산화질소

Nitric oxide
질소산화물 또는 아산화질소와 혼동해서는 안 된다.
이 기사는 분자에 관한 것이다.의약품 또는 생물학에서의 일산화질소의 사용에 대해서는 일산화질소의 생물학적 기능을 참조한다.
산화질소
Skeletal formula of nitric oxide with bond length
Skeletal formula showing two lone pairs and one three-electron bond
Space-filling model of nitric oxide
이름
IUPAC 이름
일산화질소[1]
시스템 IUPAC 이름
산화나트륨(•)[2] (첨가성)
기타 이름
산화질소
일산화질소
질소(II) 산화물
옥소니트로겐
식별자
3D 모델(JSmol)
3 DMet
체비
첸블
켐스파이더
드러그뱅크
ECHA 정보 카드 100.030.233 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 233-271-0
451
케그
RTECS 번호
  • QX0525000
유니
UN 번호 1660
  • InChI=1S/NO/c1-2 checkY
    키: MWUXSHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/NO/c1-2
    키: MWUXSHQAYIFBG-UHFFFAOYAI
  • [N]=O
특성.
NO
몰 질량 30.006 g/g−1/g
외모 무색 가스
밀도 1.3402 g/L
녹는점 -164 °C (-263 °F, 109 K)
비등점 -152°C(-242°F, 121K)
0.0098 g / 100 ml (0°C)
0.0056g/100ml(20°C)
1.0002697
구조.
선형(점 그룹∞v C)
열화학
210.76 J/(K·mol)
91.29 kJ/mol
약리학
R07AX01 (WHO)
라이선스 데이터
흡입
약동학:
좋아요.
폐모세혈관상을 통해
2 ~ 6초
위험 요소
산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험 요소
  • 흡입 시 치명적
  • 심한 화상을 입히다
  • 눈에 손상을 입히다
  • 호흡기에 부식성 있음
[4]
GHS 라벨링:
GHS04: Compressed GasGHS03: OxidizingGHS05: CorrosiveGHS06: Toxic[3][4]
위험.
H270, H280, H314, H330[3][4]
P220, P244, P260, P280, P303+P361+P353+P315, P304+P340+P315, P305+P351+P338+P315, P370+P376, P403, P405[3][4]
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
치사량 또는 농도(LD, LC):
315ppm (표준, 15분)
854 ppm (랫, 4시간)
2500ppm (표준, 12분)[5]
LCLo(최저 공개)
 320 ppm (표준)[5]
안전 데이터 시트(SDS) 외부 SDS
관련 화합물
관련 질소 산화물
 오산화이질소

사산화수소
삼산화수소
이산화질소
아산화질소
니트록실(축소형)
히드록실아민(수소화된 형태)

달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

산화질소(산화질소 또는[6] 일산화질소)는 식 NO의 무색 가스이다.그것은 질소의 주요 산화물 중 하나이다.일산화질소는 활성산소이다: 일산화질소는 한 쌍의 전자를 가지고 있으며, 때때로 화학식(•N=O 또는 NO)에서 점으로 표시되기도 한다.산화질소는 또한 화학 [7]결합에 대한 초기 현대 이론을 낳은 분자의 한 종류인 이종핵 이원자 분자입니다.

산업 화학의 중요한 중간 물질인 일산화질소는 연소 시스템에서 형성되며 뇌우에서 번개에 의해 발생할 수 있습니다.인간을 포함한 포유동물에서, 일산화질소는 많은 생리학적,[8] 병리학적 과정에서 신호 분자이다.그것은 [9]1992년에 "올해의 분자"로 선포되었다.1998년 심혈관 [10]신호 분자로서의 일산화질소의 역할을 발견한 공로로 노벨 생리의학상을 수상했다.

산화질소는 갈색 가스 및 주요 대기 오염물질인 이산화질소2(NO)나 [7]마취제인 아산화질소2(NO)와 혼동해서는 안 된다.

반응

2원자 분자와 3원자 분자로

액체로 응축되면 일산화질소는 이산화질소로 이량화되지만, 그 연관성은 약하고 가역적이다.결정성 NO의 N–N 거리는 218 pm으로 N–O [7]거리의 거의 두 배이다.

NO의 생성열은 흡열성이기 때문에 NO를 원소로 분해할 수 있다.차량의 촉매변환기는 다음과 같은 반응을 이용합니다.

2 NO → O2 + N2

산소에 노출되면 산화질소는 이산화질소로 전환됩니다.

2 NO + O2 → 2 NO2

이 반응은 중간 오누와• 적색 화합물 오누노를 [11]통해 일어나는 것으로 생각된다.

물에서 산화질소는 산소와 반응하여 아질산(HNO2)을 형성한다.반응은 다음과 같은 화학측정법을 통해 진행되는 것으로 생각된다.

4 NO + O2 + 22 HO → 42 HNO

산화질소는 불소, 염소 및 브롬과 반응하여 염화질소와 같은 할로겐화질소를 형성합니다.

2 NO + Cl2 → 2 NOCl

또한2 라디칼인 NO와 결합해 강청색 [7]삼산화질소를 형성합니다.

NO + NO2 » ON-NO2

유기화학

다른 분자에 산화질소 부분을 추가하는 것을 흔히 니트로실화라고 한다.Traube 반응은[12] 에놀라트에 두 개의 일산화질소를 첨가하여 디아제늄디올라트([13]니트로소히드록실아민이라고도 함)를 생성하는 것입니다.이 제품은 할로포름 반응과 유사한 전체적인 과정을 제공하는 후속 역알돌 반응을 겪을 수 있다.예를 들어, 산화질소는 아세톤 및 알콕시드와 반응하여 각 α 위치에서 디아제늄디올라트를 형성하고,[14] 이후 부산물로 아세트산메틸이 손실됩니다.

Traube reaction

1898년 경에 발견된 이 반응은 일산화질소 프로드러그 연구에서 여전히 관심을 가지고 있다.산화질소는 또한 메톡시드나트륨과 직접 반응하여 궁극적으로 [15]N-메톡시디아제늄디올레이트를 통해 포름산나트륨과 아산화질소를 형성할 수 있다.

코디네이션 콤플렉스

주요 기사:금속 니트로실

산화질소는 전이 금속과 반응하여 금속 니트로실이라고 불리는 복합체를 만든다.산화질소의 가장 일반적인 결합 모드는 단자 선형 유형(M-NO)[7]입니다.또는 산화질소는 1전자 의사할라이드로서도 좋다.이러한 복합체에서 M-N-O기는 120°~140°의 각도로 특징지어진다.NO 그룹은 또한 다양한 기하학적 구조에서 질소 원자를 통해 금속 중심 사이를 연결할 수 있습니다.

생산 및 준비

상업적인 환경에서 일산화질소는 Ostwald 공정에서 백금을 촉매로 하여 750–900°C(일반적으로 850°C)에서 암모니아를 산화시킴으로써 생성됩니다.

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 HO2

번개에 의해 고온(2000°C 이상)에서 영향을 받는 산소(O2)와 질소(N2)의 비촉매 흡열 반응은 실질적인 상업적 합성으로 개발되지 않았다(버켈랜드-아이데 프로세스 참조).

N2 + O2 → 2 NO

실험실 방법

실험실에서 산화질소는 구리와 함께 희석된 질산을 환원함으로써 쉽게 생성된다.

83 HNO + 3 Cu → 3 Cu(NO3)2 + 4 HO2 + 2 NO

다른 방법으로는 아질산나트륨 또는 아질산칼륨의 형태로 아질산을 환원하는 방법이 있습니다.

22 NaNO + 2 NaI + 2 HSO24 → I2 + 2 NaSO24 + 22 HO + 2 NO
2 NaNO2 + 2 FeSO4 + 3 HSO24 → Fe2(SO4)3 + 2 NaHSO4 + 2 HO + 2 NO2
32 KNO + KNO3 + CrO23 → 2 KCrO24 + 4 NO

다리미(II) 황산염 경로는 간단하며 학부 실험실 실험에 사용되어 왔다.일명 NONO산염 화합물도 일산화질소 생성에 사용된다.

검출 및 분석

DAF-2 DA(디아미노플루오레세인 디아세테이트)를 사용하여 가시화된 침엽수 세포 중 질소산화물(흰색)

산화질소 농도는 [16]오존을 포함한 화학발광반응을 이용하여 측정할 수 있다.산화질소를 포함한 시료에 다량의 오존을 혼합한다.산화질소는 오존과 반응하여 산소와 이산화질소를 생성하며, 빛(화학 발광)을 방출합니다.

NO + O3 → NO2 + O2 + h ν

광검출기로 측정할 수 있습니다.생성되는 빛의 양은 샘플에 포함된 일산화질소의 양에 비례합니다.

다른 테스트 방법으로는 전기 분석(암페어메트릭 어프로치)이 있습니다.이 방법에서는 ·NO가 전극과 반응하여 전류 또는 전압 변화를 유도합니다.생체 조직에서 NO 라디칼을 검출하는 것은 짧은 수명 및 조직 내에서의 이러한 라디칼의 집중으로 인해 특히 어렵다.몇 안 되는 실용적인 방법 중 하나는 산화질소를 철-디티오카르바메이트 착체와 스핀트랩하고 그 후 전자상자기공명(EPR)[17][18]을 가진 모노-니트로실-철 착체를 검출하는 것이다.

세포 내 측정을 위해 아세틸화 형태로도 사용할 수 있는 형광 색소 표시기 그룹이 존재합니다.가장 일반적인 화합물은 4,5-디아미노플루오레세인(DAF-2)[19]이다.

환경에 미치는 영향

주요 기사: NOx

산성비 퇴적

산화질소는 하이드로퍼옥실 라디칼(HO•
2)과 반응하여 이산화질소(NO2)를 형성하고, 이산화질소는 하이드록실 라디칼(•OH)과 반응하여 질산(HNO3)을 생성할 수 있습니다.

•NO•
2 + HO → NO2 + OH
•NO2• + OH → HNO3

질산은 황산과 함께 산성비 증착에 기여한다.

오존 파괴

•NO는 오존층 파괴에 관여한다.산화질소는 성층권 오존과 반응하여 O와 이산화질소를 형성합니다2.

•NO + O3 → NO2 + O2

이 반응은 또한 제어 부피의 NO 농도를 측정하는 데도 이용된다.

NO의 전조2

산 증착 부분에서 볼 수 있듯이, 일산화질소는 이산화질소로 변할 수 있습니다(이는 하이드로퍼옥시기(hydroperoxy radical, HO•
2, 또는 이원자 산소, O2)와 함께 발생할 수 있습니다).단기적 이산화질소 노출의 증상에는 메스꺼움, 호흡곤란, 두통이 포함된다.장기적인 영향에는 면역 및 호흡 [20]기능 저하가 포함될 수 있습니다.

생물학적 기능

주요 기사 : 산화질소의 생물학적 기능

NO는 기체 신호 [21]분자입니다.그것은 다양한 생물학적 [22]과정에서 중요한 역할을 하는 척추동물의 생물학적 전달자이다.그것은 박테리아, 식물, 곰팡이, 그리고 동물 [23]세포를 포함한 거의 모든 종류의 유기체의 생물 생산물이다.

내피유래완화인자(EDRF)인 산화질소는 다양한 산화질소합성효소([24]NOS)에 의해 L-아르기닌, 산소 및 NADPH로부터 내생적으로 합성된다.무기질산염의 환원도 [25]산화질소를 만들 수 있다.산화질소의 주요 효소 타깃 중 하나는 구아닐시클라아제이다.[26]일산화질소가 효소의 헴 영역에 결합하면 [26]철분이 있을 때 활성화된다.산화질소는 반응성이 매우 높지만(수명은 몇 초), 막 전체에 자유롭게 확산됩니다.이러한 속성은 일산화질소를 (인접 세포 사이의) 과도 파라크린과 (단일 세포 내의) 오토크린 시그널링 [25]분자에 이상적으로 만든다.산화질소가 산소와 물에 의해 질산염과 아질산염으로 전환되면 세포신호가 비활성화된다.[26]

혈관의 내피(내피)는 주변의 평활근이 이완되는 신호를 보내기 위해 일산화질소를 사용하여 혈관확장과 [25]혈류량을 증가시킵니다.실데나필(비아그라)은 일산화질소 경로를 사용하는 약물이다.실데나필은 일산화질소를 생성하지 않지만 고리형 구아노신 일인산(cGMP)이 cGMP 특이 포스포디에스테라아제 타입 5(PDE5)에 의한 말뭉치 내 분해로부터 보호함으로써 일산화질소 경로 하류에 있는 신호를 강화함으로써 신호가 강화되고 [24]혈관확장된다.또 다른 내인성 가스전달물질인 황화수소(HS2)는 NO와 함께 작용하여 혈관확장과 혈관신생을 협조적으로 [27][28]유도한다.

코 호흡은 체내에서 일산화질소를 생성하는 반면, 구강 호흡은 그렇지 않습니다.[29]

산업안전보건

미국 산업안전보건국(OSHA)은 작업장 내 질소산화물 피폭에 대한 법적 한도(허용 피폭 한도)를 8시간 근무일에 걸쳐 25ppm(30mg/m3)으로 설정했다.미국 국립산업안전보건연구소(NIOSH)는 8시간 근무에 걸쳐 권장 노출 한계치(REL)를 25ppm(30mg3/m)로 설정했다.100ppm 수준에서 산화질소는 생명과 건강에 즉시 [30]위험합니다.

폭발 위험

액체 질소 산화물은 연료가 없어도 폭발에 매우 민감하며 니트로글리세린만큼 쉽게 개시될 수 있다.흡열성 액체 산화물의 폭발은 b.p.(-152°C)에 가까운 곳에서 100 kbar 펄스를 발생시키고 시험 장비를 조각화했다.그것은 3상 모두에서 폭발할 수 있는 가장 단순한 분자이다.액화물은 민감해서 증류 중에 폭발할 수 있으며, 이것이 산업재해의 [31]원인이 되어 왔습니다.산화질소 가스는 약 2300m/s로 폭발하지만 고체로서 6100m/[32]s의 폭발 속도에 도달할 수 있다.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크