Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
Имена ИЮПАК
оксалат, [1] [2] этандиоат [3]
Систематическое название ИЮПАК
этандиоат
Другие имена
оксалат-ион, [1] дианион этандиовой кислоты, дианион щавелевой кислоты [2]
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
1905970 [12] [13]
ЧЭБИ
ChemSpider
2207 [14]
КЕГГ
  • InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
    Ключ: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L [8]
  • [9] : InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
    Ключ: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L [10] [11]
  • C (= O) (C (= O) [O -]) [O-]
Характеристики
C
2О2-
4[18]
Молярная масса88,019  г · моль -1 [15] [16]
Конъюгированная кислотаГидрогеноксалат [17]
Структура
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 (IUPAC: этандиоат ) представляет собой дианион с формулой C
2О2-
4, также написано (COO)2-
2. Любое название часто используется для производных, таких как соли щавелевой кислоты , например оксалат натрия Na 2 C 2 O 4 или диметилоксалат ((CH 3 ) 2 C 2 O 4 ). Оксалат также образует координационные соединения, где его иногда сокращают как окс .

Многие ионы металлов образуют нерастворимые осадки с оксалатом, ярким примером которого является оксалат кальция , основной компонент наиболее распространенного вида почечных камней .

Связь с щавелевой кислотой [ править ]

Диссоциация протонов от щавелевой кислоты происходит ступенчато, как и для других полипротонных кислот . Потеря одного протона приводит к образованию одновалентного гидрогеноксалат- аниона HC
2О-
4. Соль с этим анионом иногда называют кислым оксалатом , одноосновным оксалатом или оксалатом 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. [19] В литературе часто неясно различие между H 2 C 2 O 4 , HC
2О-
4, а C
2О2-
4, а коллекция видов называется щавелевой кислотой.

Структура [ править ]

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 . [20] В частности, оксалатный фрагмент принимает плоскую конформацию D 2h в твердотельных структурах M 2 C 2 O 4 (M = Li, Na, K). [21] [22] Однако в структуре Cs 2 C 2 O 4 двугранный угол O – C – C – O составляет 81 (1) °. [23] [24] Следовательно, Cs 2C 2 O 4 более близко аппроксимируется структурой симметрии D 2d, потому что 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
2О2-
4. [25] [26] [27] 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. [20] 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 [ править ]

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. [28] Другие съедобные растения, которые содержат значительные концентрации оксалата, включают в порядке убывания карамболу , черный перец , петрушку , мак , амарант , шпинат , мангольд , свеклу , какао , шоколад , большинство орехов , большинствоягоды , пальмы рыбий хвост , новозеландский шпинат ( Tetragonia tetragonioides ) и бобы . [ необходима цитата ] 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.

