Nhận định Nhóm hydroxyl là vấn đề trong nội dung hôm nay của chúng tôi Tablenow. Theo dõi bài viết để hiểu thêm nhé.
Trong hóa học, một nhóm hydroxyl hay còn gọi là nhóm hydroxy có công thức hóa học là −OH. Nhóm hydroxy bao gồm một nguyên tử oxy liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử hydro. Trong hóa học hữu cơ, các hợp chất như rượu và axit carboxylic thường chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxy. Anion HO−
, được gọi là hydroxide, và gốc trung tính HO·, được gọi là gốc hydroxyl, đều bao gồm một nhóm hydroxy không liên kết.
Theo quy định của IUPAC, thuật ngữ hydroxyl chỉ dùng để chỉ gốc hydroxyl (·OH), trong khi nhóm chức −OH được gọi là nhóm hydroxy.
Các đặc tính
Nước, alcohol, acid carboxylic và nhiều hợp chất chứa nhóm hydroxy khác có thể dễ dàng mất proton do sự khác biệt lớn giữa độ âm điện của oxy (3,5) và của hydro (2,1). Các hợp chất có nhóm hydroxy tham gia vào liên kết hydro liên phân tử, làm tăng lực hút tĩnh điện giữa các phân tử, do đó điểm sôi và điểm nóng chảy của chúng cao hơn so với các hợp chất không có nhóm chức này. Những hợp chất hữu cơ, thường ít tan trong nước, sẽ hòa tan khi có hai hoặc nhiều nhóm hydroxy, chẳng hạn như đường và amino acid.
Gốc hydroxide
Gốc hydroxide là tên gọi phổ biến nhất cho anion OH, bao gồm một nguyên tử oxy liên kết với một nguyên tử hydro, thường hình thành từ sự điện li của một base. Đây là một trong những ion hai nguyên tử đơn giản nhất được biết đến.
Gốc tự do hydroxyl
Gốc hydroxyl (·OH) là một loại gốc tự do có khả năng phản ứng rất mạnh, do đó nó chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, nó đóng vai trò quan trọng trong hóa học của các gốc tự do. Hầu hết các gốc hydroxyl tự do quan trọng đều hình thành từ sự phân hủy của các peroxide (R−O−O−R), hoặc trong hóa học khí quyển, qua phản ứng của nguyên tử oxy với nước. Nó cũng là một gốc quan trọng được tạo ra trong quá trình bức xạ hóa học, vì nó dẫn đến sự hình thành của hydro peroxide và oxy, điều này làm gia tăng sự ăn mòn và cracking ứng suất ăn mòn (SCC) trong các hệ thống làm lạnh liên quan đến môi trường phóng xạ.
Ảnh hưởng trong khí quyển
Các gốc hydroxyl thường được xem là ‘chất tẩy rửa’ của tầng đối lưu vì chúng phản ứng với nhiều chất gây ô nhiễm không khí, thường là bước đầu tiên trong việc loại bỏ các chất này. Phản ứng đầu tiên của chúng với nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là loại bỏ nguyên tử hydro để tạo ra nước và gốc ankyl (R·).
- OH + RH → H2O + R·
Gốc ankyl thường phản ứng nhanh chóng với oxy để tạo thành gốc peroxy.
- R· + O2 → RO2
Mức độ phá hủy của gốc này trong tầng đối lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ ánh sáng mặt trời, mức độ ô nhiễm khí quyển và tính chất của gốc ankyl đã tạo ra nó.
Ảnh hưởng trong sinh học
Khi các gốc hydroxyl tiếp xúc với hệ sinh học, chúng có thể gây hại cho các tế bào, bao gồm cả tế bào ở người, nơi chúng có thể phản ứng với DNA, lipid và protein.
Gốc hydroxyl tự do có chu kỳ bán rã rất ngắn trong cơ thể sống (in vivo), chỉ khoảng 10 giây, và có tính phản ứng rất cao. Điều này làm cho nó rất nguy hiểm đối với các sinh vật. Khác với superoxide, có thể bị khử độc bằng enzym superoxide dismutaza (SOD), gốc hydroxyl không thể được loại bỏ qua các phản ứng enzym, vì cần phải khuếch tán trong hệ thống hoạt hóa enzym. Do sự khuếch tán chậm hơn nhiều so với chu kỳ bán rã của gốc này, nó sẽ phản ứng với bất kỳ hợp chất nào có khả năng oxy hóa xung quanh. Điều này có thể gây tổn hại gần như mọi loại phân tử lớn: carbohydrat, acid nucleic (gây đột biến), lipid (peroxide hóa lipid) và amino acid (chẳng hạn như chuyển hóa phenylalanin thành m-tyrosin và o-tyrosin). Biện pháp duy nhất để bảo vệ cấu trúc tế bào quan trọng là sử dụng các chất chống oxy hóa như glutathion và các hệ thống sửa chữa hiệu quả.
- Hấp thụ ion hydroxyl
- Đổi màu do hydro