Bisulfito

Existen dos tautómeros del bisulfito. Se interconvierten fácilmente, pero pueden caracterizarse individualmente mediante diversos métodos espectroscópicos. Se han observado mediante espectroscopia de RMN de ^17O : ^{[ 1 ] [ 2 ]}

HSO ₃ ⁻${\displaystyle {\ce {<=>>}}}$ SO ₂ (OH) ⁻ K = 4,9   

Las soluciones de bisulfito se preparan típicamente mediante el tratamiento de dióxido de azufre con una base acuosa: ^{[ 3 ]}

SO ₂ + OH ⁻ → HSO ⁻ ₃

El HSO ⁻ ₃ es la base conjugada del ácido sulfuroso , (H ₂ SO ₃ ).

El HSO ⁻ ₃ es una especie ácida débil con un p Ka _de 6,97. Su base conjugada es el sulfito , SO ²⁻ ₃ :

HSO ⁻ ₃ ⇌ SO ²⁻ ₃ + H ⁺

El intento de aislamiento de las sales comunes de bisulfito da como resultado la deshidratación del anión con la formación de metabisulfito ( S₂ O ²⁻ ₅ ), también conocido como disulfito:

2 HSO ⁻ ₃ ⇌ S₂ O ²⁻ ₅ + H₂O

Debido a este equilibrio, no se pueden obtener sales de bisulfito de sodio y potasio anhidras. Sin embargo, existen algunos informes sobre bisulfitos anhidros con contraiones grandes . ^{[ 4 ]}

El bisulfito es un buen agente reductor , especialmente para la eliminación de oxígeno:

2 HSO ⁻ ₃ + O ₂ → 2 SO ²⁻ ₄ + 2 H ⁺

Sus propiedades reductoras se aprovechan para precipitar oro del ácido áurico (oro disuelto en agua regia ) y reducir el cromo(VI) a cromo(III). En la cloración del agua , se utiliza bisulfito de sodio para reducir el cloro residual, que puede tener un impacto negativo en la vida acuática.

En química orgánica , el bisulfito de sodio se utiliza para formar aductos con aldehídos y con ciertas cetonas cíclicas . Estos aductos son ácidos α-hidroxisulfónicos . ^{[ 6 ]} Esta reacción es útil para la separación y purificación de aldehídos. ^{[ 7 ]} Los aductos de bisulfito están cargados y, por lo tanto, son más solubles en disolventes polares. La reacción puede revertirse en una base o un ácido fuerte. ^{[ 8 ]} Se describen ejemplos de tales procedimientos para el benzaldehído , ^{[ 9 ]} 2-tetralona , ^{​​[ 10 ]} citral , ^{[ 11 ]} el éster etílico del ácido pirúvico ^{[ 12 ]} y el glioxal . ^{[ 13 ]} En la reacción de expansión de anillo de la ciclohexanona con diazald , se informa que la reacción con bisulfito permite diferenciar entre el producto de reacción primario, la cicloheptanona, y el principal contaminante, la ciclooctanona. ^{[ 14 ]}

Otro uso del bisulfito en química orgánica es como agente reductor suave , por ejemplo, para eliminar trazas o cantidades excesivas de cloro , bromo , yodo , sales de hipoclorito , ésteres de osmato , trióxido de cromo y permanganato de potasio . El bisulfito de sodio es un agente decolorante en procedimientos de purificación porque reduce agentes oxidantes de color intenso, alquenos conjugados y compuestos carbonílicos.

El bisulfito es también el ingrediente clave en la reacción de Bucherer . En esta reacción, un grupo hidroxilo aromático se convierte en el grupo amina correspondiente . Se trata de una reacción reversible . El primer paso consiste en la adición de bisulfito de sodio a un doble enlace aromático . La síntesis de carbazol de Bucherer es una reacción orgánica relacionada que utiliza bisulfito de sodio como reactivo.

El bisulfito de sodio se utiliza en el análisis del estado de metilación de las citosinas en el ADN .

En esta técnica, el bisulfito de sodio desamina la citosina en uracilo , pero no afecta a la 5-metilcitosina , una forma metilada de la citosina con un grupo metilo unido al carbono 5.

Cuando el ADN tratado con bisulfito se amplifica mediante reacción en cadena de la polimerasa , el uracilo se amplifica como timina y las citosinas metiladas se amplifican como citosina. Posteriormente, se utilizan técnicas de secuenciación de ADN para leer la secuencia del ADN tratado con bisulfito. Las citosinas que se leen como citosinas después de la secuenciación representan citosinas metiladas, mientras que las que se leen como timinas representan citosinas no metiladas en el ADN genómico. ^{[ 15 ]}