Распространенные продукты с высоким содержанием оксалатов [29]
ЕдаОбслуживание

Содержание оксалата
(мг)
Зелень свеклы , приготовленная1 / 2 чашки (блок)916
Портулак , листья, приготовленные1 / 2 чашки910
Ревень , тушеный, без сахара1 / 2 чашки860
Шпинат , приготовленный1 / 2 чашки750
Свекла вареная1 / 2 чашки675
Мангольд , швейцарский, листья приготовленные1 / 2 чашки660
Ревень консервированный1 / 2 чашки600
Шпинат замороженный1 / 2 чашки600
Свекла маринованная1 / 2 чашки500
Тыкать зелень, приготовленную1 / 2 чашки476
Эндивий , сырой20 длинных листьев273
Какао , сухое1 / 3 чашки254
Зелень одуванчика , приготовленная1 / 2 чашки246
Бамия , приготовленная8–9 капсул146
Сладкий картофель , приготовленный1 / 2 чашки141
Капуста , приготовленная1 / 2 чашки125
Арахис , сырой1 / 3 чашки ( 1 3 ⁄ 4 унции )113
Зелень репы , приготовленная1 / 2 чашки110
Шоколад несладкий1 унция91
Пастернак , нарезанный кубиками, приготовленный1 / 2 чашки81 год
Зелень капусты , приготовленная1 / 2 чашки74
Пеканы , половинки, сырые1 / 3 чашки ( 1 1 ⁄ 4 унции)74
Чай , листья (4-х минутный настой)1 чайная ложка без горки на 7 жидких унций воды72
Зерновые зародыши , поджаренные1 / 4 чашки67
Крыжовник1 / 2 чашки66
Картофель , Айдахо белый, запеченный1 средний64
Морковь , приготовленная1 / 2 чашки45
Яблоко , сырое с кожурой1 средний41 год
Брюссельская капуста , приготовленная6–8 средний37
Клубника , сырая1 / 2 чашки35 год
Сельдерей , сырой2 стебля34
Молочный шоколад бар1 бар (1,02 унции)34
Малина , черная, сырая1 / 2 чашки33
Апельсин , съедобная часть1 средний24
Зеленая фасоль , приготовленная1 / 2 чашки23
Зеленый лук , нарезанный1 столовая ложка19
Лук-порей , сырой1 / 2 средних15
Ежевика , сырая1 / 2 чашки13
Виноград Конкорд1 / 2 чашки13
Черника , сырая1 / 2 чашки11
Красная смородина1 / 2 чашки11
Абрикосы , сырые2 средних10
Малина , красная, сырая1 / 2 чашки10
Брокколи , приготовленная1 большой стебель6
Клюквенный сок1 / 2 стакана (4 унции)6

Физиологические эффекты [ править ]

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. [30] Людям с заболеваниями почек , подагрой , ревматоидным артритом или некоторыми формами хронической боли в области вульвы ( вульводиния ) обычно советуют избегать продуктов с высоким содержанием щавелевой кислоты [цитата необходима ]. В настоящее время актуальны методы снижения содержания оксалатов в пище. [31]

Оксалат магния (Mg 2+ ) в 567 раз более растворим, чем оксалат кальция, поэтому последний с большей вероятностью выпадет в осадок при низком уровне магния и высоком уровне кальция и оксалата. Оксалат магния в миллион раз более растворим, чем оксалат ртути . Растворимость оксалатов для металлов уменьшается в следующем порядке: Mg> Ca> Cd > Zn> {Mn, Ni, Fe, Cu}> {As, Sb, Pb}> Hg. [ сомнительно - обсудить ]

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 [32], когда уровень ферритина в крови превышает 1 мкг / л [ необходима цитата ] . Людям, страдающим или подверженным риску подагры, следует избегать продуктов с высоким содержанием оксалатов [33] . [34]

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%). [35] [36]

Щавелевая кислота также может быть произведена метаболизмом этиленгликоля («антифриз»), глиоксиловой кислоты или аскорбиновой кислоты ( витамин С ). [37] [ сомнительно - обсудить ]

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

Некоторые грибы этого рода Aspergillus производят щавелевую кислоту. [38]

Некоторые предварительные данные показывают, что прием пробиотиков может положительно влиять на скорость выведения щавелевой кислоты. [39]

Как лиганд [ править ]

Оксалат, сопряженное основание щавелевой кислоты, является отличным лигандом для ионов металлов. Обычно он связывается как бидентатный лиганд, образуя 5-членное кольцо MO 2 C 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.

Превышение [ править ]

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

Приобретено [ править ]

Хотя это и необычно, потребление оксалатов (например, выпас животных на оксалатсодержащих растениях, таких как Bassia hyssopifolia , или потребление человеком древесного щавеля или, особенно в чрезмерных количествах, черного чая ) может привести к заболеванию почек или даже смерти из-за оксалатное отравление. Медицинский журнал Новой Англиисообщили 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. [40] Oxalobacter formigenes в кишечной флоре может помочь решить эту проблему. [41]

Врожденный [ править ]

Основная статья: Первичная гипероксалурия

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

См. Также [ править ]

