитные аддукты заряжаются, и поэтому они более растворимы в полярных растворителях. Реакция может быть изменена в основании или сильной кислоте. [ 8 ] Примеры таких процедур описаны для бензальдегида , [ 9 ] 2-тететрон , [ 10 ] Цитара , [ 11 ] этиловый эфир пировиновой кислоты [ 12 ] и глисаль . [ 13 ] Сообщается , что в реакции циклогексанона циклогексанона с диазальдом реакция бисульфита обеспечивает дифференцировку между первичным циклогептоном продукта реакции и основным загрязняющим циклооктаноном. [ 14 ]
Другое использование бисульфита в органической химии - в качестве мягкого восстановительного агента , например, для удаления трассов или избыточных количеств хлора , брома , йода , гипохлорита , эфиров осмата , триоксида хрома и перманганата калия . Бисульфит натрия является агентом депроекта в процедурах очистки, поскольку он снижает сильно окрашенные окислительные агенты, конъюгированные алкены и карбонильные соединения.
Бисульфит также является ключевым ингредиентом в реакции Бухерера . В этой реакции ароматическая гидроксильная группа преобразуется в соответствующую группу амина . Это обратимая реакция . Первым шагом в этой реакции является реакция бисульфита натрия на ароматическую двойную связь . Синтез Bucherer Carbazole - это связанная органическая реакция , которая использует бисульфит натрия в качестве реагента.
Бисульфитная ДНК секвенирование
[ редактировать ]
Бисульфит натрия используется при анализе состояния метилирования цитозинов в ДНК .
В этом методе бисульфит натрия деаминат цитозин в урацил , но не влияет на 5-метилцитозин , метилированную форму цитозина с метильной группой, прикрепленной к углероду 5.
Когда ДНК, обработанная бисульфитом, амплифицируется посредством полимеразной цепной реакции , урацил амплифицируется в виде тимина, а метилированные цитозины амплифицируются в виде цитозина. Методы секвенирования ДНК затем используются для чтения последовательности ДНК, обработанной бисульфитом. Те цитозины, которые читаются в виде цитозинов после секвенирования, представляют собой метилированные цитозины, в то время как те, которые читаются в виде тимина, представляют собой неметилированные цитозины в геномной ДНК. [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2 -е изд.). Баттерворт-Хейнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^
Хорнер, да; Connick, Re (1986). "Коэффициент равновесия для изомеризации бисульфитного иона из HSO −
От 3 до 3 ч − " . Неорганическая химия . 25 (14): 2414–2417. DOI : 10.1021/IC00234A026 . - ^ Барбера, Хосе Хименес; Метцгер, Адольф; Вольф, Манфред (2000). «Сульфиты, тиосульфаты и химия дитионитов». Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a25_477 . ISBN 3527306730 .
- ^ Мэйлор, Р.; Джилл, JB; Гудолл, округ Колумбия (июль 1971 г.). «Некоторые исследования безводного сульфита кобальта». Журнал неорганической и ядерной химии . 33 (7): 1975–1979. doi : 10.1016/0022-1902 (71) 80558-4 .
- ^ Картер, Кей Л.; Siddiquee, Tasneem A.; Мерфи, Кристен Л.; Беннетт, Деннис В. (18 марта 2004 г.). «Удивительно неуловимая кристаллическая структура метабисульфита натрия». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная наука . 60 (2): 155–162. doi : 10.1107/s0108768104003325 . PMID 15017087 .
- ^ Янг, Стивен Д.; Buse, Charles T.; Хиткок, Клейтон Х. (1990). «2-метил-2- (триметилсилокси) пентан-3-о-о» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 7, с. 381 .
- ^ Furigay, Maxwell H.; Баучер, Мария М.; Mizgier, Nikola A.; Бриндл, Шайенн С. (2018-04-02). «Разделение альдегидов и реактивных кетонов от смесей с использованием протокола экстракции бисульфита» . Журнал визуализированных экспериментов (134): 57639. DOI : 10.3791/57639 . ISSN 1940-087X . PMC 5933314 . PMID 29658940 .
- ^ Бунтин, SA; Черт, Ричард Ф. (1990). «2-метил-3-фенилпропанал» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 7, с. 361 .
- ^ Тейлор, Гарольд М.; Хаузер, Чарльз Р. (1973). «α- ( N , N -диметиламино) фенилацетонитрил» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 5, с. 437 .
- ^ SOFFER, MD; Беллис, депутат; Геллерсон, Хильда Э.; Стюарт, Роберта А. (1963). «β-тетралон» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 4, с. 903 .
- ^ Рассел, Альфред; Кеньон, Р.Л. (1955). «Псевдооонон» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 3, с. 747 .
- ^ Cornforth, JW (1963). «Этилруват» . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 4, с. 467 .
- ^ Ронцио, Энтони Р.; Во, ТД (1955). "Глиоксальный бисульфит" . Органические синтезы ; Собранные объемы , вып. 3, с. 438 .
- ^ Dauben, Hyp J. Jr.; Рингольд, Говард Дж.; Уэйд, Роберт Х.; Пирсон, Дэвид Л.; Андерсон, Артур Г. младший . "Циклогептинон" . Органические синтезы . doi : 10.15227/orgsyn.034.0019 ; Собранные объемы , вып. 4, с. 221
- ^ Frommer, M.; Макдональд, Ле; Миллар, DS; Коллис, CM; Ватт, Ф.; Григг, GW; Molloy PL; Пол, Кл (1992). «Протокол геномного секвенирования, который дает положительный показ 5-метилцитозиновых остатков в отдельных целях ДНК» . ПНА . 89 (5): 1827–1831. Bibcode : 1992pnas ... 89.1827f . doi : 10.1073/pnas.89.5.1827 . PMC 48546 . PMID 1542678 .