ไฮดรอกซิล
ในทางเคมี หมู่ไฮดรอกซีหรือไฮดรอกซิลเป็นหมู่ฟังก์ชัน ที่มี −OH ซึ่งประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน หนึ่งอะตอมที่มีพันธะโควาเลนต์กับอะตอมไฮโดรเจนอีกอะตอมหนึ่ง ในเคมีอินทรีย์ แอลกอฮอล์ และกรดคาร์บอกซิลิก มีกลุ่มไฮดรอกซีหนึ่งกลุ่มหรือมากกว่า ส่วนแอนไอออน ที่มีประจุลบ HO− เรียกว่า ไฮดรอกไซด์ และ อนุมูล HO· เรียกอีกอย่างว่าอนุมูลไฮดรอกซิล ประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซีที่ไม่มีพันธะต่อกับอะตอมอื่น ๆ
ตามคำจำกัดความของ IUPAC คำว่า ไฮดรอกซิล หมายถึงอนุมูลไฮดรอกซิล (·OH ) เท่านั้น ในขณะที่หมู่ฟังก์ชัน−OH เรียกว่า หมู่ไฮดรอกซี [1]
คุณสมบัติ
แก้
น้ำ แอลกอฮอล์ กรดคาร์บอกซิลิก และสารประกอบที่ประกอบด้วยไฮดรอกซีอื่นๆ อีกมากมาย สามารถถูกดึงโปรตอนออกได้ เนื่องจากความแตกต่างที่มากระหว่างค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของออกซิเจน (3.5) และไฮโดรเจน (2.1) นอกจากนี้ สารประกอบที่มีไฮดรอกซีจะสามารถเข้าไปมีส่วนร่วมใน พันธะไฮโดรเจน ระหว่างโมเลกุล ทำให้แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น และทำให้มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงกว่าสารประกอบที่ไม่มีหมู่ฟังก์ชันนี้ สารประกอบอินทรีย์ซึ่งมักละลายน้ำได้ไม่ดี จะละลายน้ำได้เมื่อมีกลุ่มไฮดรอกซีสองกลุ่มหรือมากกว่านั้น ดังที่แสดงในน้ำตาลและกรดอะมิโน
การเกิดขึ้น
แก้กลุ่มไฮดรอกซีมีแพร่หลายในเคมีและชีวเคมี สารประกอบอนินทรีย์หลายชนิดมีกลุ่มไฮดรอกซิล รวมถึง กรดซัลฟิวริก ซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่ผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุด[2]
กลุ่มไฮดรอกซีมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาดีไฮเดรชันซึ่งเชื่อมโยงโมเลกุลทางชีวภาพที่เรียบง่ายให้เป็นโซ่ยาว ตัวอย่างเช่น การเชื่อมกรดไขมันกับกลีเซอรอล เพื่อสร้างไตรอะซิลกลีเซอรอล −OH จะถูกกำจัดออกจากปลายคาร์บอกซีของกรดไขมัน รวมไปถึงการรวมตัวของน้ำตาลสองชนิดเพื่อสร้างไดแซ็กคาไรด์ จะกำจัด −OH ออกจากกลุ่มคาร์บอกซีที่ปลายอัลดีไฮด์ของน้ำตาลหนึ่งชนิด และยังมีการสร้างพันธะเปปไทด์ เพื่อเชื่อมกรดอะมิโนสองตัวในการสร้างโปรตีน จะทำให้ −OH ออกจากกลุ่มคาร์บอกซีของกรดอะมิโนหนึ่งตัว
อนุมูลไฮดรอกซิล
แก้อนุมูลไฮดรอกซิลมีความว่องไวต่อปฏิกิริยาสูงและทำให้อายุสั้น เพราะเมื่อระบบชีวภาพสัมผัสกับอนุมูลไฮดรอกซิล พวกมันสามารถสร้างความเสียหายให้กับเซลล์ได้ รวมถึงเซลล์ในมนุษย์ โดยพวกมันสามารถทำปฏิกิริยากับ DNA ไขมัน และ โปรตีน ได้ [3]
การสังเกตบนดาวเคราะห์
แก้แสงเรืองรองแห่งโลก
แก้ท้องฟ้ายามค่ำคืนของโลกได้รับแสงสว่างจากแสงที่กระจายตัว เรียกว่า แสงเรืองรองในอากาศ ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของการแผ่รังสีของอะตอมและโมเลกุล [4] ลักษณะที่รุนแรงที่สุดที่สังเกตเห็นบนท้องฟ้ายามค่ำคืนของโลกคือกลุ่มของการเปลี่ยนผ่านอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นระหว่าง 700 นาโนเมตรและ 900 นาโนเมตร. ในปีพ.ศ. 2493 เอเดน ไมเนล ได้แสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนผ่านของโมเลกุลไฮดรอกซิล OH [5]
พื้นผิวดวงจันทร์
แก้ในปี 2009 ดาวเทียม Chandrayaan-1 ของอินเดียและยาน อวกาศ Cassini ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) และ ยานสำรวจ Deep Impact ต่างก็ตรวจจับหลักฐานของน้ำจากเศษไฮดรอกซิลบน ดวงจันทร์ ตามที่รายงานโดย Richard Kerr " เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ [เครื่องสร้างแผนที่แร่วิทยาบนดวงจันทร์ หรือที่เรียกว่า "M3") ตรวจพบการดูดกลืนอินฟราเรดที่ความยาวคลื่น 3.0 ไมโครเมตรที่น้ำหรือไฮดรอกซิลเท่านั้นที่สามารถสร้างได้—ไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เชื่อมเข้าด้วยกัน— [6] NASA ยังรายงานในปี 2009 ว่ายานสำรวจ LCROSS เผยให้เห็นสเปกตรัมการแผ่รังสี อัลตราไวโอเลต ที่สอดคล้องกับการปรากฏตัวของไฮดรอกซิล [7]
เมื่อวันที่ 26 ตุลาคม 2020 NASA รายงานหลักฐานที่ชัดเจนของน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ภายใต้แสงอาทิตย์ บริเวณใกล้กับ หลุมอุกกาบาต Clavius ซึ่งได้รับมาจาก หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์อินฟราเรดสตราโตสเฟียร์ (SOFIA) [8] กล้องอินฟราเรดตรวจจับวัตถุจาง SOFIA สำหรับกล้องโทรทรรศน์ SOFIA (FORCAST) ตรวจจับแถบการปล่อยแสงที่ความยาวคลื่น 6.1 ไมโครมิเตอร์ที่มีอยู่ในน้ำแต่ไม่มีในไฮดรอกซิล คาดว่าปริมาณน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์มีปริมาณเทียบเท่ากับขวดน้ำขนาด 12 ออนซ์ต่อดินบนดวงจันทร์หนึ่งลูกบาศก์เมตร [9]
ยานสำรวจ ฉางเอ๋อ 5 ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2563 พกพาเครื่องตรวจวัดสเปกตรัมแร่วิทยาที่สามารถวัดสเปกตรัมการสะท้อนอินฟราเรดของหินและเรโกไลต์บนดวงจันทร์ได้ สเปกตรัมการสะท้อนแสงของตัวอย่างหินที่ความยาวคลื่น 2.85 ไมโครมิเตอร์บ่งชี้ความเข้มข้นของน้ำ/ไฮดรอกซิลในพื้นที่สูงถึง 180 ส่วนต่อล้านส่วน [10]
บรรยากาศของดาวศุกร์
แก้ยานโคจร Venus Express รวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ของดาวศุกร์ ตั้งแต่เดือนเมษายน พ.ศ. 2549 ถึงเดือนธันวาคม พ.ศ. 2557 ในปี พ.ศ. 2551 Piccioni และคณะ ได้รายงานการวัดการแผ่รังสีแสงเรืองรองในบรรยากาศของดาวศุกร์โดยใช้เครื่องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดและแสงที่มองเห็นได้ (VIRTIS) บนยาน Venus Express พวกเขาให้แถบการแผ่รังสีในช่วงความยาวคลื่น 1.40 - 1.49 ไมโครเมตรและ 2.6 - 3.14 ไมโครเมตรถึงการเปลี่ยนแปลงการสั่นของพันธะ O-H [11] นี่เป็นหลักฐานแรกของ OH ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์อื่นนอกเหนือจากโลก [11]
บรรยากาศของดาวอังคาร
แก้ในปี 2556 มีการสังเกตสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ของ OH ในแสงกลางคืนในชั้นบรรยากาศฤดูหนาวบริเวณขั้วโลกของดาวอังคารโดยใช้เครื่อง Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) [12]
ดาวเคราะห์นอกระบบ
แก้ในปี 2021 พบหลักฐานของ OH ในชั้นบรรยากาศด้านกลางวันของดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-33b ในสเปกตรัมการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่นระหว่าง 1 ถึง 2 ไมโครเมตร [13] หลักฐานของ OH ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-76b ถูกค้นพบในเวลาต่อมา [14] ทั้ง WASP-33b และ WASP-76b ต่างก็เป็น ดาวพฤหัสบดีที่ร้อนจัด และมีแนวโน้มว่าน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวเหล่านี้จะปรากฏเป็นไอออนที่แตกตัว
อ้างอิง
แก้- ↑ "Alcohols". IUPAC. February 24, 2014. doi:10.1351/goldbook.A00204. สืบค้นเมื่อ 23 March 2015.
{{cite journal}}: Cite journal ต้องการ|journal=(help) - ↑ "Research Report 2012 – 2013" (PDF). Ludwig Maximilians Universität München Fakultät für Chemie und Pharmazie. 12. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ Dec 7, 2022.
