一氧化氮

一氧化氮是氮的化合物，化学式NO，分子量30，氮化合价+2，是無色、無味、難溶於水的有毒氣體。一氧化氮是自由基，化學性質非常活潑。有顺磁性。与氧反应可形成腐蚀气体二氧化氮（NO₂）。标准状况下为无色气体，液态、固态呈蓝色。 一氧化氮起信号分子作用。它是脊椎动物的关键讯息传递分子，在各种生物过程中发挥作用。它是几乎所有生物的生物产品，包括细菌、植物、真菌和动物细胞。 当内皮要向肌肉发出放松指令以促进血液流通时，它就会产生一些一氧化氮分子，这些分子很小，能很易穿过细胞膜。血管周围的平滑肌细胞接收信号后舒张，使血管扩张并增加血流量。西地那非是使用一氧化氮途径的药物。它并不产生一氧化氮，但它通过保护环磷酸鸟苷免受海绵体内cGMP特异性磷酸二酯酶5型（英语：cGMP-specific phosphodiesterase type 5）降解来增强一氧化氮通路下游的信号，舒张血管。另一种信号分子，硫化氢与一氧化氮一起以协同方式诱导血管舒张和血管生成。 机体饥饿状态下，一氧化氮对肝脏中脂肪代谢起着关键调控作用，其合成受阻会导致肝脏脂肪病变。 一氧化氮也能在神经系统的细胞中发挥作用。它对周围神经末梢或许有所作用。 免疫系统产生的一氧化氮分子，不仅能抗击侵入人体的微生物，而且还能在一定程度阻止癌细胞繁殖，阻止肿瘤细胞扩散。 一氧化氮为双原子分子，分子构型为直线型。一氧化氮中，氮与氧之间形成一條σ键、一條雙电子π键与一條3电子π键。氮氧间键级为2.5，氮与氧各有一对孤对电子。有11粒价电子，是奇电子分子，顺磁。分子轨道式： (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)1 反键轨道上(π2p*)1易失去生成亚硝酰阳离子NO+： 2 NO＋Cl₂　→　2 NOCl 可二聚生成(NO)₂，固體有少量之： 2 NO　→　(NO)₂ (NO)₂的结构为氧＝氮－氮＝氧，分子为平面型，属C2v点群。 一氧化氮易氧化生成二氧化氮，一氧化氮在空气中很快会由氧氧化成红棕色二氧化氮。工业用此法生产硝酸。 2 NO＋O₂　→　2 NO₂ 孤对电子使一氧化氮易与金属离子形成配合物。可与血红蛋白结合，使人窒息中毒。 如一氧化氮可与Fe²⁺／Fe（II）生成棕色亚硝酰亚铁离子，称为棕环反应，为检验亚铁离子的一種反应： Fe²⁺＋NO＋5H₂O　→　[Fe(H₂O)₅NO]²⁺ NO可与过渡金属以端基、边桥基、面桥基形式配位。 心血管中，一氧化氮对维持血管张力的恒定与调节血压稳定起重要作用。硝酸甘油治疗心绞痛正是由于其在体内转化成NO，扩张血管。 免疫系统中，NO起杀伤细菌、病毒、肿瘤细胞的作用。 神经系统中，一氧化氮促进学习、记忆过程，并可调节脑血流。 肝脏代谢中，一氧化氮对饥饿状态下肝脏中自由脂肪酸氧化起着关键调控作用。 工业以奥斯特瓦尔德法生產一氧化氮，铂催化氨在750至900°C（通常为850°C）氧化生成： 4 NH₃＋5 O₂　⇌　4 NO＋6 H₂O 氧和氮的未催化吸热反应在自然界由高温（>2000°C）与闪电实现，并没有发展为一种实际的工业合成方法（伯克兰－艾德法）： N₂＋O₂　→　2 NO 实验室用铜与稀硝酸共热制取一氧化氮： 3 Cu＋8 HNO₃　→　3 Cu(NO₃)₂＋2 NO↑＋4H₂O 另一种途径是以亚硝酸盐形式还原亚硝酸： 2 NaNO₂＋2 NaI＋2 H₂SO₄　→　I₂＋2 Na₂SO₄＋2 H₂O＋2 NO↑ 2 NaNO₂＋2 FeSO₄＋3 H₂SO₄　→　Fe₂(SO₄)₃＋2 NaHSO₄＋2 H₂O＋2 NO↑ 3 KNO₂＋KNO₃＋Cr₂O₃　→　2 K₂CrO₄＋4 NO↑ 硫酸亚铁路线简单，有用于本科实验室。NONOate化合物也可用于制取一氧化氮。 存档副本. [2021-07-10]. （原始内容存档于2021-07-28）.  Nitric Oxide (CHEBI:16480). Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute. [2021-07-10]. （原始内容存档于2011-05-11）.  Nitrogen monoxide - Registration Dossier - ECHA. [2020-11-02].  Safety Data Sheet - Nitric Oxide, compressed - Registration Dossier (PDF). [2020-11-02]. （原始内容 (PDF)存档于2021-06-28）.  Nitric oxide. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).  Liu, Hongying; Weng, Lingyan; Yang, Chi. A review on nanomaterial-based electrochemical sensors for H2O2, H2S and NO inside cells or released by cells. Microchimica Acta. 2017-03-28, 184 (5): 1267–1283. ISSN 0026-3672. S2CID 21308802. doi:10.1007/s00604-017-2179-2.  Weller, Richard, Could the sun be good for your heart? （页面存档备份，存于互联网档案馆） TedxGlasgow. Filmed March 2012, posted January 2013 Roszer, T (2012) The Biology of Subcellular Nitric Oxide. ISBN 978-94-007-2818-9 Stryer, Lubert. Biochemistry, 4th Edition. W.H. Freeman and Company. 1995: 732. ISBN 978-0-7167-2009-6.  Perez, Krystle M.; Laughon, Matthew. Sildenafil in Term and Premature Infants: A Systematic Review. Clinical Therapeutics. November 2015, 37 (11): 2598–2607.e1. ISSN 0149-2918. PMID 26490498. doi:10.1016/j.clinthera.2015.07.019.  Szabo, Csaba; Coletta, Ciro; Chao, Celia; Módis, Katalin; Szczesny, Bartosz; Papapetropoulos, Andreas; Hellmich, Mark R. Tumor-derived hydrogen sulfide, produced by cystathionine-β-synthase, stimulates bioenergetics, cell proliferation, and angiogenesis in colon cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2013-07-23, 110 (30): 12474–12479. Bibcode:2013PNAS..11012474S. ISSN 1091-6490. PMC 3725060 . PMID 23836652. doi:10.1073/pnas.1306241110.  Altaany, Zaid; Yang, Guangdong; Wang, Rui. Crosstalk between hydrogen sulfide and nitric oxide in endothelial cells. Journal of Cellular and Molecular Medicine. July 2013, 17 (7): 879–888. ISSN 1582-4934. PMC 3822893 . PMID 23742697. doi:10.1111/jcmm.12077.  Gu, Qilin; Yang, Xiaojie; Lin, Li; Li, Shaoyang; Li, Qing; Zhong, Shan; Peng, Jinrong; Cui, Zongbin. Genetic ablation of solute carrier family 7a3a leads to hepatic steatosis in zebrafish during fasting. Hepatology. 2014-12, 60 (6): 1929–1941. ISSN 0270-9139. doi:10.1002/hep.27356 （英语）.  麦松威，周公度，李伟基。高等无机结构化学。pp. 471-472