羟自由基
编辑羟基自由基是双原子分子•OH。 羟基自由基作为稀气体非常稳定,但在凝聚相中衰减非常快。 它在某些情况下很普遍。 最值得注意的是,羟基自由基是由氢过氧化物 (ROOH) 的分解产生的,或者在大气化学中,是由激发的原子氧与水的反应产生的。 它在辐射化学领域也很重要,因为它会导致过氧化氢和氧气的形成,这会增强处于放射性环境中的冷却剂系统的腐蚀和 SCC。
在有机合成中,羟基自由基最常由 1-hydroxy-2(1H)-pyridinethione 的光解产生。
符号
编辑羟基自由基的未成对电子正式由 O 旁边的中间点 • 表示。
生物学
编辑肌肉偶尔会作为免疫作用的副产品产生。 巨噬细胞和小胶质细胞在暴露于非常特殊的病原体(例如某些细菌)时最常产生这种化合物。 当免疫细胞过度激活并对邻近的健康细胞产生毒性时,羟基自由基的破坏作用与多种神经系统自身免疫性疾病有关,例如手部疾病。
羟基自由基几乎可以破坏所有类型的大分子:碳水化合物、核酸(突变)、脂质(脂质过氧化)和氨基酸(例如苯丙氨酸转化为间酪氨酸和邻酪氨酸)。 羟基自由基的体内半衰期非常短,约为 10-9 秒,并且具有高反应性。 这使它成为对生物体非常危险的化合物。 然而,人类、动物和植物已经进化为与羟基自由基共存,羟基自由基不能进入体内的血流或组织。
与可以通过超氧化物歧化酶解毒的超氧化物不同,羟基自由基不能通过酶促反应消除。
对病原体的影响
已知自由基在某些消毒剂的活性中很重要,因为它们攻击细菌中的基本细胞成分(革兰氏 -ve 和 +ve)并氧化病毒的表面结构。 自由基破坏病毒周围的脂质包膜和/或衣壳,导致裂解。 它们还会穿透病毒的内部并破坏基因组。 这些操作可以灭活病毒。 过氧化氢的消毒特性源于这些机制。
对过敏原的影响
已证明,自由基可通过降解和修饰三级结构和/或诱导蛋白质变性和/或聚集来改变花粉、孢子和宠物皮屑中的 IgE 结合能力,从而导致过敏原结构发生改变。 蜘蛛会立即使 Der p1 和 Der f1(屋尘螨)变性。 自由基氧化它们的蛋白质结构,例如主要由于氢提取或氧气添加而导致蛋白质骨架损坏。 两种羟基自由基引发的氧化机制都会导致过敏原结构发生改变。 免疫系统不再识别经过修饰的过敏原结构,因此不会释放组胺和其他化学介质。
净水
编辑自由基使用一系列统称为高级氧化过程 (AOP) 的方法在有机污染物的氧化破坏中发挥关键作用。 AOPs中污染物的破坏是基于羟基自由基对有机化合物的非选择性反应。 对杀虫剂、药物化合物、染料等一系列污染物具有高效的抑制作用。
空气净化
编辑羟基自由基通常被称为对流层的清洁剂,因为它与许多污染物发生反应,分解它们,通常是去除它们的xxx步。 它还在消除一些温室气体(如甲烷和臭氧)以及灭活致病病毒和细菌以及中和过敏性花粉和霉菌孢子方面发挥重要作用。
与羟基自由基的反应速率通常决定了污染物在大气中的持续时间,如果它们不经过光解或被雨淋掉的话。 例如,与羟基自由基反应相对较慢的甲烷的平均寿命超过 5 年,而许多 CFC 的寿命为 50 年或更长。 其他污染物,例如较大的碳氢化合物,平均寿命可能非常短,不到几个小时。
许多挥发性有机化合物 (VOC) 的xxx个反应是去除氢原子,形成水和烷基 (R•)。
•OH + RH → H2O + R•
烷基自由基通常会与氧快速反应形成过氧自由基。
R• + O2 → RO•2
这种激进分子在对流层中的命运取决于多种因素。
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