  • Диметилоксалат - (CH 3 ) 2 C 2 O 4
  • Дифенилоксалат - (C 6 H 5 ) 2 C 2 O 4
  • Ферриоксалат калия - K 3 [Fe (C 2 O 4 ) 3 ], комплекс железа с оксалатными лигандами.
  • Raphide
  • Оксалат натрия - Na 2 C 2 O 4

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d "Оксалат | C 2 O 4 " . ChemSpider .
  2. ^ a b c d «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
  3. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . Название ИЮПАК этандиоат
  4. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . 338-70-5 Регистрационный номер CAS, ChemIDplus
  5. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . ЧЕБИ ID ЧЕБИ: 30623
  6. ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» (таблица) . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . C00209 КЕГГ СОЕДИНЕНИЕ
  7. ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . п. Подробнее . Проверено 1 января 2019 . Стд. InChi InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
  8. ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . Проверено 1 января 2019 . Стд. InChIKey: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
  9. ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 . InChI InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
  10. ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 . Ключ InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
  11. ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 . Ключ InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
  12. ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . Проверено 1 января 2019 . 1905970 [Байльштейн]
  13. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . 1905970 Байльштайн Регистрационный номер Байльштейн
  14. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . 2207 Гмелин Регистрационный номер Гмелин
  15. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 . Чистая плата -2
  16. ^ «Оксалат» (таблица) . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 . Официальное обвинение -2
  17. ^ "оксалат (2-) (CHEBI: 30623)" . www.ebi.ac.uk . Проверено 2 января 2019 . оксалат (2-) (CHEBI: 30623) представляет собой конъюгированное основание оксалата (1-) (CHEBI: 46904)… оксалат (1-) (CHEBI: 46904) представляет собой конъюгированную кислоту оксалата (2-) (CHEBI: 30623)
  18. ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 .
  19. ^ Riemenschneider, Вильгельм; Танифудзи, Минору (2000). "Щавелевая кислота". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a18_247 . ISBN 3-527-30673-0.
  20. ^ а б Дин, Филип А.В. (2012). "Оксалат Дианион, C
    2    О2-
    4    : Плоский или непланарный? ». Журнал химического образования . 89 (3): 417–418. Bibcode : 2012JChEd..89..417D . Doi : 10.1021 / ed200202r .
  21. ^ Рид, DA; Олмстед, MM (1981). «Уточнение структуры оксалата натрия» (PDF) . Acta Crystallographica Раздел B . 37 (4): 938–939. DOI : 10.1107 / S0567740881004676 .
  22. ^ Бигли, B .; Маленький, RWH (1964). «Строение оксалата лития». Acta Crystallographica . 17 (6): 783–788. DOI : 10.1107 / S0365110X64002079 .
  23. ^ На рисунке 81 (1) ° (1) означает, что 1 ° является стандартной неопределенностью измеренного угла 81 °.
  24. ^ Диннебьер, Роберт Э .; Венский, Саша; Пантефер, Мартин; Янсен, Мартин (2003). "Кристаллические и молекулярные структуры оксалатов щелочных металлов: первое доказательство шахматного оксалат-аниона в твердом состоянии". Неорганическая химия . 42 (5): 1499–507. DOI : 10.1021 / ic0205536 . PMID 12611516 . 
