Реакция Габера — Вейса

Реакция Габера-Вейса генерирует •OH (гидроксил-радикал) из H₂O₂ (пероксида водорода) и супероксида (•O₂⁻). Реакция может возникать в клетке и вызывать окислительный стресс. Реакция проходит довольно медленно, однако катализируется ионами железа. Первая стадия каталитического цикла включает восстановление Fe³⁺:

Fe³⁺ + •O₂⁻ → Fe²⁺ + O₂

Вторая стадия:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH⁻ + •OH

Возникновение цепи:

•O₂⁻ + H₂O₂ → •OH + HO⁻ + O₂

Реакция названа в честь Фрица Габера и его студента Йозефа Вейса.

История

В 1931 году немецкий химик, лауреат Нобелевской премии по химии Фриц Габер и его студент Джозеф Вейс (точнее Йозеф Вайсс, нем. Joseph Weiss) описали цепную реакцию, ставшую известной как цикл Габера-Вайсса:

• (1) HO^• + H₂O₂ → H₂O + O₂^•- + H⁺
• (2) O₂^•- + H⁺ + H₂O₂ → O₂ + HO^• + H₂O

Однако в 1947 году Джордж показал, что реакция между супероксидом и перекисью водорода (2) несущественна по сравнению с быстрой реакцией дисмутации супероксида:

• (3) O₂^•- + H₂O₂ → OH⁻ + HO^• + O₂

В 1949 году Вайсс принял эти доводы и реакция Габера-Вайсса надолго была забыта. В 1970 году Бошамп и Фридович воскресили забытую реакцию для объяснения токсического эффекта супероксида. Однако в 1970-е годы несколько лабораторий показали, что константа скорости этой реакции — порядка 1 M^-1с^-1 или даже меньше, что подтвердило предыдущие выводы Джорджа. Реакция между супероксидом и перекисью водорода была вновь отброшена как незначительная, а токсичность супероксида объяснялась реакцией Фентона:

• (4) Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + HO^- + HO^•

В 1994 году Кан и Кэша вновь вернулись к реакции Габера-Вайсса с предположением о образовании синглетного кислорода. В настоящее время токсический эффект супероксида объясняется реакцией Фентона.

Ссылки

• Koppenol, W.H. (2001). «The Haber-Weiss cycle – 70 years later». Redox Report 6 (4): 229–234. DOI:10.1179/135100001101536373.
• Haber F., Weiss J. (1932). «On the catalysis of hydroperoxide.». Naturwissenschaften 20: 948–950.

Отрывок, характеризующий Реакция Габера — Вейса

Он долго молчал, закрыв глаза; потом утвердительно, как бы в ответ на свои сомнения и в подтверждение того, что он теперь все понял и вспомнил, кивнул головой и открыл глаза.
– Да, – сказал он явственно и тихо. – Погибла Россия! Погубили! – И он опять зарыдал, и слезы потекли у него из глаз. Княжна Марья не могла более удерживаться и плакала тоже, глядя на его лицо.
Он опять закрыл глаза. Рыдания его прекратились. Он сделал знак рукой к глазам; и Тихон, поняв его, отер ему слезы.
Потом он открыл глаза и сказал что то, чего долго никто не мог понять и, наконец, понял и передал один Тихон. Княжна Марья отыскивала смысл его слов в том настроении, в котором он говорил за минуту перед этим. То она думала, что он говорит о России, то о князе Андрее, то о ней, о внуке, то о своей смерти. И от этого она не могла угадать его слов.
– Надень твое белое платье, я люблю его, – говорил он.
Поняв эти слова, княжна Марья зарыдала еще громче, и доктор, взяв ее под руку, вывел ее из комнаты на террасу, уговаривая ее успокоиться и заняться приготовлениями к отъезду. После того как княжна Марья вышла от князя, он опять заговорил о сыне, о войне, о государе, задергал сердито бровями, стал возвышать хриплый голос, и с ним сделался второй и последний удар.
Княжна Марья остановилась на террасе. День разгулялся, было солнечно и жарко. Она не могла ничего понимать, ни о чем думать и ничего чувствовать, кроме своей страстной любви к отцу, любви, которой, ей казалось, она не знала до этой минуты. Она выбежала в сад и, рыдая, побежала вниз к пруду по молодым, засаженным князем Андреем, липовым дорожкам.
– Да… я… я… я. Я желала его смерти. Да, я желала, чтобы скорее кончилось… Я хотела успокоиться… А что ж будет со мной? На что мне спокойствие, когда его не будет, – бормотала вслух княжна Марья, быстрыми шагами ходя по саду и руками давя грудь, из которой судорожно вырывались рыдания. Обойдя по саду круг, который привел ее опять к дому, она увидала идущих к ней навстречу m lle Bourienne (которая оставалась в Богучарове и не хотела оттуда уехать) и незнакомого мужчину. Это был предводитель уезда, сам приехавший к княжне с тем, чтобы представить ей всю необходимость скорого отъезда. Княжна Марья слушала и не понимала его; она ввела его в дом, предложила ему завтракать и села с ним. Потом, извинившись перед предводителем, она подошла к двери старого князя. Доктор с встревоженным лицом вышел к ней и сказал, что нельзя.