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 .
Строение оксалат-аниона | |
Шариковая модель оксалата | |
Имена | |
---|---|
Имена ИЮПАК | |
Систематическое название ИЮПАК этандиоат | |
Другие названия | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
1905970 [12] [13] | |
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
2207 [14] | |
КЕГГ | |
PubChem CID | |
| |
Характеристики | |
C 2О2- 4[18] | |
Молярная масса | 88,019 г · моль -1 [15] [16] |
Конъюгированная кислота | Гидрогеноксалат [17] |
Состав | |
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 | |
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
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.
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 . [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 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
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 измерения. [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
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] К другим съедобным растениям, которые содержат значительные концентрации оксалата, относятся в порядке убывания карамболы , черный перец , петрушка , мак , амарант , шпинат , мангольд , свекла , какао , шоколад , большинство орехов , большинство ягод , 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] | ||
---|---|---|
Еда | Обслуживание | Содержание оксалата (мг) |
Зелень свеклы , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана (единица) | 916 |
Портулак , листья, приготовленные | 1 ⁄ 2 стакана | 910 |
Ревень , тушеный, без сахара | 1 ⁄ 2 стакана | 860 |
Шпинат , приготовленный | 1 ⁄ 2 стакана | 750 |
Свекла вареная | 1 ⁄ 2 стакана | 675 |
Мангольд , швейцарский, листья приготовленные | 1 ⁄ 2 стакана | 660 |
Ревень консервированный | 1 ⁄ 2 стакана | 600 |
Шпинат замороженный | 1 ⁄ 2 стакана | 600 |
Свекла маринованная | 1 ⁄ 2 стакана | 500 |
Тыкать зелень, приготовленную | 1 ⁄ 2 стакана | 476 |
Эндивий , сырой | 20 длинных листьев | 273 |
Какао , сухое | 1 ⁄ 3 стакана | 254 |
Зелень одуванчика , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 246 |
Бамия , приготовленная | 8–9 капсул | 146 |
Сладкий картофель , приготовленный | 1 ⁄ 2 стакана | 141 |
Капуста , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 125 |
Арахис , сырой | 1 ⁄ 3 стакана ( 1+3 ⁄ 4 унции ) | 113 |
Зелень репы , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 110 |
Шоколад несладкий | 1 унция | 91 |
Пастернак , нарезанный кубиками, приготовленный | 1 ⁄ 2 стакана | 81 год |
Зелень капусты , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 74 |
Пеканы , половинки, сырые | 1 ⁄ 3 стакана ( 1+1 ⁄ 4 унции) | 74 |
Чай , листья (4-х минутный настой) | 1 чайная ложка без горки на 7 жидких унций воды | 72 |
Зерновые зародыши , жареные | 1 ⁄ 4 стакана | 67 |
Крыжовник | 1 ⁄ 2 стакана | 66 |
Картофель , Айдахо белый, запеченный | 1 средний | 64 |
Морковь , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 45 |
Яблоко , сырое с кожурой | 1 средний | 41 год |
Брюссельская капуста , приготовленная | 6–8 средний | 37 |
Клубника , сырая | 1 ⁄ 2 стакана | 35 год |
Сельдерей , сырой | 2 стебля | 34 |
Молочный шоколад бар | 1 бар (1,02 унции) | 34 |
Малина , черная, сырая | 1 ⁄ 2 стакана | 33 |
Апельсин , съедобная часть | 1 средний | 24 |
Зеленая фасоль , приготовленная | 1 ⁄ 2 стакана | 23 |
Зеленый лук , нарезанный | 1 столовая ложка | 19 |
Лук-порей , сырой | 1 ⁄ 2 среднего | 15 |
Ежевика , сырая | 1 ⁄ 2 стакана | 13 |
Виноград Конкорд | 1 ⁄ 2 стакана | 13 |
Черника , сырая | 1 ⁄ 2 стакана | 11 |
Красная смородина | 1 ⁄ 2 стакана | 11 |
Абрикосы , сырые | 2 средних | 10 |
Малина , красная, сырая | 1 ⁄ 2 стакана | 10 |
Брокколи , приготовленная | 1 большой стебель | 6 |
Клюквенный сок | 1 ⁄ 2 стакана (4 унции) | 6 |
Физиологические эффекты
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 вульварной боли ( 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 ]
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 ]
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
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.