  25. ^ Кларк, Тимоти; Шлейер, Пол фон Раге (1981). "Конформационные предпочтения 34 молекул валентных электронов A 2 X 4 : Anab initio Исследование B 2 F 4 , B 2 Cl 4 , N 2 O 4 и C
    2    О2-
    4    ». Журнал вычислительной химии . 2 : 20-29. Дои : 10.1002 / jcc.540020106 . S2CID  98744097 .
  26. ^ Дьюар, Майкл JS; Чжэн, Я-Цзюнь (1990). «Структура оксалат-иона». Журнал молекулярной структуры: ТЕОХИМА . 209 (1–2): 157–162. DOI : 10.1016 / 0166-1280 (90) 85053-P .
  27. ^ Герберт, Джон М .; Ортис, СП (2000). "Ab Initio Исследование отрыва электрона в дикарбоксилатных дианионах". Журнал физической химии . 104 (50): 11786–11795. Bibcode : 2000JPCA..10411786H . DOI : 10.1021 / jp002657c .
  28. ^ Streitweiser, Эндрю младший ; Хиткок, Клейтон Х. (1976). Введение в органическую химию . Макмиллан. п. 737 .
  29. ^ Резник, Мартин I .; Пак, Чарльз YC (1990). Мочекаменная болезнь, медицинский и хирургический справочник . Компания WB Saunders. п. 158. ISBN. 0-7216-2439-1.
  30. ^ Коу; Эван; Вустер (2005). «Почечнокаменная болезнь» . Журнал клинических исследований . 115 (10): 2598–608. DOI : 10.1172 / JCI26662 . PMC 1236703 . PMID 16200192 .  
  31. ^ Betsche, T .; Фрецдорф, Б. (2005). «Биоразложение щавелевой кислоты из шпината с использованием корешков злаков». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 53 (25): 9751–8. DOI : 10.1021 / jf051091s . PMID 16332126 . 
  32. ^ Учебник ортопедии, травматологии и ревматологии (2-е изд.). Mosby Ltd. 2013. стр. 204. ISBN 9780702056710.
  33. ^ "Статья UPMC, Диета с низким содержанием оксалатов" .
  34. ^ «Справочник состояния УГМК: Подагра» .
  35. ^ Морозуми, Макото; Хоссейн, Райхан Зубайр; Ямакава, Кеничи; Хокама, Санехиро; Нисидзима, Саори; Оширо, Ёсинори; Учида, Ацуши; Сугая, Кимио; Огава, Ёсихидэ (2006). «Поглощение щавелевой кислоты в желудочно-кишечном тракте у крыс, получавших кальций». Урологическое исследование . 34 (3): 168–72. DOI : 10.1007 / s00240-006-0035-7 . PMID 16705467 . S2CID 35167878 .  
  36. ^ Hossain, RZ; Ogawa, Y .; Морозуми, М .; Hokama, S .; Сугая, К. (2003). «Молоко и кальций предотвращают всасывание оксалатов в желудочно-кишечном тракте и выведение оксалатов с мочой у крыс». Границы биологических наук . 8 (1–3): a117–25. DOI : 10,2741 / 1083 . PMID 12700095 . 
  37. ^ Мандл; Сарка; Банхеджи (2009). «Витамин C: обновленная информация по физиологии и фармакологии» . Британский журнал фармакологии . 157 (7): 1097–1110. DOI : 10.1111 / j.1476-5381.2009.00282.x . PMC 2743829 . PMID 19508394 .  
  38. ^ Pabuççuoğlu, Угур (2005). «Аспекты оксалоза, связанного с аспергиллезом в образцах патологии». Патология - исследования и практика . 201 (5): 363–8. DOI : 10.1016 / j.prp.2005.03.005 . PMID 16047945 . 
  39. ^ Lieske, JC; Гольдфарб Д.С. De Simone, C .; Ренье, К. (2005). «Использование пробиотика для уменьшения кишечной гипероксалурии». Kidney International . 68 (3): 1244–9. DOI : 10.1111 / j.1523-1755.2005.00520.x . PMID 16105057 . 
  40. ^ Сайед, Фахд; Мена Гутьеррес, Алехандра; Гаффар, Умбар (2 апреля 2015 г.). "Случай нефропатии холодным чаем". Медицинский журнал Новой Англии . 372 (14): 1377–1378. DOI : 10.1056 / NEJMc1414481 . PMID 25830441 . Выложите резюме . 
  41. ^ Siener, R .; Bangen, U .; Сидху, Х .; Hönow, R .; фон Унру, G .; Гессен А. (2013). «Роль колонизации Oxalobacter formigenes в оксалатнокаменной болезни кальция» . Kidney International . 83 (июнь): 1144–9. DOI : 10.1038 / ki.2013.104 . PMID 23536130 .