Доктор Моррис

Кислота щавелевая

  • 499
  • Публикации

Щавелевая кислота в природе

Щавелевая кислота одна из самых распространенных в природе кислот. Однако встречается она не только в растениях, но и человеческом организме, а также у животных. В организме человека ее пользу нельзя недооценивать. Однако при воздействии на щавелевую кислоту большими температурами ее продукты могут быть не просто вредными, но и опасными.

Этандионовая кислота, второе название щавелевой кислоты, содержится во многих растениях используемых человеком в пищу:

  • Щавель. Один из рекордсменов по содержанию щавелевой кислоты, на 100 гр. продукта приходится 600,0 мг кислоты.
  • Шпинат. Абсолютный победитель, в замороженном шпинате можно обнаружить порядка 600,0 мг. кислоты на 100 гр. продукта, а в термически обработанном 750 мг. на те же 100 гр.
  • Свекла. 500 мг. на 100 гр.
  • Пророщенные зерна пшеницы. Также обладают высоким содержанием щавелевой кислоты, 269 мг. на 100 гр. продукта.

Щавелевая кислота в небольших пропорциях содержится во многих продуктах питания, в овощах и фруктах, в молоке, в рыбе, мясе, яйцах, ягодах, сладостях и напитках.

Техническая щавелевая кислота

Щавелевая кислота применяется во многих областях:

В химической промышленности:

  • При производстве красителей для пиротехнической продукции. Щавелевокислый натр один из самых востребованных для получения яркого желтого цвета пламени. Состоит из щавелевой кислоты и углекислого натра. Обладает уникальными свойствами, но характеризуется высокой ценой. Такое соединение идеально подходит для театральных постановок с применением фейерверков из-за своей яркости и отсутствия дыма.
  • При производстве чернил щавелевая кислота повышает качество пигмента.
  • При производстве пластмасс используют фенолформальдегидные смолы с применением кислых или щелочных катализаторов, в том числе щавелевой кислоты.

В металлургии:

  • Для очистки металлов в бытовых условиях применяют специальные составы способные очистить кастрюли и котлы от накипи и нагара, снять ржавчину и оксиды.

В текстильной и кожевенной промышленности применяется для дубления, окраски, отбеливании.

  • Для отбеливания волосяного покрова на стадии восстановления кожевенного слоя. После употребления такого состава получается мягкий пластичный материал, но сохраняется прочность.
  • Для выделения коллагена повышающего прочность кожевенной и меховой ткани.

В фотоиндустрии — как проявитель.

  • Первый химический проявитель состоял из щавелевой кислоты и закиси железа (железного купороса).

Моющее средство обладающее дезинфицирующими и отбеливающими свойствами.

  • Отбеливающие свойства щавелевой кислоты позволили применять ее для работ с деревянными полами и камнем.
  • Пятновыводитель на основе щавелевой кислоты позволяет справиться с чернилами и сложными пищевыми пятнами на камне, кирпиче, линолеуме, дереве и виниловых поверхностях.
  • Удаление ржавчины на сантехнических устройствах, столешницах.

Щавелевая кислота снижает жесткость воды, чем активно пользуются любители домашних растений для полива. Добавление в обычную воду HOOC−COOH приводит к выпадению кальция и снижению рН. Щавелевая кислота способна оздоравливать почву, подавлять болезнетворные бактерии. Данная кислота помогает в развитии корневой системы, не позволяет вымываться извести из почвы.

О свойствах, способах получения, условиях хранения и транспортировки, можно ознакомиться в статье «Характеристика щавелевой кислоты».

Применение в пчеловодстве

Щавелевая кислота активно применяется в пчеловодстве. Варроатоз – одно из самых опасных паразитарных заболеваний взрослых особей и куколок пчел. Заражение происходит клещами варроа, приводит к полной порче пчел и трутней. Для борьбы с таким видом заражения используют раствор на основе щавелевой кислоты. Таким раствором обрабатывают межрамочные пространства ульев. Для обработки применяют кислоту в концентрации 1,4–2,7%.

Пасечники замечали, что щавелевая кислота имеет большую эффективность, чем муравьиная, действует на пчел с мягким эффектом. Продуктивность ее применения составляет около 90%.

Особенности применения при обработке ульев и пчел:

  • Соблюдение жесткого температурного режима. Температура воздуха не может быть ниже 16°С.
  • Полный разбор гнезд улья. Необходима обработка каждой рамки, что сопряжено с определенными рисками по потере пчелиной семьи.
  • При обработке в осенний период велик риск появления дополнительной влажности, что может привести к появлению плесени и сопряженным заболеваниям.
  • При долгом хранение разведенная щавелевая кислота теряет свои важные бактерицидные свойства.

Щавелевая кислота в садоводстве

Щавелевая кислота является излюбленным и незаменимым средством у садоводов и огородников.

Этандиовая (щавелевая) кислота имеет следующие преимущества применения в садоводстве:

  • Замачивание семян и обработка наружной части растения для повышения сопротивляемости к неблагоприятным условиям внешней среды.
  • Повышение декоративных внешних свойств внешнего вида растений в связи с возможной обработкой на протяжении всего периода роста и цветения.
  • Обработка кислотой за счет дезинфицирующих свойств продлевает время активного роста и замедляет процесс старения.
  • Дешевизна и экономичность средства позволяет активно использовать ее в садоводстве и огородничестве.

Вред и польза для здоровья

Щавелевая кислота противоречивый продукт. Способная нанести неоценимую пользу для человеческого организма, кислота может оказаться очень опасным продуктом.

Важно запомнить, что предельная концентрация щавелевой кислоты в продуктах должна быть не более 50 мг. в сутки.

При отсутствии патологий употребление продуктов содержащих щавелевую кислоту может оказать на организм следующее влияние:

  • Повысить усвояемость кальция.
  • Повышает защитные функции организма.
  • Улучшает работу желудочного тракта и перистальтику кишечника.
  • Содержит и поставляет клеткам организма магний и железо.
  • Оказывает успокоительное действие на нервную систему.
  • Укрепляет мышцы.
  • Оказывает бактерицидный эффект.
  • Снимает головные боли и способствует устранению мигрени.
  • Оказывает положительный эффект в нормализации гормонального фона.
  • Положительно влияет на репродуктивную систему.
  • Дезинфицирующие свойства щавелевой кислоты позволяют бороться с холерой и брюшным тифом.
  • Оксалаты кислоты помогают в лечении туберкулеза.

Оптовые поставки щавелевой кислоты от компании «Эверест» — это выгодные условия и низкие цены. Оставьте заявку и наш менеджер свяжется для обсуждения деталей.

5/5 — 1 голосов Похожие публикации

Щавелевая кислота

Имена
Предпочтительное название IUPAC Щавелевая кислота
Систематическое название ИЮПАК Этандиовая кислота
Другие имена Отбеливатель для дерева, Крабовая кислота
Идентификаторы
  • 144-62-7 (безводный)
  • 6153-56-6 (дигидрат)
3D модель ( JSmol )
3DMet
385686
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ: 16995
ЧЭМБЛ
  • ChEMBL146755
ChemSpider
  • 946
DrugBank
  • DB03902
ECHA InfoCard 100.005.123
Номер ЕС
  • 205-634-3
2208
КЕГГ
  • C00209
MeSH Щавелевая + кислота
PubChem CID
Номер RTECS
  • RO2450000
UNII
  • 9E7R5L6H31
Номер ООН 3261
CompTox Dashboard ( EPA )
  • InChI = 1S / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / ч (H, 3,4) (H, 5,6) Ключ: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N
  • С (= O) (С (= O) O) O
Свойства
С 2 Н 2 О 4
Молярная масса 90,034 г · моль -1
(безводный)
126,065 г · моль -1 (дигидрат)
Внешность Белые кристаллы
Запах без запаха
Плотность 1,90 г · см -3 (безводный, при 17 ° C)
1,653 г · см -3 (дигидрат)
Температура плавления От 189 до 191 ° C (от 372 до 376 ° F, от 462 до 464 K) от
101,5 ° C (214,7 ° F, 374,6 K) дигидрат
90-100 г / л (20 ° С)
Растворимость 237 г / л (15 ° C) в этаноле 14 г / л (15 ° C) в диэтиловом эфире
Давление газа <0,001 мм рт. Ст. (20 ° C)
Кислотность (p K a ) 1,25, 4,14
Основание конъюгата Гидрогеноксалат
-60,05 · 10 −6 см 3 / моль
Фармакология
QP53AG03 ( ВОЗ )
Опасности
Основные опасности разъедающий
Паспорт безопасности Внешний паспорт безопасности материалов
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 166 ° С (331 ° F, 439 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD Lo ( самый низкий опубликованный ) 1000 мг / кг (собака, перорально)
1400 мг / кг (крыса)
7500 мг / кг (крыса, перорально)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо) TWA 1 мг / м 3
REL (рекомендуется) TWA 1 мг / м 3 ST 2 мг / м 3
IDLH (непосредственная опасность) 500 мг / м 3
Родственные соединения
Родственные соединения оксалилхлорид
динатрий оксалат оксалат
кальция
фенилоксалат сложный эфир
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C , 100 кПа).
проверить ( что есть ?)

Щавелевая кислота — это органическое соединение с формулой C 2 H 2 O 4 . Это белое кристаллическое твердое вещество, которое образует бесцветный раствор в воде. Его сжатая формула — HOOCCOOH, что отражает его классификацию как простейшую дикарбоновую кислоту .

Его кислотная сила намного больше, чем у уксусной кислоты . Щавелевая кислота является восстанавливающим агентом и ее сопряженным основанием , известным как оксалат ( C
2О2-
4), является хелатирующим агентом для катионов металлов. Обычно щавелевая кислота встречается в виде дигидрата с формулой C 2 H 2 O 4 · 2H 2 O.

Это происходит естественным образом во многих продуктах питания, но чрезмерное употребление щавелевой кислоты или продолжительный контакт с кожей могут быть опасными.

Его название происходит от того факта, что первые исследователи выделили щавелевую кислоту из цветущих растений рода Oxalis , широко известных как щавель.

История

Получение солей щавелевой кислоты (крабовой кислоты) из растений было известно самое позднее с 1745 года, когда голландский ботаник и врач Герман Бурхааве выделил соль из щавеля . К 1773 году Франсуа Пьер Савари из Фрибурга, Швейцария, выделил щавелевую кислоту из ее соли в щавеле .

В 1776 году шведские химики Карл Вильгельм Шееле и Торберн Улоф Бергман получили щавелевую кислоту путем реакции сахара с концентрированной азотной кислотой ; Шееле назвал кислоту, образовавшуюся в результате socker-syra или såcker-syra (сахарная кислота). К 1784 году Шееле показал, что «сахарная кислота» и щавелевая кислота из природных источников идентичны.

В 1824 году немецкий химик Фридрих Вёлер получил щавелевую кислоту путем реакции цианогена с аммиаком в водном растворе. Этот эксперимент может представлять собой первый синтез натурального продукта .

Подготовка

Щавелевая кислота (крабовая кислота) в основном производится путем окисления углеводов или глюкозы с использованием азотной кислоты или воздуха в присутствии пятиокиси ванадия . Можно использовать различные предшественники, включая гликолевую кислоту и этиленгликоль . Более новый метод влечет за собой окислительное карбонилирование из спиртов с получением указанных в диэфирах щавелевой кислоты:

4 ROH + 4 CO + O 2 → 2 (CO 2 R) 2 + 2 H 2 O

Эти сложные диэфиры впоследствии гидролизуют до щавелевой кислоты. Ежегодно производится около 120 000 тонн .

Исторически щавелевая кислота была получена исключительно с помощью каустических добавок, таких как гидроксид натрия или калия , на опилках. Пиролиз формиата натрия (в конечном итоге получаемого из монооксида углерода) приводит к образованию оксалата натрия , легко превращаемого в щавелевую кислоту.

Лабораторные методы

Хотя ее можно легко купить, щавелевая кислота может быть получена в лаборатории путем окисления сахарозы с использованием азотной кислоты в присутствии небольшого количества пятиокиси ванадия в качестве катализатора .

Гидратированное твердое вещество может быть обезвожено нагреванием или азеотропной перегонкой .

Разработанная в Нидерландах, электрокатализ с помощью медного комплекса помогает снизить двуокиси углерода к щавелевой кислоте; в этой конверсии в качестве сырья для производства щавелевой кислоты используется диоксид углерода .

Структура

Безводная щавелевая кислота существует в виде двух полиморфов ; в одном случае водородная связь приводит к образованию цепочечной структуры, тогда как рисунок водородных связей в другой форме определяет пластинчатую структуру. Поскольку безводный материал является одновременно кислым и гидрофильным (водоотталкивающим), он используется при этерификации .

Реакции

Щавелевая кислота — относительно сильная кислота, несмотря на то, что она является карбоновой кислотой :

C 2 O 4 H 2 ⇌ C 2 O 4 H — + H + р К а = 1,27
С 2 О 4 Н — ⇌ С
2О2-
4+ H +
р К а = 4,27

Щавелевая кислота претерпевает многие реакции, характерные для других карбоновых кислот. Он образует сложные эфиры, такие как диметилоксалат ( т.пл. от 52,5 до 53,5 ° C (от 126,5 до 128,3 ° F)). Он образует хлорангидрид, называемый оксалилхлоридом .

Оксалат, конъюгированная основа щавелевой кислоты, является отличным лигандом для ионов металлов, например лекарственного средства оксалиплатина .

Щавелевая кислота и оксалаты могут окисляться перманганатом в автокаталитической реакции.

Значения p K a щавелевой кислоты в литературе варьируются от 1,25–1,46 и 3,81–4,40. 100- е издание CRC, выпущенное в 2019 году, имеет значения 1,25 и 3,81.

Вхождение

Биосинтез

Существует по крайней мере два пути опосредованного ферментами образования оксалата. В одном из путей оксалоацетат , компонент цикла лимонной кислоты Кребса , гидролизуется до оксалата и уксусной кислоты ферментом оксалоацетазой :

2− + H 2 O → C
2О2-
4+ CH
3CO-
2+ H +

Он также возникает в результате дегидрирования гликолевой кислоты , которая образуется в результате метаболизма этиленгликоля .

Встречается в продуктах питания и растениях

Оксалат кальция — самый распространенный компонент камней в почках . Ранние исследователи выделили щавелевую кислоту из щавеля ( Oxalis ). Члены шпината семьи и крестоцветные ( капуста , брокколи , брюссельская капуста ) с высоким содержанием оксалатов, как и щавель и зонтичные , как петрушка . Листья ревеня содержат около 0,5% щавелевой кислоты, а амвон ( Arisaema triphyllum ) содержит кристаллы оксалата кальция . Точно так же лиана Вирджиния , обычная декоративная лоза, производит щавелевую кислоту в своих ягодах, а также кристаллы оксалата в соке в форме рафидов . Бактерии производят оксалаты в результате окисления углеводов .

Растения рода Fenestraria производят оптические волокна из кристаллической щавелевой кислоты для передачи света в подземные участки фотосинтеза.

Карамбола , также известная как карамболь, также содержит щавелевую кислоту вместе с карамбоксином . Сок цитрусовых содержит небольшое количество щавелевой кислоты. Цитрусовые, произведенные в органическом сельском хозяйстве, содержат меньше щавелевой кислоты, чем те, которые производятся в традиционном сельском хозяйстве.

Было высказано предположение, что образование естественной патины из оксалата кальция на некоторых известняковых и мраморных статуях и памятниках вызвано химической реакцией карбонатного камня с щавелевой кислотой, выделяемой лишайниками или другими микроорганизмами .

Производство грибами

Многие виды почвенных грибов выделяют щавелевую кислоту, что приводит к большей растворимости катионов металлов, увеличению доступности некоторых питательных веществ в почве и может привести к образованию кристаллов оксалата кальция.

Другой

Окисленный битум или битум, подвергшийся воздействию гамма-излучения, также содержит щавелевую кислоту среди продуктов разложения. Щавелевая кислота может увеличить выщелачивание радионуклидов, содержащихся в битуме для захоронения радиоактивных отходов .

Биохимия

Сопряженное основание щавелевой кислоты является hydrogenoxalate аниона, и его сопряженное основание ( оксалат ) является конкурентным ингибитором из лактатдегидрогеназы (ЛДГ) фермента. ЛДГ катализирует превращение пирувата в молочную кислоту (конечный продукт ферментационного (анаэробного) процесса), одновременно окисляя кофермент НАДН до НАД + и Н + . Восстановление уровня NAD + необходимо для продолжения анаэробного энергетического метаболизма посредством гликолиза . Поскольку раковые клетки преимущественно используют анаэробный метаболизм (см. Эффект Варбурга ), было показано, что ингибирование ЛДГ подавляет образование и рост опухоли, что представляет собой интересный потенциальный курс лечения рака.

Приложения

Около 25% производимой щавелевой кислоты будет использоваться в качестве протравы в процессах окрашивания. Он используется в отбеливателях , особенно для балансовой древесины . Он также используется в разрыхлителе и в качестве третьего реагента в приборах для анализа кремнезема.

Уборка

Основное применение щавелевой кислоты — очистка или отбеливание, особенно для удаления ржавчины (комплексообразователь железа). Его полезность в составе средств для удаления ржавчины обусловлена ​​образованием стабильной водорастворимой соли с ионами трехвалентного железа и ферриоксалата .

Добывающая металлургия

Щавелевая кислота — важный реагент в химии лантаноидов . Гидратированные оксалаты лантаноидов легко образуются в очень сильнокислых растворах в плотно кристаллической , легко фильтруемой форме, в значительной степени свободной от примесей нелантаноидных элементов. Термическое разложение этих оксалатов дает оксиды , которые являются наиболее часто продаваемой формой этих элементов.

Ниша использует

Медоносная пчела, покрытая кристаллами оксалата

Некоторые пчеловоды используют щавелевую кислоту в качестве акарицида против паразитического клеща варроа .

Щавелевая кислота используется для очистки минералов.

Щавелевая кислота иногда используется в процессе анодирования алюминия с серной кислотой или без нее. По сравнению с анодированием серной кислотой полученные покрытия тоньше и имеют меньшую шероховатость поверхности.

Щавелевая кислота входит в состав некоторых средств для отбеливания зубов.

Содержание в продуктах питания

Овощной Щавелевая кислота
(г / 100 г)
Амарант 1.09
Спаржа 0,13
Фасоль, оснастка 0,36
Листья свеклы 0,61
Свекла 0,06
Брокколи 0,19
брюссельская капуста 0,02
Капуста 0,10
Морковь 0,50
Маниока 1,26
Цветная капуста 0,15
Сельдерей 0,19
Цикорий 0,2
Чеснок 1,48
Колларды 0,45
Кориандр 0,01
Кукуруза сладкая 0,01
Огурец 0,02
Баклажан 0,19
Эндивий 0,11
Чеснок 0,05
Капуста 0,02
Салат 0,33
Окра 0,05
Лук 0,05
Петрушка 0,04
Пастернак 0,04
Горох 0,05
болгарский перец 0,04
Картошка 0,05
Портулак 1,31
Редис 0,48
Листья ревеня 0,52
Брюква 0,03
Шпинат 0,97 (колеблется от 0,65 до 1,3 грамма на 100 граммов в пересчете на свежий вес)
Сквош 0,02
Сладкая картошка 0,24
Швейцарский мангольд , зеленый 0,96
Помидор 0,05
Репа 0,21
Зелень репы 0,05
Кресс-салат 0,31

Токсичность

Щавелевая кислота в концентрированной форме может оказывать вредное воздействие при контакте и проглатывании . Он не считается мутагенным или канцерогенным , хотя есть исследования, предполагающие, что он может вызвать рак груди; возможен риск врожденного порока развития у плода; может быть вредным , если вдыхается , и чрезвычайно разрушительное воздействие на ткани из слизистых оболочек и верхних дыхательных путей ; вред при проглатывании; наносит вред и разрушает ткани и вызывает ожоги при попадании на кожу или в глаза. Симптомы и эффекты включают жжение, кашель, одышку, ларингит , одышка, спазм , воспаление и отек в гортани , воспаление и отек бронхов , пневмонит , отек легких .

У людей введенная внутрь щавелевая кислота имеет пероральную LD Lo (самая низкая опубликованная летальная доза) 600 мг / кг. Сообщалось, что смертельная пероральная доза составляет от 15 до 30 граммов.

Оксалат может проникать в клетки, где, как известно, вызывает митохондриальную дисфункцию.

Токсичность щавелевой кислоты связана с почечной недостаточностью, вызванной осаждением твердого оксалата кальция , основного компонента кальциевых камней в почках. Щавелевая кислота также может вызывать боль в суставах из- за образования аналогичных осадков в суставах. Проглатывание этиленгликоля приводит к образованию щавелевой кислоты в качестве метаболита, который также может вызвать острую почечную недостаточность.

Заметки

^ a Если не указано иное, все измерения основаны на массе сырых овощей с исходным содержанием влаги.

внешняя ссылка

Викискладе есть медиафайлы по теме щавелевой кислоты .

В Wikisource есть текст статьи Британской энциклопедии 1911 года » Щавелевая кислота» .

  • Щавелевая кислота MS Spectrum
  • Международная карта химической безопасности 0529
  • Руководство NIOSH по химической опасности (CDC)
  • Таблица: Содержание щавелевой кислоты в отобранных овощах (USDA)
  • Об отравлении ревенем (The Rhubarb Compendium)
  • Фонд оксалоза и гипероксалурии (OHF) Содержание оксалатов в продуктах питания, 2008 г. (PDF)
  • Информация о диете фонда оксалоза и гипероксалурии (OHF)
  • Калькулятор: активность воды и растворенных веществ в водном растворе щавелевой кислоты

В России наблюдается рост заболеваемости органов мочевой системы, при этом детская заболеваемость в 2010 году составила 31:1000, а в экологически неблагополучных регионах 107:1000 . Самой распространённой патологией в детском возрасте являются микробно-воспалительные заболевания почек и мочевых путей, которые составляют 70,0-80,0 % в структуре заболеваний органов мочевой системы .

Отмечается рост числа детей, страдающих дизметаболическими нарушениями, которые могут способствовать развитию тубулоинтерстициальных повреждений почек, образованию микролитов и формированию мочекаменной болезни, одновременно являясь почвой для развития инфекций мочевой системы, имеющих тенденцию к хроническому и рецидивирующему течению, что со временем приводит к нарушению функции почек . В то же время присоединение инфекции мочевой системы у больных с метаболическими нарушениями является причиной камнеобразования .

Сведений по распространённости оксалурии в литературе немного. В целом распространённость кристаллурии в промышленном городе Тюмени в 2010 году составила 157:1000 детей, а в регионе с цементной промышленностью (г. Вольск) — 290:1000 детской популяции . Наиболее распространёнными видами кристаллурии являются оксалатная, уратная и смешанная . На долю оксалатной кристаллурии приходится 75,0-80,0 %, уратной — 7,0-10 %, смешанной — 5,0-7,0 %, цистиновой — 3,0 % . В городе Вольске у детей в структуре кристаллурии оксалурия составляет 53,2 %, уратурия — 15,4 %, фосфатурия — 19,2 %, смешанная кристаллурия — 12,2 % . Нарушение метаболизма щавелевой (этандионовой) кислоты наиболее часто встречается в педиатрической практике, следствием чего и является оксалатная кристаллурия.

Оксалатная кристаллурия может быть первичной и вторичной. Первичные гипероксалурии являются достаточно редкой патологией. Это аутосомно-рецессивные заболевания, в основе которых лежат мутации генов (AGXT, GRHPR, DHDPSL), приводящие к повышенному образованию и экскреции оксалатов и нерастворимых солей кальция, что в свою очередь приводит к раннему развитию нефрокальциноза. Манифестация заболевания может быть как в раннем возрасте (инфантильная форма), так и в молодости (поздно манифестирующая форма). Для первичной гипероксалурии характерно развитие паренхиматозного оксалоза и раннее формирование терминальной почечной недостаточности в среднем в 80,0 % случаев к 3 годам . Повышенная активность эндогенных фосфолипаз способствует ишемии почек, активации перекисного окисления белков и липидов .

Вторичные нарушения обмена щавелевой кислоты возникают в силу экзогенных (избыточное поступление оксалогенных продуктов, скудный питьевой режим, дефицит магния, витаминов В2 и В6, наличие заболеваний желудочно-кишечного тракта) и эндогенных причин (наследственная предрасположенность, тканевой дизэмбриогенез, нарушение обмена аминокислот, нестабильность цитомембран) .

Наследственную предрасположенность в нашей стране принято рассматривать как аномалию конституции. Ещё в начале XX века М.С. Масловым впервые описаны аномалии конституции — «диатез» у детей. Позже в работах М.С. Игнатовой и Ю.Е. Вельтищева были описаны мочекислый и оксалатный диатезы . Распространённость оксалатного диатеза составляет 160:1000 в детской популяции. Для него характерно наличие оксалурии при отсутствии мочевого синдрома и нарушений функции почек .

Учёными обсуждается связь кристаллурий с недифференцированными соединительнотканными дисплазиями. Оксалурия является проявлением повышенной экскреции щавелевой кислоты, которая в свою очередь представляет конечный продукт ряда соединений: глицина, серина, гидроксипролина .

Первые проявления гипероксалурии у детей в виде появления в моче оксалатов могут быть уже на первом году жизни. Согласно исследованиям ряда авторов установлено, что пик гипероксалурии регистрируется в возрасте 3-5 и 7-10 лет, т.е. в наиболее напряжённые периоды роста, на фоне недостаточного питьевого режима, пребывания в жарком климате, повышенного потребления оксалогенных продуктов и витамина С .

Ежедневно с пищей в организм поступает 80-1200 мг солей щавелевой кислоты, которая в сыворотке крови имеет экзогенное и эндогенное происхождение. Экзогенная щавелевая кислота появляется в результате абсорбции из пищеварительного тракта (30,0 %), эндогенная является конечным продуктом метаболизма аскорбиновой и глиоксиловой кислот. Избыток оксалатов выводится преимущественно почками и частично через пищеварительный тракт. Щавелевая кислота достаточно хорошо изучена — это самая простая, но довольно сильная дикарбоновая кислота. В растворе щавелевая кислота диссоциирует на анион С204 и два протона. При вступлении аниона С204 в химическую связь с катионом кальция образуется малорастворимая соль — оксалат кальция (моногидрат и дигидрат). Кальций оксалат моногидрат — СОМ — это компактное вещество коричневого или черного цвета, которое формируется преимущественно при высокой концентрации щавелевой кислоты в моче. Известно, что наиболее термодинамически стабильная форма оксалата кальция СОМ является основным ядром почечных камней. Повышенный уровень оксалата кальция в моче приводит к формированию кальций оксалат дигидрата — COD, который имеет более низкую способность образовывать в моче крупные кристаллы и прочные адгезивные связи с клетками уротелия. Осаждение различных форм кристаллов оксалата кальция с помощью манипулирования концентрациями Са2+ в окружающей среде показало, что осаждение кальция оксалата моногидрата происходит при содержании Са2+ 2 ммоль/л, а кальция оксалата дигидрата — 7 ммоль/л .

При микробно-воспалительном процессе (пиелонефрит) щавелевая кислота взаимодействует с ионами кальция, образуя нерастворимые соли оксалата кальция, которые оседают на белковую матрицу, формируя микролиты .

Изменение метаболизма щавелевой кислоты наблюдается при воспалительных процессах в кишечнике, расстройстве моторики и кровоснабжения, дисбактериозе, энзимной недостаточности, целиакии. Риск кристаллообразования и нефролитиаза увеличивается при сочетанной патологии мочевой и билиарной систем в связи со сниженной кристаллингибирующей активностью мочи, повышенной ионизацией Са2+ и сниженной ионизацией Mg2+, что уменьшает растворимость солей и способствует процессу кристаллизации .

Формирование оксалата может быть связано с деятельностью аэробной микрофлоры кишечника. Кишечная микрофлора способствует расщеплению полисахаридов с образованием гексоз, которые окисляются до щавелевой кислоты и при взаимодействии с ионами кальция образуют нерастворимый осадок оксалата кальция в моче. Нарушение оттока мочи способствует прикреплению микролита к уротелию в условиях повышенной концентрации мукополисахаридов . Важную роль в нарушении обмена щавелевой кислоты играет снижение количества колоний бактерий Oxalobacter formigenes в желудочно-кишечном тракте, которые расщепляют около 50,0 % экзогенного оксалата, таким образом, регулируют его уровень в плазме. Отсутствие Oxalobacter formigenes в кишечнике или уменьшение их способствует повышению доступности оксалата для абсорбции и повышению его концентрации в крови и моче .

В последние годы изучается значение нанобактерий как одного из этиологических факторов в формировании оксалатных микролитов. По мнению N. Miftsioplu и соавт. (2008), нанобактерии (80-120 нм) способны образовывать комплексы на своей поверхности, которые служат ядром для роста и агрегации оксалата кальция.

В заключении отметим, что удельный вес кристаллурии в структуре нефрологической патологии превышает 60 %. Наиболее распространенной является оксалатная кристаллурия, на долю которой приходится 75,0-80,0 %. Среди заболеваний мочевыделительной системы превалируют микробно-воспалительные поражения, среднегодовой темп прироста которых в России составляет 6,1 % . При этом на долю пиелонефрита приходится от 26,3 % до 44,1 %. Исследований по особенностям клиники и лечения пиелонефрита, протекающего на фоне нарушения обмена щавелевой кислоты у детей, недостаточно. В имеющихся на эту тему публикациях авторы указывают на склонность пиелонефрита к рецидивирующему течению, вовлечению в процесс тубулоинтерстициального аппарата, повышенному риску раннего формирования хронической болезни почек. Учитывая, что первичная оксалатная кристаллурия встречается редко, а вторичная является заболеванием мультифакторной природы, знание причин нарушения метаболизма щавелевой кислоты должно способствовать снижению риска развития хронической болезни почек.

Рецензенты:

Репецкая М.Н., д.м.н., профессор, зав. кафедрой детских болезней лечебного факультета Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермский государственный медицинский университет имени ак. Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь;

Акатова А.А., д.м.н., профессор кафедры адаптивной и лечебной физкультуры ГБОУ ВПО Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета, г. Пермь.

Характеристики и физические свойства щавелевой кислоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Щавелевая (этандиовая) кислота представляет собой двухосновную карбоновую кислоту (содержит две карбоксильные группы). Это бесцветные гигроскопичные кристаллы, которые разлагаются при плавлении.

Существует в двух полиморфных модификациях: ромбической бипирамидальной и моноклинной. Хорошо растворяется в воде. Нерастворима в хлороформе, петролейном эфире и бензоле.

Рис. 1. Щавелевая кислота. Внешний вид.

Таблица 1. Физические свойства щавелевой кислоты.

Молекулярная формула

HOOC-COOH (H2C2O4)

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см3

1,36

Температура плавления, oС

189,5

Температура разложения, oС

100 — 130

Растворимость вводе, г/100 г

Получение щавелевой кислоты

Щавелевая кислота широко распространена в растительном мире. В виде солей она содержится в листьях щавеля, кислицы, ревеня. Соли и эфиры щавелевой кислоты имеют тривиальное название оксалаты. В промышленности щавелевую кислоту получают из формиата натрия:

2H-COONa→ Na-OOC-COO-Na + H2.

Химические свойства щавелевой кислоты

В водном растворе щавелевая кислота диссоциирует на ионы:

H2C2O4↔2H+ + C2O42-.

Щавелевая кислота проявляет восстановительные свойства: в кислом растворе окисляется перманганатом калия до диоксида углерода и воды. Эта реакция используется в аналитической химии для установления точной концентрации растворов перманганата калия. На восстановительных свойствах щевелевой кислоты основан способ удаления буро-коричневых пятен от перманганата калия.

5HOOC-COOH + 2KMnO4 + 3H2SO4→ 10CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O.

При нагревании в присутствии серной кислоты сначала происходит декарбоксилирование щавелевой кислоты, а затем разложение образовавшейся из нее муравьиной кислоты:

HOOC-COOH → H-COOH + CO2;

H-COOH→CO2 + H2O.

Качественной реакцией для обнаружения щавелевой кислоты и её солей служит образование нерастворимого оксалата кальция:

Na-OOC-COO-Na + CaCl2→ (COO)2Ca↓ + NaCl.

Применение щавелевой кислоты

Щавелевая кислота используется в лабораторном синтезе, кожевенном деле, текстильной промышленности и в медицине.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1 ПРИМЕР 2

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *