Пероксид

Из Википедије, слободне енциклопедије
Типови пероксида, од горе на доле: пероксидни јон, органски пероксид[1][2], органски хидропероксид, перкиселина

Пероксид је хемијско једињење хемијских елемената са кисеоником, у којем се кисеоник јавља са оксидационим бројем -I. Најпознатији пероксид је пероксид водоника.[3][4]

Пероксид баријума налази примену у пиротехници. Пероксид натријума се користи за апсорбовање угљен-диоксида и регенератор кисеоника (нпр. у подморницама), у след реакције:

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

Неки од најпознатијих пероксида су:

  • H2O2
  • Na2O2
  • K2O2
  • Rb2O2
  • Cs2O2
  • (NH4)2O2
  • MgO2. xH2O
  • CaO2
  • SrO2
  • BaO2
  • ZnO2
  • CdO2
  • HgO2

Такође постоје и супероксиди, код којих се кисеоник јавља са оксидационим бројем -½ нпр. KO2 - супероксид калијума.

Биохемија[уреди]

Пероксиди су обично веома реактивни и стога се појављују у природи у веома мало облика, међу којима, поред водоник-пероксида, и неки продукти поврћа као што су аскаридол и дериват пероксида простагландина. Водоник-пероксид јавља се на површини воде, у подземним водама и у атмосфери. Формира се под светлошћу или неким другим катализатором. Морска вода садржи од 0.5 до 14 милиграма по литру водоник-пероксида, свежа вода од 1 до 30. Водоник-пероксид формира се у људима и животињама, као и у кратко живом продукту у биохемијском процесу и токсичан је за ћелије. Токсичност потиче од оксидације протеина и ДНК од пероксидних јона.[5] Класа биолошких ензима СОД (супероксид дисмутаза) ствара се у скоро свим живим ћелијама као антиоксиданси. Они помажу разлагање супероксида у кисеоник и водоник-пероксид, који је убрѕо разложен помоћу ензима каталазе у кисеоник и воду.[6]

Формирање водоник-пероксида помоћу супероксида дисмутазе (SOD)

Пероксизоми су органеле које се налазе у скоро свим еукариотским ћелијама.[7] Оне учествују у катаболизму дугих ланаца масних киселина, биосинтези плазмалогена. Приликом оксидације, оне производе водоник-пероксид.[8]

FAD = Флавин аденин динуклеоид

Каталаза, још један пероксимални ензим, користи водоник-пероксид да оксидира друге субстрате, укључујући феноле, метанску (мрављу) киселину, формалдехид и алкохол. Овај процес такође отклања отрован водоник-пероксид у току процеса.


Ова реакција је важна у ћелијама јетре и бубрега, где пероксизоми неутралишу разне токсичне супстанце које уђу у крв. Један део алкохола (етанола) који људи унесу је оксидиран до ацеталдехида на овај начин. Такође, када се водоник-пероксид нагомила (скупи) у ћелији, каталаза га претвара у воду у следећој реакцији.


Још један извор водоник-пероксида је деградација аденозин-монофосфата који даје хипоксатин. Хипоксатин је затим катаболизован до ксантина а онда до уринске киселине, а катализатор у овој реакцији је ксантин оксидаза.

Деградација хипоксантина до уринарне киселине да се формира хидорген-пероксид. XO је овде ксантиноксидаза


Деградација гуанозина монофосфата даје ксантин као примарни продукт који је затим конвертован на исти начин у уринску киселину са формацијом водоник-пероксида.

Јаја морског јежа, убрзо након што су оплођена, производе водоник-пероксид. Он је убрзо разложен на OH- радикале. Радикали служе као покретачи радијалне полимеризације, која окружује јаја заштитним слојем полимера.

Буба бомбардер

Једна брста бубе (bombardier beetle на енглеском) може да баца корозивне и смрдљиве мехурове на своје непријатеље. Буба производи и складишти хидрохинон и водоник-пероксид, у два одвојена резервоара на задњем делу абдомена. Када је нападнута, буба грчи мишиће који гураху два реактанта кроз канале у одељак који садржи воду и смешу каталичких ензима. Када се комбинују, настаје бурна егзотермна хемијска реакција, температура расте скоро до тачке кључања воде (100 °C). Кључајућа течност непријатног мириса делом постаје гас и избачена је кроз спољашњи вентил уз гласан звук.

Синтеза водоник-пероксида[уреди]

Антрахинон - процес добијања водоник-пероксида

Најчешће коришћен метод синтезе водоник-пероксида је антрахинон процес. Антахинон је прво хидрогенизован до антахидрохинона. Ова редукована компонента је оксидирана са молекулима кисеоника, регенеришући антахинон и отпуштајући водоник-пероксид. Директна синтеза водоник-пероксида из водоника и кисеоника је неефикасна и тренутно се не употребљава у индустрији.

Многи пероксиди минералних соли, као што су пероксид-дисулфати и перкарбонати, могу бити добијени оксидацијом (помоћу анода) тих киселина. Материјал аноде мора бити стабилан на високим потенцијалима од неколико волти, тако да је углавном или платина или њене легуре.


Пероксидисумпорна киселина је у историји коришћена за прављење водоник-пероксида, помоћу метода развијеном на почетку 20. века.


Овај процес захтева релативно високу концентрацију пероксидисумпорне киселине зато што разблаженији раствори стварају кисеоник уместо пероксида.

Органски пероксиди[уреди]

Органски пероксиди могу бити подељени у две велике групе, пероксикиселине и органске хидропероксиде. Прва група се прави од карбоксилних киселина а друга од етра или алкохола.

Прављење[уреди]

Већина пероксикиселина могу се добити у реакцији водоник-пероксида и одговарајуће карбоксилне киселине.

R је органска група

Други начин користи алил (киселински) халид уместо карбоксилне киселине. Овај начин се користи највише са ароматичним једињењима у бази да би се неутрализовао добијени хлороводоник.


Ароматични алдехиди могу бити ауто-оксидирани у пероксикарбоксилну киселину.

Ar је арил

Продукти међутим делују са почетним адехидом градећи карбоксилну киселину.


Познато је неколико начина за синтезу алифатичних пероксида, као што је реакција диалкил-сулфата са алкалним раствором водоник-пероксида.[9][10] Овим методом, алкил-сулфат даје алкил групу и сулфатни јон формира напуштајућу групу (?).

Извори[уреди]

  1. Clayden Jonathan; Nick Greeves; Stuart Warren; Peter Wothers (2001). Organic chemistry. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. ISBN 0-19-850346-6. 
  2. Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th изд.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7. 
  3. Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 
  4. Holleman A. F., Wiberg E. (2001). Inorganic Chemistry (1st edition изд.). San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. 
  5. Löffler G. and Petrides, P. E. Physiologische Chemie. 4 ed. pp. 288, Springer, Berlin 1988. ISBN 978-3-540-18163-7. (in German)
  6. Löffler G. and Petrides, P. E. Physiologische Chemie. 4 ed. pp. 321-322, Springer, Berlin 1988. ISBN 978-3-540-18163-7. (in German)
  7. Gabaldón T (2010). „Peroxisome diversity and evolution”. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 365 (1541): 765—73. doi:10.1098/rstb.2009.0240. PMC 2817229. PMID 20124343. 
  8. Nelson & Cox (2005). стр. 663–664.
  9. Medwedew, S. S.; Alexejewa, E. N. (1932). „Organic peroxides II. Of the reaction between benzoyl hydroperoxide or benzoyl peroxide and triphenylmethyl”. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series) 65 (2): 137. doi:10.1002/cber.19320650204. 
  10. Wiley, Richard Haven "Preparation of diaikyl peroxides" САД патент 2357298 Issue date: 1942

Литература[уреди]