Ein Superoxyd, das auch durch das veraltete Namenhyperoxyd bekannt ist, ist eine Zusammensetzung, die das Superoxydanion mit der chemischen Formel O enthält. Der systematische Name des Anions ist Dioxyd (1&minus). Superoxydanion ist als das Produkt der Ein-Elektron-Verminderung von dioxygen O besonders wichtig, der weit in der Natur vorkommt. Mit einem allein stehendem Elektron ist das Superoxydion ein freier Radikaler, und wie dioxygen, es ist paramagnetisch.

Eigenschaften

Superoxyde sind Zusammensetzungen, in denen die Oxydationszahl von Sauerstoff  ½ und die Wertigkeit ½ ist. Die O-O Band-Entfernung in O ist 1.33 Å, gegen 1.21 Å in O und 1.49 Å in O.

Die Salze CsO, RbO, KO und NaO sind durch die direkte Reaktion von O mit dem jeweiligen alkalischen Metall bereit. Die gesamte Tendenz entspricht der Verminderung der Band-Ordnung von 2 (O), zu 1.5 (O), zu 1 (O).

Die alkalischen Salze von O sind in der Farbe orangengelb und ziemlich stabil, vorausgesetzt dass sie trocken behalten werden. Nach der Auflösung dieser Salze in Wasser, jedoch, erlebt der aufgelöste O disproportionation (dismutation) äußerst schnell:

:2 O + 2 HO  O + HO + 2 OH

In diesem Prozess handelt O als eine Basis von Brønsted, am Anfang den radikalen HO bildend ·. Aber der pKa seiner verbundenen Säure, Wasserstoffsuperoxyds (HO · auch bekannt als "hydroperoxyl" oder "perhydroxy radikal"), ist 4.88, so dass am neutralen pH 7 die große Mehrheit von Superoxyd in der Anionic-Form, O ist.

Salze zersetzen sich auch im festen Zustand, aber dieser Prozess verlangt Heizung:

:2 NaO  NaO + O

Diese Reaktion ist die Basis des Gebrauches von Kalium-Superoxyd als eine Sauerstoff-Quelle in chemischen Sauerstoff-Generatoren, wie diejenigen, die auf Raumfähre und auf Unterseebooten verwendet sind. Superoxyde werden auch in den Sauerstoff-Zisternen von Feuerwehrmännern verwendet, um eine sogleich verfügbare Quelle von Sauerstoff zur Verfügung zu stellen.

Biologie

Superoxyd ist biologisch ziemlich toxisch und wird durch das Immunsystem aufmarschiert, um das Eindringen in Kleinstlebewesen zu töten. In phagocytes wird Superoxyd in großen Mengen durch das Enzym NADPH oxidase für den Gebrauch in vom Sauerstoff abhängigen tödlichen Mechanismen erzeugt, in pathogens einzufallen. Veränderungen im Gencodieren für den NADPH oxidase verursachen genannte chronische granulomatous Krankheit eines Immunschwächesyndroms, die durch die äußerste Empfänglichkeit für Infektion, besonders catalase positive Organismen charakterisiert ist. Der Reihe nach verlieren Sie Kleinstlebewesen, die genetisch konstruiert sind, um an Superoxyd dismutase (GRASNARBE) Mangel zu haben, Giftigkeit. Superoxyd wird auch als ein Nebenprodukt der mitochondrial Atmung (am meisten namentlich durch den Komplex I und Komplex III), sowie mehrere andere Enzyme, zum Beispiel xanthine oxidase schädlich erzeugt.

Weil Superoxyd toxisch ist, enthalten fast alle Organismen, die in Gegenwart von Sauerstoff leben, isoforms des Superoxydsuchen-Enzyms, Superoxyd dismutase oder GRASNARBE. GRASNARBE Ist ein äußerst effizientes Enzym; es katalysiert die Neutralisierung von Superoxyd fast so schnell wie die zwei können sich zusammen spontan in der Lösung verbreiten. Andere Proteine, die sowohl oxidiert und durch Superoxyd reduziert werden, schwache EINER Grasnarbe ähnliche Tätigkeit (z.B Hämoglobin) haben können. Genetischer inactivation ("Knock-Out") der GRASNARBE erzeugt schädliche Phänotypen in Organismen im Intervall von Bakterien zu Mäusen und hat wichtige Vorstellungen betreffs der Mechanismen der Giftigkeit von Superoxyd in vivo gegeben.

Hefe, die sowohl an mitochondrial als auch an cytosolic GRASNARBE Mangel hat, wächst sehr schlecht in Luft, aber ganz gut unter anaerobic Bedingungen. Die Abwesenheit der cytosolic GRASNARBE verursacht eine dramatische Zunahme in mutagenesis und genomic Instabilität.

Mäuse, die mitochondrial GRASNARBE (MnSOD) fehlen, sterben ungefähr 21 Tage nach der Geburt wegen neurodegeneration, cardiomyopathy und Milchazidose. Mäuse, die cytosolic GRASNARBE (CuZnSOD) fehlen, sind lebensfähig, aber leiden unter vielfachen Pathologien, einschließlich reduzierter Lebensspanne, Leber-Krebses, Muskelatrophie, grauen Stars, thymic Involution, haemolytic Anämie und ein sehr schneller altersabhängiger Niedergang in der weiblichen Fruchtbarkeit.

Superoxyd kann zum pathogenesis von vielen Krankheiten beitragen (die Beweise sind für Strahlenvergiftung und hyperoxic Verletzung besonders stark), und vielleicht auch zum Altern über den Oxidative-Schaden, den es durch Zellen zufügt. Während die Handlung von Superoxyd im pathogenesis von einigen Bedingungen, zum Beispiel, Mäuse und Ratten stark ist, die CuZnSOD überausdrücken, oder MnSOD gegen Schläge und Herzanfälle widerstandsfähiger sind, muss die Rolle von Superoxyd im Altern als unbewiesen für jetzt betrachtet werden. In Musterorganismen (Hefe, die Taufliege-Taufliege und Mäuse), genetisch CuZnSOD herausschlagend, verkürzt Lebensspanne und beschleunigt bestimmte Eigenschaften alt zu werden (grauer Star, Muskelatrophie, macular Entartung, thymic Involution), aber das gegenteilige, die Niveaus von CuZnSOD vergrößernd, scheint (außer vielleicht in der Taufliege) nicht, Lebensspanne durchweg zu vergrößern. Die am weitesten akzeptierte Ansicht besteht darin, dass oxidative beschädigen (abgeleitet unter anderen Faktoren, von Superoxyd) ist nur einer von mehreren Faktoren, die Lebensspanne beschränken.

Siehe auch

• Ozonide, O
• Peroxyd, O
• Oxyd, O
• Dioxygenyl, O
• Antimycin - verwendet im Fischerei-Management erzeugt diese Zusammensetzung große Mengen dieses freien Radikalen.
• Paraquat - verwendet als ein Herbizid erzeugt diese Zusammensetzung große Mengen dieses freien Radikalen.

Links

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-2002-0818.ch014