Оксалат

редактировать
Оксалат
две заглавные буквы C, соединенные друг с другом сплошной линией и каждая из которых соединена с двумя отдельными буквами O сплошной линией и пунктирной линией рядом со сплошной линией, все это в скобках с −2 в правом верхнем углу Строение оксалат-аниона
две черные сферы, соединенные друг с другом черным цилиндром, каждая из которых соединена с двумя отдельными красными сферами через сплошной цилиндр и пунктирную линию рядом с сплошным цилиндром, каждая из которых черная для половины, расположенной ближе к черной сфере, и красная для наполовину ближе к красной сфере Шариковая модель оксалата
Имена
Предпочтительное название IUPAC Оксалат
Другие имена оксалат-ион, дианион этандиовой кислоты, дианион щавелевой кислоты, этандиоат
Идентификаторы
Количество CAS
3D модель ( JSmol )
Ссылка на Beilstein 1905970
ЧЭБИ
ChemSpider
Ссылка на Гмелин 2207
КЕГГ
PubChem CID
ИнЧИ
  • InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2 Ключ: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
  • : InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2 Ключ: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
Улыбки
  • C (= O) (C (= O) [O -]) [O-]
Характеристики
Химическая формула C 2- 4
Молярная масса 88,019  г моль -1
Конъюгированная кислота Гидрогеноксалат
Состав
Группа точек Д 2ч
Родственные соединения
Связанные изоэлектронные четырехокись азота
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Оксалат (ИЮПАК: этандиоат) - это соединение, содержащееся в некоторых продуктах питания, которое при употреблении выводится из организма через мочу. Избыточное потребление связано с подагрой и камнями в почках. Многие ионы металлов образуют нерастворимые осадки с оксалатом, ярким примером которого является оксалат кальция, основной компонент наиболее распространенного вида почечных камней. Некоторые растительные продукты, такие как корень и / или листья шпината, ревеня и гречки, содержат много щавелевой кислоты и могут способствовать образованию камней в почках у некоторых людей. Химически оксалат представляет собой дианион с формулой C 2- 4, также написано (COO)2- 2. Либо имя часто используется для производных, таких как соли с щавелевой кислотой, например, оксалат натрия Na 2 C 2 O 4, или диметилоксалат ((СН 3) 2 С 2 O 4). Оксалат также образует координационные соединения, где его иногда сокращают как окс.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Отношение к щавелевой кислоте
  • 2 Структура
  • 3 Встречаемость в природе
    • 3.1 Физиологические эффекты
  • 4 Как лиганд
  • 5 Превышение
    • 5.1 Приобретено
    • 5.2 Врожденный
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки
  • 8 Дальнейшее чтение
  • 9 Внешние ссылки

Отношение к щавелевой кислоте

Диссоциация протонов от щавелевой кислоты происходит ступенчато, как и для других полипротонных кислот. Потеря одного протона приводит к образованию одновалентного гидрогеноксалат- аниона HC - 4. Соли с этим анионом иногда называют кислоты оксалата, одноосновное оксалат или оксалат водорода. Константа равновесия ( K a ) потери первого протона равна5,37 × 10 −2 (p K a  = 1,27). Потеря второго протона, который дает оксалат-ион, имеет константу равновесия5,25 × 10 −5 (p K a  = 4,28). Эти значения означают, что в растворах с нейтральным pH отсутствует щавелевая кислота и присутствуют только следовые количества оксалата водорода. В литературе часто неясно различие между H 2 C 2 O 4, HC - 4, а C 2- 4, а коллекция видов называется щавелевой кислотой.

Состав

Рентгеновская кристаллография простых солей оксалата показывает, что оксалат-анион может принимать либо плоскую конформацию с симметрией молекулы D 2h, либо конформацию, в которой диэдрические значения O – C – C – O приближаются к 90 ° с приблизительной симметрией D 2d. В частности, оксалатный фрагмент принимает плоскую конформацию D 2h в твердотельных структурах M 2 C 2 O 4 (M = Li, Na, K). Однако в структуре Cs 2 C 2 O 4 двугранный угол O – C – C – O составляет 81 (1) °. Следовательно, Cs 2 C 2 O 4 более близко аппроксимируется структурой симметрии D 2d, поскольку две плоскости CO 2 расположены в шахматном порядке. Две формы Rb 2 C 2 O 4 были структурно охарактеризованы методом дифракции рентгеновских лучей на монокристалле; один содержит плоский оксалат, а другой - оксалат в шахматном порядке.