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 древесного 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 осадок мочи. [40] Oxalobacter formigenes в кишечной флоре может помочь решить эту проблему. [41]
Врожденный
Первичная гипероксалурия - редкое наследственное заболевание, приводящее к увеличению выведения оксалатов, часто встречаются оксалатные камни.
Смотрите также
- 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
Рекомендации
- ^ a b c d "Оксалат | C 2 O 4 " . ChemSpider .
- ^ а б в г «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
Название ИЮПАК этандиоат
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
338-70-5 Регистрационный номер CAS, ChemIDplus
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
ЧЕБИ ID ЧЕБИ: 30623
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» (таблица) . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
C00209 КЕГГ СОЕДИНЕНИЕ
- ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . п. Подробнее . Проверено 1 января 2019 года .
Стд. InChi InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
- ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . Проверено 1 января 2019 года .
Стд. InChIKey: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 года .
InChI InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) / p-2
- ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 года .
Ключ InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 года .
Ключ InChI: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L
- ^ «Оксалат | C 2 O 4 | ChemSpider» . www.chemspider.com . Проверено 1 января 2019 года .
1905970 [Байльштейн]
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
1905970 Байльштейн Регистрационный номер Байльштейн
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
2207 Гмелин Регистрационный номер Гмелин
- ^ «оксалат (2-) (CHEBI: 30623)» . www.ebi.ac.uk . Проверено 1 января 2019 года .
Чистая плата -2
- ^ «Оксалат» (таблица) . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 года .
Официальное обвинение -2
- ^ «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)
- ^ «Оксалат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 1 января 2019 года .
- ^ Рименшнайдер, Вильгельм; Танифудзи, Минору (2000). "Щавелевая кислота". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a18_247 . ISBN 3-527-30673-0.
- ^ а б Дин, Филип А.В. (2012). "Оксалат Дианион, C
2О2-
4: Плоский или непланарный? ». Журнал химического образования . 89 (3): 417–418. Bibcode : 2012JChEd..89..417D . Doi : 10.1021 / ed200202r . - ^ Рид, DA; Олмстед, MM (1981). «Уточнение структуры оксалата натрия» (PDF) . Acta Crystallographica Раздел B . 37 (4): 938–939. DOI : 10.1107 / S0567740881004676 .
- ^ Beagley, B .; Маленький, RWH (1964). «Строение оксалата лития». Acta Crystallographica . 17 (6): 783–788. DOI : 10.1107 / S0365110X64002079 .
- ^ На рисунке 81 (1) ° (1) означает, что 1 ° является стандартной неопределенностью измеренного угла 81 °.
- ^ Dinnebier, Robert E .; 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 .
- ^ 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
2О2-
4». Журнал вычислительной химии . 2 : 20-29. Дои : 10.1002 / jcc.540020106 . S2CID 98744097 . - ^ Дьюар, Майкл Дж. С.; Чжэн, Я-Цзюнь (1990). «Структура оксалат-иона». Журнал молекулярной структуры: ТЕОХИМА . 209 (1–2): 157–162. DOI : 10.1016 / 0166-1280 (90) 85053-P .
- ^ 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 .
- ^ Штрайтвайзер, Эндрю младший ; Хиткок, Клейтон Х. (1976). Введение в органическую химию . Макмиллан. п. 737 .
- ^ Резник, Мартин I; Пак, Чарльз YC (1990). Мочекаменная болезнь, медицинский и хирургический справочник . Компания WB Saunders. п. 158. ISBN. 0-7216-2439-1.
- ^ Коу; Эван; Вустер (2005). «Почечнокаменная болезнь» . Журнал клинических исследований . 115 (10): 2598–608. DOI : 10.1172 / JCI26662 . PMC 1236703 . PMID 16200192 .
- ^ 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 .
- ^ Учебник ортопедии, травматологии и ревматологии (2-е изд.). Mosby Ltd. 2013. стр. 204. ISBN 9780702056710.
- ^ «Статья UPMC, Диета с низким содержанием оксалатов» .
- ^ «Справочник УГМК: Подагра» .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Пабучуоглу, 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .