亚硝酸钠

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亚硝酸钠
识别
CAS号 7632-00-0
PubChem 24269
ChemSpider 22689
SMILES
InChI
InChIKey LPXPTNMVRIOKMN-REWHXWOFAO
UN编号 1500
EINECS 231-555-9
RTECS RA1225000
性质
化学式 NaNO2
摩尔质量 68.9953 g·mol⁻¹
外观 白色至浅黄色晶体
密度 2.168 g/cm3
熔点 271 °C decomp.
溶解性 82 g/100 ml (20 °C)
结构
晶体结构 三方
危险性
警示术语 R:R8, R25, R50
安全术语 S:S1/2, S45, S61
MSDS External MSDS
欧盟编号 007-010-00-4
欧盟分类 氧化剂 (O)
有毒 (T)
对环境有害 (N)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
1
OX
自燃温度 489 °C
LD50 180 mg/kg (rats, oral)
相关物质
其他阴离子 硝酸钠
其他阳离子 亚硝酸钾
亚硝酸铵
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

亚硝酸钠(NaNO2)常用于鱼类、肉类等食品的染色防腐。纯净的亚硝酸钠是一种白色至浅黄色晶体。它有非常好的水溶性和吸湿性,水溶液呈弱碱性,pH约为9,易溶于液氨,微溶于乙醇甲醇乙醚有机溶剂。亚硝酸钠有咸味,被用来制造假的食盐。在空气中,亚硝酸钠会被缓慢氧化成硝酸钠NaNO3),后者是一种强氧化剂。亚硝酸钠遇有机物易发生爆炸。

亚硝酸钠也被用于以下领域:生产重氮化合物染料、亚硝基化合物和其它有机化合物纤维纺织品的染色和漂白照相;作实验室中的抗腐蚀剂;作金属涂层中的添加剂;生产橡胶。它的10%水溶液也被用于电镀。亚硝酸钠同样被用于人或动物的血管扩张、支气管扩张药物中,甚至可以用于氰化物的解毒。

用途[编辑]

日常饮食[编辑]

亚硝酸盐是普通人日常饮食所需的一部分,存在于很多蔬菜中。[1][2][3] 在34种蔬菜,包括不同种类的白菜、生菜、菠菜、香菜和萝卜等样品中,亚硝酸盐含量通常在1.1到57 mg/kg之间[4][5]烹饪蔬菜的过程中可能造成硝酸盐的流失,亚硝酸盐的损失却不显著。[5] 未经加工的肉类含有 0.4-0.5 mg/kg 亚硝酸盐和 4–7 mg/kg 硝酸盐,而腌渍过的肉中含有 10–30 mg/kg 硝酸盐。[3] 亚硝酸盐在动物组织中的代谢产物通常是一种重要的神经递质一氧化氮[6] 一氧化氮最初可以由精氨酸通过一氧化氮合成酶产生或者来源于消化吸收的硝酸盐亚硝酸盐[7] 早期关于亚硝酸盐对人体负面影响的研究提前使人们认识到一氧化氮在人体代谢中的重要地位,并且知道了人体本身会内源性地产生一氧化氮。

食品添加剂[编辑]

亚硝酸钠作为食品添加剂,不仅可以对鱼类、肉类食品进行染色和保鲜,还可以抑制肉毒杆菌的生长。后者可以产生肉毒杆菌毒素,造成食物中毒。在欧盟标准下,亚硝酸钠只能以不高于0.6%的含量与食用盐混合使用,它的E编码是E250。对亚硝酸钾的标准与之类似。

这种化合物可以抑制细菌生长,相应的,在含量比较高的状况下它也对包括人的动物表现明显的毒性。亚硝酸钠对鼠的半数致死量为180 mg/kg,对人的已知最低致死量为71 mg/kg,就是说一个重65 kg的人可能被最低 4.615 g该种物质致死。[8] 为了避免被误食,混有亚硝酸钠的食盐(被用于非饮食用途)往往被染成浅红色。

药用[编辑]

近期的研究中发现亚硝酸钠对于扩张血管、改善血液循环有显著效果,包括对镰刀型红血球疾病氰化物中毒、心肌梗死脑动脉瘤肺动脉高压去打等的应用前景,其中一些疾病目前可以导致婴儿死亡。[9][10] 静脉注射亚硝酸钠现在已经被用于氰化物中毒的急救。(参见 氰化物#解毒

化工用途[编辑]

亚硝酸钠被用于重氮化合物的转化,而N2集团具有很好的离去性,生产应用中通过这样的反应来取代氨基。

实验室中,亚硝酸钠也被用于处理过量的叠氮化钠[11][12]

NaNO2 + H2SO4 → HNO2 + NaHSO4
2 NaN3 + 2 HNO2 → 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH

亚硝酸钠被加热到较高的温度后,可以分解产生氧化钠二氧化氮。氧化钠可以吸收二氧化碳产生碳酸钠,这有可能避免了第一个潜水艇中的船员窒息于高浓度的二氧化碳[13]

健康关注[编辑]

过量的亚硝酸钠会致癌。亚硝酸钠在烹调和消化过程中会和食物中的胺反应,产生致癌物质亚硝胺类化合物。传统食品中也存在亚硝胺,例如腌肉咸鱼干。在19世纪20年代,美国一次重要的肉制品腌渍工艺的改进减少了69%的亚硝酸盐使用,这使得当时胃癌患者的死亡率骤减。[14] 而在1970年前后,人们发现抗坏血酸(即维生素C)可以有效抑制亚硝胺的产生。[15] 这使得美国要求肉制品中必须含有至少550ppm的抗坏血酸。制造商有时会使用成本更低但效果相当的异抗坏血酸作为替代。制造商也会添加α-生育酚 (即维生素E)来起到进一步效果。上述三种化合物均通过它们的抗氧化性来抑制亚硝胺的产生。异抗坏血酸为例,它可以通过氧化还原作用将亚硝酸钠的转化物亚硝酸酐还原为一氧化氮,而自身被氧化为脱氢抗坏血酸[16]

一项最近的研究揭示了长期使用腌渍肉制品与COPD之间的关系。研究者认为这类肉制品中高含量的亚硝酸盐是导致这类肺病的重要因素,但是目前还没有得到理论性的证实。 同时这项研究并没有证明亚硝酸盐会提高这类肺病的发病率,而仅仅只是存在某种联系。[17][18]

反应机理[编辑]

致癌物质亚硝胺产生于食物中天然含有的类与加工肉制品中亚硝酸盐化学反应

R2NH (胺) + NaNO2 (亚硝酸钠) → R2N-N=O (亚硝胺)

在酸性环境(例如胃液)中火加热条件(例如烹饪过程)下,亚硝胺可以形成重氮盐

R2N-N=O (亚硝胺) + (酸性环境或加热条件) → R-N2+ (重氮盐)

特定的亚硝胺类化合物,例如N-亚硝胺 [19]N-亚硝基四氢吡咯[20] 可以产生碳正离子与细胞中的生物亲核试剂发生反应(例如DNA)。

R-N2+ (重氮盐) → R+ (碳正离子) + N2 (离去基团) + :Nu (生物亲核试剂) → R-Nu

一旦这样的亲核取代发生在一个生物大分子上的关键部位,就可能破坏细胞的正常功能,导致细胞癌变细胞凋亡

引用[编辑]

  1. ^ Leszczyńska, Teresa; Filipiak-Florkiewicz, Agnieszka; Cieślik, Ewa; Sikora, ElżBieta; Pisulewski, Paweł M. Effects of some processing methods on nitrate and nitrite changes in cruciferous vegetables. Journal of Food Composition and Analysis. 2009, 22 (4): 315. doi:10.1016/j.jfca.2008.10.025. 
  2. ^ http://www.wholesomebabyfood.com/nitratearticle.htm
  3. ^ 3.0 3.1 Dennis, M J; Wilson, L A. Nitrates and Nitrites. 4136. 2003. doi:10.1016/B0-12-227055-X/00830-0. 
  4. ^ Correia, Manuela; Barroso, ÂNgela; Barroso, M. FáTima; Soares, DéBora; Oliveira, M.B.P.P.; Delerue-Matos, Cristina. Contribution of different vegetable types to exogenous nitrate and nitrite exposure. Food Chemistry. 2010, 120 (4): 960. doi:10.1016/j.foodchem.2009.11.030. 
  5. ^ 5.0 5.1 Leszczyńska, Teresa; Filipiak-Florkiewicz, Agnieszka; Cieślik, Ewa; Sikora, ElżBieta; Pisulewski, Paweł M. Effects of some processing methods on nitrate and nitrite changes in cruciferous vegetables. Journal of Food Composition and Analysis. 2009, 22 (4): 315. doi:10.1016/j.jfca.2008.10.025. 
  6. ^ Meulemans, A.; Delsenne, F. Measurement of nitrite and nitrate levels in biological samples by capillary electrophoresis. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 1994, 660 (2): 401. doi:10.1016/0378-4347(94)00310-6. 
  7. ^ Southan, G; Srinivasan, A. Nitrogen Oxides and Hydroxyguanidines: Formation of Donors of Nitric and Nitrous Oxides and Possible Relevance to Nitrous Oxide Formation by Nitric Oxide Synthase. Nitric Oxide. 1998, 2 (4): 270. doi:10.1006/niox.1998.0187. PMID 9851368. 
  8. ^ http://msds.chem.ox.ac.uk/SO/sodium_nitrite.html
  9. ^ Associated Press. Hot dog preservative could be disease cure. USA Today. 9/5/2005. 
  10. ^ Roxanne Khamsi. Food preservative fights cystic fibrosis complication. NewScientist.com. 27 January 2006. 
  11. ^ Sodium Azide. Hazardous Waste Management. Northeastern University. 2003-03. 
  12. ^ Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, Board on Chemical Sciences and Technology, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications, National Research Council. Prudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals. Washington, D.C.: National Academy Press. 1995. ISBN 0309052297. 
  13. ^ Hoshino Y., Utsunomiya T., Abe O. The Thermal Decomposition of Sodium Nitrate and the Effects of Several Oxides on the Decomposition. // Bulletin of the Chemical Society of Japan Vol. 54, No.5 (1981). - p.1389.
  14. ^ "The epidemiological enigma of gastric cancer rates in the US: was grandmother's sausage the cause?", International Journal of Epidemiology (2000) accessdate 2000-08-01
  15. ^ C.W. Mackerness, S.A. Leach, M.H. Thompson and M.J. Hill. The inhibition of bacterially mediated N-nitrosation by vitamin C: relevance to the inhibition of endogenous N-nitrosation in the achlorhydric stomach. Carcinogenesis. 1989, 10 (2): 397–399. doi:10.1093/carcin/10.2.397. PMID 2492212. 
  16. ^ http://lpi.oregonstate.edu/f-w00/nitrosamine.html Nitrosamines and Cancer by Richard A. Scanlan, Ph.D.
  17. ^ Miranda Hitti. Study: Cured Meats, COPD May Be Linked. WebMD Medical News. 17 April 2007. 
  18. ^ Jiang, R.; Paik, D. C.; Hankinson, J. L.; Barr, R. G. Cured Meat Consumption, Lung Function, and Chronic Obstructive Pulmonary Disease among United States Adults. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2007, 175 (8): 798. doi:10.1164/rccm.200607-969OC. PMC 1899290. PMID 17255565. 
  19. ^ Najm, Issam; Trussell, R. Rhodes. NDMA Formation in Water and Wastewater. Journal AWWA. February 2001, 93 (2): 92–99. 
  20. ^ Donald D. Bills, Kjell I. Hildrum, Richard A. Scanlan, Leonard M. Libbey. Potential precursors of N-nitrosopyrrolidine in bacon and other fried foods. J. Agric. Food Chem. May 1973, 21 (5): 876–877. doi:10.1021/jf60189a029. PMID 4739004. 

外部链接[编辑]