Radicale ossidrile

Radicale ossidrile
Nome IUPAC
Radicale idrossile
Nomi alternativi
radicale ossidrile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	OH
Massa molecolare (u)	17.01 g/mol
Numero CAS	3352-57-6
PubChem	157350
SMILES	[OH]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	38.99 kJ/mol
Indicazioni di sicurezza

Il radicale idrossile è un radicale ossidante di formula ·OH naturalmente presente nell'atmosfera e nell'organismo umano.

Molti dei radicali ossidrili importanti sono prodotti dalla decomposizione dei perossidi (ROOH) o, nella chimica atmosferica, nella reazione di ossigeno atomico eccitato con una molecola di acqua. Altrettanto importante è il radicale che si forma nella chimica delle radiazioni, in quanto questo porta alla formazione del perossido di idrogeno e ossigeno.

Nella sintesi organica, i radicali sono usualmente generati dalla fotolisi di 1-idrossi-2(1H)-piridinatione.

Reattività nell'atmosfera

Si può formare in vari modi:

• Fotolisi dell'acqua:

H₂O + hν → ·OH + H·

• Fotolisi dell'acido nitroso:

HNO₂ + hν → ·OH + NO

• Fotolisi dell'ozono

O₃ + hν → O₂ + O·
O· + H₂O → 2 ·OH

• In presenza di smog fotochimico:

CH₄ + O· → ·OH + ·CH₃
HClO + hν → ·OH + ·Cl

Queste reazioni sono favorite dalla temperatura e dall'irraggiamento solare per cui il radicale ossidrile è presente in maggior concentrazione ai tropici. Nell'emisfero boreale è presente in quantità minori rispetto all'emisfero Sud data la maggior presenza di monossido di carbonio antropogenico perché questo lo consuma secondo la reazione:

Il radicale ossidrile prende parte all'ossidazione di molte sostanze inquinanti presenti nella troposfera, da cui il nome di radicale spazzino. La prima reazione con molti composti organici volatili (VOCs o COV) prevede la rimozione di un atomo di idrogeno a formare acqua e un radicale alchilico (R·)

HO· + RH → H₂O + R·

Il radicale alchilico reagisce tipicamente in modo molto rapido con una molecola di ossigeno a formare un radicale peridrossile.

R· + O₂ → RO₂·

Il destino di questo radicale dipende da fattori quali la quantità di luce del sole, l'inquinamento nell'atmosfera e la natura del radicale alchilico che si forma.

Inoltre degrada anche molecole più semplici:

HCl + ·OH → ·Cl + H₂O

SO₂ + ·OH → HSO₃·

CO + ·OH → HCOO·

CH₄ + ·OH → ·CH₃ + H₂O

NH₃ + ·OH → ·NH₂ + H₂O

H₂S + ·OH → HS· + H₂O

CH₃Cl + ·OH → ·CH₂Cl + H₂O

NO₂ + ·OH → HNO₃

Quest'ultima reazione riveste un ruolo molto importante nella formazione del buco dell'ozono, in quanto l'acido nitrico è il catalizzatore che attiva gli inquinanti affinché reagiscano distruggendo l'ozono.

Importanza biologica

Il radicale idrossilico ha una emivita molto breve in vitro (circa 10⁻⁹ secondi) e presenta un'alta reattività. Pertanto è un composto molto pericoloso per l'organismo.

A differenza dei superossidi, che possono essere detossificati dalla superossido dismutasi, i radicali idrossilici non possono essere eliminati da una reazione enzimatica, in quanto si necessiterebbe della loro diffusione al sito attivo dell'enzima. In considerazione del fatto che la diffusione è molto più lenta dell'emivita della molecola, essa reagirà con ogni composto ossidabile a sua disposizione.

Virtualmente possono essere danneggiati tutti i tipi di macromolecole: carboidrati, acidi nucleici (si parla di mutazione), lipidi (perossidazione dei lipidi) e amminoacidi (conversione della fenilalanina in meta-tirosina o orto-tirosina). L'unico mezzo per proteggere le strutture cellulari è l'uso di antiossidanti quali glutatione o un qualsiasi altro sistema di riparazione efficiente.

Bibliografia

• Colin Baird, Michael Cann, Chimica ambientale, Zanichelli. ISBN 978-8808-17040-8