- ↑ Kanno, Taro; Nakamura, Keisuke; Ikai, Hiroyo; Kikuchi, Katsushi; Sasaki, Keiichi; Niwano, Yoshimi (July 2012). "Literature review of the role of hydroxyl radicals in chemically-induced mutagenicity and carcinogenicity for the risk assessment of a disinfection system utilizing photolysis of hydrogen peroxide". Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. 51 (1): 9–14. doi:10.3164/jcbn.11-105. ISSN 0912-0009. PMC 3391867. PMID 22798706.
- ↑ Silverman SM (October 1970). "Night airglow phenomenology". Space Science Reviews. 11 (2): 341–79. Bibcode:1970SSRv...11..341S. doi:10.1007/BF00241526. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ Oct 5, 2023.
- ↑ Meinel AB (1950). "OH Emission Bands in the Spectrum of the Night Sky. I". Astrophysical Journal. 111: 555–564. Bibcode:1950ApJ...111..555M. doi:10.1086/145296. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ Oct 24, 2022.
- ↑ "A Whiff of Water Found on the Moon". Science. 24 September 2009. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ Dec 8, 2023. สืบค้นเมื่อ 2016-06-01.
- ↑ "LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon". NASA. 13 November 2009. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-11-15. สืบค้นเมื่อ 2009-11-14.
- ↑ Honniball CI, Lucey PG, Li S, Shenoy S, Orlando TM, Hibbitts CA, Hurley DM, Farrell WM (2020). "Molecular water detected on the sunlit Moon by SOFIA". Nature Astronomy. 5 (2): 121–127. Bibcode:2021NatAs...5..121H. doi:10.1038/s41550-020-01222-x.
- ↑ "NASA's SOFIA Discovers Water on Sunlit Surface of Moon". NASA. 26 October 2020. สืบค้นเมื่อ 2020-10-26.
- ↑ Lin H, Li S, Xu R, Liu Y, Wu X, Yang W, Wei Y, Lin Y, He Z, Hui H, He K, Hu S, Zhang C, Li C, Lv G, Yuan L, Zou Y, Wang C (2022). "In situ detection of water on the Moon by the Chang'E-5 lander". Science Advances. 8 (1): eabl9174. Bibcode:2022SciA....8.9174L. doi:10.1126/sciadv.abl9174. PMC 8741181. PMID 34995111.
- ↑ 11.0 11.1 Piccioni, G.; Drossart, P.; Zasova, L.; Migliorini, A.; Gérard, J.-C.; Mills, F. P.; Shakun, A.; García Muñoz, A.; Ignatiev, N.; Grassi, D.; Cottini, V. (2008-04-01). "First detection of hydroxyl in the atmosphere of Venus". Astronomy & Astrophysics. EDP Sciences. 483 (3): L29–L33. doi:10.1051/0004-6361:200809761. ISSN 0004-6361.
{{cite journal}}:|hdl-access=ต้องการ|hdl=(help) - ↑ Clancy RT, Sandor BJ, García-Muñoz A, Lefèvre F, Smith MD, Wolff MJ, Montmessin F, Murchie SL, Nair H (2013). "First detection of Mars atmospheric hydroxyl: CRISM Near-IR measurement versus LMD GCM simulation of OH Meinel band emission in the Mars polar winter atmosphere". Icarus. 226 (1): 272–281. Bibcode:2013Icar..226..272T. doi:10.1016/j.icarus.2013.05.035.
- ↑ Stevanus K. Nugroho; Hajime Kawahara; Neale P. Gibson; Ernst J. W. de Mooij; Teruyuki Hirano; Takayuki Kotani; Yui Kawashima; Kento Masuda; Matteo Brogi; Jayne L. Birkby; Chris A. Watson (2021). "First Detection of Hydroxyl Radical Emission from an Exoplanet Atmosphere: High-dispersion Characterization of {WASP}-33b Using Subaru/{IRD}" (PDF). Astrophysical Journal Letters. 910 (1): L9. doi:10.3847/2041-8213/abec71.
- ↑ R. Landman; A. Sánchez-López; P. Mollière; A. Y. Kesseli; A. J. Louca; I. A. G. Snellen (2021). "Detection of OH in the ultra-hot Jupiter WASP-76b". Astronomy and Astrophysics. 656 (1): A119. arXiv:2110.11946. Bibcode:2021A&A...656A.119L. doi:10.1051/0004-6361/202141696.
อ่านเพิ่มเติม
แก้- Reece J, Urry L, Cain M, Wasserman S, Minorsky P, Jackson R (2011). "Chapter 4&5". ใน Berge S, Golden B, Triglia L (บ.ก.). Campbell Biology. Vol. Unit 1 (9th ed.). San Francisco: Pearson Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-55823-7.