Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Химическое соединение или ион
Chemical compound or ion
Ион бисульфита (IUPAC рекомендует наименование: гидрогенсульфит) — это ион HSO3−. Соли, содержащие ион HSO3−, также известны как "сульфитные растворы". Бисульфит натрия используется как взаимозаменяемый термин с метабисульфитом натрия (Na2S2O5). Метабисульфит натрия растворяется в воде с образованием раствора Na+HSO3−. Na2S2O5 + H2O → 2Na[HSO3]
The bisulfite ion (IUPAC recommended nomenclature: hydrogensulfite) is the ion HSO3−. Salts containing the HSO3− ion are also known as "sulfite lyes". Sodium bisulfite is used interchangeably with sodium metabisulfite (Na2S2O5). Sodium metabisulfite dissolves in water to give a solution of Na+HSO3−. Na2S2O5 + H2O → 2Na[HSO3]
Структура
Анион бисульфита существует в растворе в виде смеси двух таутомеров. В одном таутомере протон присоединен к одному из трех атомов кислорода. Во втором таутомере протон находится на атоме серы. S-протонированный таутомер обладает симметрией C3v. O-протонированный таутомер обладает только симметрией Cs.
The bisulfite anion exists in solution as a mixture of two tautomers. One tautomer has the proton attached to one of the three oxygen centers. In the second tautomer the proton resides on sulfur. The S protonated tautomer has C3v symmetry. The O protonated tautomer has only Cs symmetry.
Таутомеризация
Существуют две таутомерные формы бисульфит-иона. Они легко взаимопревращаются, но могут быть индивидуально охарактеризованы различными спектроскопическими методами. Они были идентифицированы с помощью 17O ЯМР-спектроскопии: HSO3− ⇌ SO2(OH)− K = 4,9
There exist two tautomers of bisulfite. They interconvert readily but can be characterized individually by various spectroscopic methods. They have been observed by 17O NMR spectroscopy:
HSO3− SO2(OH)−K = 4.9
Органический синтез
В органической химии "бисульфит натрия" используется для образования аддуктов с альдегидами и некоторыми циклическими кетонами. Эти аддукты представляют собой α-гидроксисульфоновые кислоты. Эта реакция полезна для разделения и очистки альдегидов. Бисульфитные аддукты несут заряд и поэтому лучше растворимы в полярных растворителях. Реакцию можно обратить в щелочной или кислой среде. Примеры таких процедур описаны для бензальдегида, 2-тетралона, цитраля, этилового эфира пирувиновой кислоты и глиоксаля. В реакции расширения кольца циклогексанона с диазальдом, реакция с бисульфитом позволяет проводить различие между основным продуктом реакции – циклогептаноном – и основным загрязнителем – циклооктаноном. Другим применением бисульфита в органической химии является его использование в качестве мягкого восстановителя, например, для удаления следов или избытка хлора, брома, йода, гипохлоритов, осматных эфиров, триоксида хрома и перманганата калия. Бисульфит натрия служит обесцвечивающим агентом при очистке, поскольку восстанавливает сильноокрашенные окислители, сопряженные алкены и карбонильные соединения. Бисульфит также является ключевым компонентом реакции Бухера, в которой ароматическая гидроксильная группа превращается в соответствующую аминогруппу. Эта реакция обратима, и первым этапом является присоединение бисульфита натрия к ароматической двойной связи. Синтез карбазола Бухера – это связанная органическая реакция, в которой бисульфит натрия используется в качестве реагента.
In organic chemistry, "sodium bisulfite" is used to form adducts with aldehyde and with certain cyclic ketones. These adducts are α hydroxysulfonic acids. This reaction is useful for the separation and purification of aldehydes. The bisulfite adducts are charged and so are more soluble in polar solvents. The reaction can be reversed in base or strong acid. Examples of such procedures are described for benzaldehyde, 2 tetralone, citral, the ethyl ester of pyruvic acid and glyoxal. In the ring expansion reaction of cyclohexanone with diazald, the bisulfite reaction is reported to allow differentiation between the primary reaction product cycloheptanone and the main contaminant cyclooctanone. Another use of bisulfite in organic chemistry is as a mild reducing agent, for example to remove traces or excess amounts of chlorine, bromine, iodine, hypochlorite salts, osmate esters, chromium trioxide and potassium permanganate. Sodium bisulfite is a decoloration agent in purification procedures because it reduces strongly coloured oxidizing agents, conjugated alkenes and carbonyl compounds. Bisulfite is also the key ingredient in the Bucherer reaction. In this reaction an aromatic hydroxyl group is converted to the corresponding amine group. This is a reversible reaction. The first step in this reaction is an addition reaction of sodium bisulfite to an aromatic double bond. The Bucherer carbazole synthesis is a related organic reaction that uses sodium bisulfite as a reagent.
Секвенирование ДНК бисульфита
Бисульфит натрия используется в анализе статуса метилирования цитозинов в ДНК. В этой методике бисульфит натрия деаминирует цитозин в урацил, но не воздействует на 5-метилцитозин – метилированную форму цитозина, к пятому атому углерода которого присоединена метильная группа. При амплификации ДНК, обработанной бисульфитом, с помощью полимеразной цепной реакции, урацил амплифицируется как тимин, а метилированные цитозины – как цитозин. Далее применяются методы секвенирования ДНК для определения последовательности ДНК, обработанной бисульфитом. Цитозины, которые считываются как цитозины после секвенирования, соответствуют метилированным цитозинам, а тимины – неметилированным цитозинам в геномной ДНК.
Sodium bisulfite is used in the analysis of the methylation status of cytosines in DNA. In this technique, sodium bisulfite deaminates cytosine into uracil, but does not affect 5 methylcytosine, a methylated form of cytosine with a methyl group attached to carbon 5. When the bisulfite treated DNA is amplified via polymerase chain reaction, the uracil is amplified as thymine and the methylated cytosines are amplified as cytosine. DNA sequencing techniques are then used to read the sequence of the bisulfite treated DNA. Those cytosines that are read as cytosines after sequencing represent methylated cytosines, while those that are read as thymines represent unmethylated cytosines in the genomic DNA.