Поскольку предыдущие примеры показывают, что конформация, принимаемая дианионом оксалата, зависит от размера щелочного металла, с которым он связан, некоторые исследовали барьер для вращения вокруг центральной связи C-C. Расчетный барьер для вращения вокруг этой связи был определен как примерно 2–6 ккал / моль для свободного дианиона C 2- 4. Такие результаты согласуются с интерпретацией, что центральную углерод-углеродную связь лучше всего рассматривать как одинарную связь только с минимальными пи-взаимодействиями между двумя CO.- 2единицы. Этот барьер для вращения вокруг связи C-C (который формально соответствует разнице в энергии между плоской и шахматной формами) может быть отнесен к электростатическим взаимодействиям, поскольку неблагоприятное отталкивание O-O максимизируется в плоской форме.

Важно отметить, что оксалат часто встречается как бидентатный хелатирующий лиганд, такой как ферриоксалат калия. Когда оксалат хелатируется с единственным металлическим центром, он всегда принимает плоскую конформацию.

Встречаемость в природе

Оксалат встречается во многих растениях, где она синтезируемых неполного окисления из углеводов.

К растениям, богатым оксалатами, относятся жирная курица («четверти ягненка»), щавель и несколько видов оксалиса. Корень и / или листья ревеня и гречихи богаты щавелевой кислотой. К другим съедобным растениям, которые содержат значительные концентрации оксалата, относятся, в порядке убывания, карамбола, черный перец, петрушка, мак, амарант, шпинат, мангольд, свекла, какао, шоколад, большинство орехов, большинство ягод, рыбий хвост пальмы и т. Д. Новозеландский шпинат ( Tetragonia tetragonioides ) и фасоль. Листья чайного растения ( Camellia sinensis ) содержат одни из самых высоких измеренных концентраций щавелевой кислоты по сравнению с другими растениями. Однако напиток, полученный путем настаивания в горячей воде, обычно содержит от низкого до умеренного количества щавелевой кислоты из-за небольшой массы листьев, используемых для пивоварения.

Физиологические эффекты

Сканирующая электронная микрофотография поверхности почечного камня, показывающая тетрагональные кристаллы ведделлита (дигидрата оксалата кальция), выходящие из аморфной центральной части камня; длина рисунка по горизонтали составляет 0,5 мм фигурного оригинала.

В организме щавелевая кислота соединяется с двухвалентными катионами металлов, такими как кальций (Ca 2+) и железо (II) (Fe 2+), с образованием кристаллов соответствующих оксалатов, которые затем выводятся с мочой в виде мелких кристаллов. Эти оксалаты могут образовывать более крупные камни в почках, которые могут закупоривать почечные канальцы. По оценкам, 80% камней в почках образуются из оксалата кальция. Людям с заболеваниями почек, подагрой, ревматоидным артритом или некоторыми формами хронической боли в области вульвы ( вульводиния ) обычно рекомендуется избегать продуктов с высоким содержанием щавелевой кислоты. В настоящее время актуальны методы снижения содержания оксалатов в пище.

Оксалат магния (Mg 2+) ( K sp =8,5 × 10 −5) в 177 раз более растворим, чем оксалат кальция ( K sp =2,7 × 10 −9). Действительно, отношение их соответствующей растворимости ( S) равно квадратному корню из отношения их соответствующих продуктов растворимости:

S M грамм S C а знак равно K s п ( M грамм ) K s п ( C а ) {\ displaystyle {\ frac {S _ {\ mathrm {Mg}}} {S _ {\ mathrm {Ca}}}} = {\ sqrt {\ frac {K _ {\ mathrm {sp (Mg)}}} {K_ { \ mathrm {sp (Ca)}}}}}}

Таким образом, оксалат кальция с большей вероятностью выпадет в осадок, когда уровень магния низкий, а уровень кальция и оксалата высокий. Оксалат магния в миллион раз более растворим, чем оксалат ртути. Растворимость оксалатов для металлов уменьшается в следующем порядке: Mggt; Cagt; Cd gt; Zngt; {Mn, Ni, Fe, Cu}gt; {As, Sb, Pb}gt; Hg.

Сильно нерастворимый оксалат железа (II), по- видимому, играет важную роль при подагре, в зародышеобразовании и росте чрезвычайно растворимого урата натрия. Это объясняет, почему подагра обычно появляется после 40 лет, когда уровень ферритина в крови превышает 1 мкг / л. Людям, страдающим или подверженным риску подагры, следует избегать продуктов с высоким содержанием оксалатов.

Кадмий катализирует превращение витамина С в щавелевую кислоту. Это может быть проблемой для людей, подвергающихся воздействию высоких уровней кадмия в своем рационе, на рабочем месте или в результате курения.

В исследованиях на крысах добавки кальция, вводимые вместе с продуктами с высоким содержанием щавелевой кислоты, могут вызвать осаждение оксалата кальция в кишечнике и снизить уровень оксалата, усваиваемого организмом (в некоторых случаях на 97%).

Щавелевая кислота также может быть произведена метаболизмом этиленгликоля («антифриз»), глиоксиловой кислоты или аскорбиновой кислоты ( витамин С ).

Порошкообразный оксалат используется в пчеловодстве в качестве пестицида для борьбы с пчелиным клещом.

Некоторые грибы этого рода Aspergillus производят щавелевую кислоту.

Некоторые предварительные данные показывают, что прием пробиотиков может положительно влиять на скорость выведения щавелевой кислоты.

Как лиганд

Основная статья: оксалатный комплекс переходного металла

Оксалат, сопряженное основание щавелевой кислоты, является отличным лигандом для ионов металлов. Обычно он связывается как бидентатный лиганд, образуя 5-членное кольцо MC 2 O 2. Иллюстративным комплексом является ферриоксалат калия, K 3 [Fe (C 2 O 4) 3 ]. Препарат оксалиплатин демонстрирует улучшенную растворимость в воде по сравнению с более старыми препаратами на основе платины, что позволяет избежать ограничивающего дозу побочного эффекта нефротоксичности. Щавелевая кислота и оксалаты могут окисляться перманганатом в автокаталитической реакции. Одним из основных применений щавелевой кислоты является удаление ржавчины, которое возникает из-за того, что оксалат образует водорастворимые производные с ионом трехвалентного железа.

Избыток

Избыточный уровень оксалата в крови называется гипероксалиемией, а высокий уровень оксалата в моче - гипероксалурией.

Приобретенный

Хотя это и необычно, потребление оксалатов (например, выпас животных на оксалатсодержащих растениях, таких как Bassia hyssopifolia, или потребление человеком щавеля или, особенно в чрезмерных количествах, черного чая ) может привести к заболеванию почек или даже смерти из-за оксалатное отравление. Медицинский журнал Новой Англии сообщил об острой оксалатной нефропатии «почти наверняка из-за чрезмерного употребления холодного чая» у 56-летнего мужчины, который выпивал «шестнадцать стаканов холодного чая по 8 унций в день» (примерно 3,8 литра). Авторы статьи выдвинули гипотезу о том, что острая оксалатная нефропатия является недостаточно диагностируемой причиной почечной недостаточности, и предложили тщательно изучить диетический анамнез пациента в случаях необъяснимой почечной недостаточности без протеинурии (избыток белка в моче) и с большим количеством оксалата кальция в моче. осадок мочи. Oxalobacter formigenes в кишечной флоре может помочь облегчить это.

Врожденный

Основная статья: Первичная гипероксалурия

Первичная гипероксалурия - редкое наследственное заболевание, приводящее к увеличению выведения оксалатов, часто встречаются оксалатные камни.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-03-27 05:13:26
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте