Fentonreaksjoner

Fentonreaksjoner er en kaskade med reaksjoner (Haber-Weiss-reaksjoner) som starter med hydrogenperoksid (H2O2) og ferrojern (Fe2+), hvor det blir dannet hydroksylradikaler (OH•) og hydroperoksylradikaler (HO2•)

H2O2 + Fe2+ → OH• + Fe3+ + OH-

H2O2 + Fe3+ → HOO• + Fe2+ H+

2H2O2 → OH• + HOO• + H2O

Hydroksylradikaler kan gi mutasjoner i DNA og skade proteiner. For å unngå slike reaksjoner er det viktig at jern er kompleksbundet til andre stoffer i organismene. Jern kan kompleksbindes til organiske syrer som sitronsyre. Hos dyr er jern bundet til proteiner (sideroforer) som transferrin og laktoferrin. I næringsløsninger for planter kan jern kompleksbindes i form av EDTA. Siden jern er et transisjonsmetall som kan delta i elektronoverføring er det viktig for alt liv at jern er bundet fast i hem, jernsvovelproteiner eller andre jernbærere, og ikke foreligger ubundet. Helseskadelige effekter av overskudd av fritt jern er også en grunn til forsiktighet med inntak av jernpiller som kan gi hemokromatose.

Foto-rentonreaksjon

Fotorentonreaksjon er bruk av hydroksylradikaler (OH∙) til oksidasjonsdesinfisering  av drikkevanvann og rensing av vann fra industri. Reaksjonen er mer effektiv ved lav pH, men det har vist seg at prosessen også kan skje ved nøytral pH.

Fotolyse kan frigi organisk karbon fra organiske stoffer med kromofore grupper i jernrike sure sjøer hvor en foto-Fenton reaksjon kan frigi CO2 og CO.

Foto-Fenton-reaksjon Fe2+/H2O2/UV–sollys omdanner Fe3+ tilbake til Fe2+.

Fe2+ +H2O2 → Fe3++OH∙.+OH

Fe3 + +H2O + UV→ Fe2+ + H+ + OH∙

Metoder for påvisning av hydroksylradikaler

Hydroksylradikalet (OH•) er meget reaktivt og påvises ved indirekte metoder. Radikalet kan fanges ved spin-trapping og elektron spinresonans spektroskopi (ESR).

En annen metode baserer seg på reaksjon mellom hydroksylradikalet og hydroksybenzosyrer e.g. salicylsyre (2-hydroksybenzosyre) hvor produktene, de hydroksylerte benzysyrene (2,3-dihydroksybenzosyre + 2,5-dihydroksybenzosyre) kan måles med HPLC (høytrykksvæskekromatograf), C18-kolonne og elektrokjemisk deteksjon (ECD) satt til +0.7 Volt.

salicylsyre + OH• → 2,3-dihydroksybenzosyre

salicylsyre + OH• → 2,5-dihydroksybenzosyre

Man kan spekulere i om en av virkningsmekanismene til legemiddelet salicylsyre som hemmer enzymet syklooksygenase i biosyntesen av eikosanoider, også kan ha en virkning ved å reagere med reaktive oksygenforbindelser slik som hydroksylradikalet.

En annen reaksjon som kan benyttes er 4-hydroksybenzosyre (para-hydroksybenzosyre) som reagerr med hydroksylradiaklet:

4-hydroksybenzosyre + OH• → 3,4-dihydroksybenzosyre

Man antar at ferrojern (Fe2+) må ha spilt en viktig rolle i utviklingen av det første livet på Jorden. Energi som drifter livsprosessene i alle levende celler kommer fra forflytning av elektroner fra en elektrondonor til enelektronakseptor, og potensialspranget på redoksskalaen angir hvor mye energi som er tilgengelig i redoksprosessen. Med oksygen som elektronakseptor ble det spesielt mye bioenergi tilgjengelig for evolusjonen. 

Tilbake til hovedside

Publisert 2. mars 2020 13:43 - Sist endret 16. mai 2023 11:32