Óxido nítrico - Nitric oxide
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Nomes | |||
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Nome IUPAC
Óxido nítrico
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Nome IUPAC sistemático
Oxidonitrogênio (•) (aditivo) |
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Outros nomes
Óxido de
nitrogênio Monóxido de nitrogênio Óxido de nitrogênio (II) Oxonitrogênio |
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Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol )
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3DMet | |||
ChEBI | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
ECHA InfoCard | 100.030.233 | ||
Número EC | |||
451 | |||
KEGG | |||
PubChem CID
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Número RTECS | |||
UNII | |||
Número ONU | 1660 | ||
Painel CompTox ( EPA )
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Propriedades | |||
N O | |||
Massa molar | 30,006 g · mol −1 | ||
Aparência | Gás incolor | ||
Densidade | 1,3402 g / L | ||
Ponto de fusão | −164 ° C (−263 ° F; 109 K) | ||
Ponto de ebulição | −152 ° C (−242 ° F; 121 K) | ||
0,0098 g / 100 ml (0 ° C) 0,0056 g / 100 ml (20 ° C) |
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Índice de refração ( n D )
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1,0002697 | ||
Estrutura | |||
linear ( grupo de pontos C ∞ v ) | |||
Termoquímica | |||
Entropia molar padrão ( S |
210,76 J / (K · mol) | ||
91,29 kJ / mol | |||
Farmacologia | |||
R07AX01 ( OMS ) | |||
Dados de licença | |||
Inalação | |||
Farmacocinética : | |||
Boa | |||
via leito capilar pulmonar | |||
2–6 segundos | |||
Perigos | |||
Riscos principais | |||
Ficha de dados de segurança | SDS externo | ||
Pictogramas GHS | |||
Palavra-sinal GHS | Perigo | ||
H270 , H280 , H330 , H314 | |||
P244 , P260 , P220 , P280 , P304 + 340 + 315 , P303 + 361 + 353 + 315 , P305 + 351 + 338 + 315 , P370 + 376 , P403 , P405 | |||
NFPA 704 (diamante de fogo) | |||
Dose ou concentração letal (LD, LC): | |||
LC 50 ( concentração média )
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315 ppm (coelho, 15 min ) 854 ppm (rato, 4 h ) 2500 ppm (camundongo, 12 min) |
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LC Lo (o mais baixo publicado )
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320 ppm (mouse) | ||
Compostos relacionados | |||
Óxidos de nitrogênio relacionados
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Pentóxido de dinitrogênio Tetróxido de |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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verificar (o que é ?) | |||
Referências da Infobox | |||
O óxido nítrico ( óxido de nitrogênio ou monóxido de nitrogênio) é um gás incolor com a fórmula NO . É um dos principais óxidos de nitrogênio . O óxido nítrico é um radical livre : tem um elétron desemparelhado , que às vezes é denotado por um ponto em sua fórmula química (· N = O ou · NO). O óxido nítrico também é uma molécula diatômica heteronuclear , uma classe de moléculas cujo estudo gerou as primeiras teorias modernas de ligações químicas .
Um importante intermediário na química industrial , o óxido nítrico se forma em sistemas de combustão e pode ser gerado por raios em tempestades. Em mamíferos, incluindo humanos, o óxido nítrico é uma molécula sinalizadora em muitos processos fisiológicos e patológicos. Foi proclamada a " Molécula do Ano " em 1992. O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1998 foi concedido por descobrir o papel do óxido nítrico como uma molécula sinalizadora cardiovascular.
O óxido nítrico não deve ser confundido com dióxido de nitrogênio (NO 2 ), um gás marrom e importante poluente do ar , nem com óxido nitroso (N 2 O), um anestésico .
Reações
Com moléculas di- e triatômicas
Após a condensação em um líquido, o óxido nítrico se dimeriza em dióxido de dinitrogênio , mas a associação é fraca e reversível. A distância N – N no NO cristalino é 218 pm, quase o dobro da distância N – O.
Uma vez que o calor de formação do · NO é endotérmico , o NO pode ser decomposto nos elementos. Os conversores catalíticos em carros exploram esta reação:
- 2 NO → O 2 + N 2
Quando exposto ao oxigênio , o óxido nítrico se converte em dióxido de nitrogênio :
- 2 NO + O 2 → 2 NO 2
Esta conversão foi especulada como ocorrendo por meio do intermediário ONOONO.
Na água, o óxido nítrico reage com o oxigênio para formar ácido nitroso (HNO 2 ). A reação é pensada para prosseguir através da seguinte estequiometria :
- 4 NO + O 2 + 2 H 2 O → 4 HNO 2
O óxido nítrico reage com flúor , cloro e bromo para formar halogenetos de nitrosil, como cloreto de nitrosil :
- 2 NO + Cl 2 → 2 NOCl
Com o NO 2 , também um radical, o NO se combina para formar o trióxido de dinitrogênio intensamente azul :
- NO + NO 2 ⇌ ON-NO 2
Química orgânica
A adição de uma porção de óxido nítrico a outra molécula é freqüentemente referida como nitrosilação . A reação de Traube é a adição de dois equivalentes de óxido nítrico a um enolato , dando um diazeniumdiolate (também chamado de nitrosohidroxilamina ). O produto pode sofrer uma reação retroaldólica subsequente , dando um processo geral semelhante à reação halofórmica . Por exemplo, o óxido nítrico reage com acetona e um alcóxido para formar um diolato de diazenio em cada posição α , com subsequente perda de acetato de metila como subproduto :
Essa reação, descoberta por volta de 1898, continua sendo de interesse na pesquisa de pró- drogas de óxido nítrico . O óxido nítrico também pode reagir diretamente com o metóxido de sódio , formando em última instância formato de sódio e óxido nitroso por meio de um N- metoxidiazeniodiolato.
Complexos de coordenação
O óxido nítrico reage com os metais de transição para formar complexos chamados nitrosilos metálicos . O modo de ligação mais comum do óxido nítrico é o tipo linear terminal (M − NO). Alternativamente, o óxido nítrico pode servir como um pseudo-haleto de um elétron. Em tais complexos, o grupo M − N − O é caracterizado por um ângulo entre 120 ° e 140 °. O grupo NO também pode formar uma ponte entre os centros de metal através do átomo de nitrogênio em uma variedade de geometrias.
Produção e preparação
Em configurações comerciais, o óxido nítrico é produzido pela oxidação da amônia a 750-900 ° C (normalmente a 850 ° C) com platina como catalisador no processo de Ostwald :
- 4 NH 3 + 5 O 2 → 4 NO + 6 H 2 O
A reação endotérmica não catalisada de oxigênio (O 2 ) e nitrogênio (N 2 ), que é efetuada em alta temperatura (> 2000 ° C) por um raio, não foi desenvolvida em uma síntese comercial prática (ver processo Birkeland-Eyde ):
- N 2 + O 2 → 2 NO
Métodos de laboratório
No laboratório, o óxido nítrico é convenientemente gerado pela redução do ácido nítrico diluído com cobre :
- 8 HNO 3 + 3 Cu → 3 Cu (NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO
Uma via alternativa envolve a redução do ácido nitroso na forma de nitrito de sódio ou nitrito de potássio :
- 2 NaNO 2 + 2 NaI + 2 H 2 SO 4 → I 2 + 2 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2 NO
- 2 NaNO 2 + 2 FeSO 4 + 3 H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 NaHSO 4 + 2 H 2 O + 2 NO
- 3 KNO 2 + KNO 3 + Cr 2 O 3 → 2 K 2 CrO 4 + 4 NO
A rota do sulfato de ferro (II) é simples e tem sido usada em experimentos de laboratório de graduação. Os chamados compostos NONOate também são usados para a geração de óxido nítrico.
Detecção e ensaio
A concentração de óxido nítrico pode ser determinada usando uma reação quimioluminescente envolvendo ozônio . Uma amostra contendo óxido nítrico é misturada com uma grande quantidade de ozônio. O óxido nítrico reage com o ozônio para produzir oxigênio e dióxido de nitrogênio , acompanhado da emissão de luz ( quimioluminescência ):
- NO + O 3 → NO 2 + O 2 + hν
que pode ser medido com um fotodetector . A quantidade de luz produzida é proporcional à quantidade de óxido nítrico na amostra.
Outros métodos de teste incluem eletroanálise (abordagem amperométrica), onde · NO reage com um eletrodo para induzir uma mudança de corrente ou tensão. A detecção de radicais NO em tecidos biológicos é particularmente difícil devido ao curto tempo de vida e concentração desses radicais nos tecidos. Um dos poucos métodos práticos é o spin trap de óxido nítrico com complexos de ditiocarbamato de ferro e subsequente detecção do complexo de mono-nitrosil-ferro com ressonância paramagnética eletrônica (EPR).
Existe um grupo de indicadores de corantes fluorescentes que também estão disponíveis na forma acetilada para medições intracelulares. O composto mais comum é 4,5-diaminofluoresceína (DAF-2).
Efeitos ambientais
Deposição de chuva ácida
O óxido nítrico reage com o radical hidroperoxi (HO 2 • ) para formar dióxido de nitrogênio (NO 2 ), que então pode reagir com um radical hidroxila ( • OH ) para produzir ácido nítrico (HNO 3 ):
- · NO + HO 2 • → • NO 2 + • OH
- · NO 2 + • OH → HNO 3
O ácido nítrico, junto com o ácido sulfúrico , contribui para a deposição da chuva ácida .
Destruição do ozônio
· NO participa da destruição da camada de ozônio . O óxido nítrico reage com o ozônio estratosférico para formar O 2 e dióxido de nitrogênio:
- · NO + O 3 → NO 2 + O 2
Esta reação também é utilizada para medir as concentrações de · NO em volumes de controle.
Precursor de NO 2
Como visto na seção Deposição de ácido, o óxido nítrico pode se transformar em dióxido de nitrogênio (isso pode acontecer com o radical hidroperoxi, HO 2 • , ou oxigênio diatômico, O 2 ). Os sintomas de exposição a curto prazo ao dióxido de nitrogênio incluem náusea, dispneia e dor de cabeça. Os efeitos a longo prazo podem incluir função imunológica e respiratória prejudicada .
Funções biológicas
NO é uma molécula de sinalização gasosa . É um mensageiro biológico de vertebrados chave , desempenhando um papel em uma variedade de processos biológicos. É um bioproduto em quase todos os tipos de organismos, incluindo bactérias, plantas, fungos e células animais.
O óxido nítrico, um fator relaxante derivado do endotélio (EDRF), é biossintetizado endogenamente a partir da L- arginina , oxigênio e NADPH por várias enzimas do óxido nítrico sintase (NOS) . A redução do nitrato inorgânico também pode produzir óxido nítrico. Um dos principais alvos enzimáticos do óxido nítrico é a guanilil ciclase . A ligação do óxido nítrico à região heme da enzima leva à ativação, na presença de ferro. O óxido nítrico é altamente reativo (tendo uma vida útil de alguns segundos), mas se difunde livremente através das membranas. Esses atributos tornam o óxido nítrico ideal para uma molécula de sinalização parácrina transitória (entre células adjacentes) e autócrina (dentro de uma única célula). Uma vez que o óxido nítrico é convertido em nitratos e nitritos pelo oxigênio e pela água, a sinalização celular é desativada.
O endotélio (revestimento interno) dos vasos sanguíneos usa óxido nítrico para sinalizar ao músculo liso circundante para relaxar, resultando em vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo. Sildenafil (Viagra) é um medicamento que usa a via do óxido nítrico. O sildenafil não produz óxido nítrico, mas aumenta os sinais que estão a jusante da via do óxido nítrico, protegendo o monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) da degradação pela fosfodiesterase tipo 5 específica do cGMP (PDE5) no corpo cavernoso , permitindo que o sinal seja aumentado e, portanto, vasodilatação . Outro transmissor gasoso endógeno, o sulfeto de hidrogênio (H 2 S), atua com o NO para induzir vasodilatação e angiogênese de forma cooperativa.
A respiração nasal produz óxido nítrico dentro do corpo, enquanto a respiração pela boca não.
Segurança e saúde ocupacional
Nos EUA, a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) definiu o limite legal (limite de exposição permitido ) para a exposição ao óxido nítrico no local de trabalho como 25 ppm (30 mg / m 3 ) em um dia de trabalho de 8 horas. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) definiu um limite de exposição recomendado (REL) de 25 ppm (30 mg / m 3 ) em um dia de trabalho de 8 horas. Em níveis de 100 ppm, o óxido nítrico é imediatamente perigoso para a vida e a saúde .
Referências
Leitura adicional
- Butler A. e Nicholson R .; "Vida, morte e NÃO." Cambridge 2003. ISBN 978-0-85404-686-7 .
- van Faassen, EE; Vanin, AF (eds); "Radicais para a vida: as várias formas de óxido nítrico." Elsevier, Amsterdam 2007. ISBN 978-0-444-52236-8 .
- Ignarro, LJ (ed.); "Óxido nítrico: biologia e patobiologia." Academic Press, San Diego 2000. ISBN 0-12-370420-0 .
links externos
- Cartão Internacional de Segurança Química 1311
- "O óxido nítrico e seu papel na saúde e no diabetes" . 21 de outubro de 2015.
- Química de gás em microescala: experimentos com óxidos de nitrogênio
- Seu cérebro inicializa como um computador - novos insights sobre o papel biológico do óxido nítrico.
- Avaliando o potencial do óxido nítrico no pé diabético
- Novas descobertas sobre o óxido nítrico podem fornecer medicamentos para a esquizofrenia
- Óxido nítrico no banco de dados químico
- "Concentrações imediatamente perigosas para a vida ou para a saúde (IDLH): óxido nítrico" . Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional . 2 de novembro de 2018.