Happo-emäsreaktiot Muokkaa
Bisulfiittiliuokset valmistetaan tyypillisesti käsittelemällä rikkidioksidia vesiperäisellä emäksellä:
SO2 + OH- → HSO3-
HSO3- on rikkihapon (H2SO3) konjugaattiemäs, jota ei ole vesifaasissa. Spektroskooppisia todisteita paljon paremmin vastaava tasapaino on:
SO2 + H2O ⇌ HSO3- + H+
HSO3- on heikko hapan laji, jonka pKa on 6,97. Sen konjugaattiemäs on sulfiitti-ioni, SO32-:
HSO3- ⇌ SO32- + H+
Dehydraatio/hydraatioyhtälötMuokkaa
Kaikkien tavallisten bisulfiittisuolojen eristämisyritykset johtavat anionin dehydraatioon, jolloin muodostuu metabisulfiittia (S
2O2-
5), joka tunnetaan myös nimellä disulfiitti:
2 HSO3- ⇌ S2O52- + H2O
Tämän tasapainon vuoksi bisulfiitin vedettömiä natrium- ja kaliumsuoloja ei saada. On kuitenkin olemassa joitakin raportteja vedettömistä bisulfiiteista, joissa on suuria vastaioneja.
Redox-reaktiot Muokkaa
Bisulfiitti on hyvä pelkistysaine erityisesti hapen pesussa:
2 HSO3- + O2 → 2 SO42- + 2 H+
Sen pelkistysominaisuuksia hyödynnetään kullan saostamiseen aurahaposta (kuningasveteen liuotetusta kullasta) ja kuudenarvoisen kromin pelkistämisessä kolmenarvoiseksi kromiksi. Veden klooroinnissa natriumbisulfiittia käytetään vähentämään jäännös ”klooria”, joka voi vaikuttaa haitallisesti vesieliöstöön.
Orgaaninen synteesi Muokkaa
Organisessa kemiassa ”natriumbisulfiittia” käytetään rutiinireagenssina, mutta sen koostumusta ei tunneta täsmällisesti. Natriumbisulfiittia käytetään vaihdellen natriummetabisulfiitin kanssa, joka on kiinteänä Na2S2O5, mutta liukenee liuokseksi Na+HSO3-.
Bisulfiitti muodostaa addukteja aldehydin ja eräiden syklisten ketonien kanssa, jolloin saadaan α-hydroksisulfonihappoja. Tämä reaktio on hyödyllinen aldehydien puhdistuksessa. Bisulfiittiadduktiot saostuvat liuoksesta kiinteinä aineina. Reaktio voidaan kumota emäksessä. Esimerkkejä tällaisista menettelyistä on kuvattu bentsaldehydin, 2-tetralonin, sitraalin, palorypälehapon etyyliesterin ja glyoksaalin osalta. Sykloheksanonin ja diatsaldin rengaslaajennusreaktiossa bisulfiittireaktion on raportoitu mahdollistavan primäärisen reaktiotuotteen sykloheptanonin ja pääkontaminanttina olevan syklooktanonin erottamisen toisistaan.
Bisulfiitin toinen käyttötapa orgaanisessa kemiassa on miedon pelkistävän aineen käyttäminen esimerkiksi kloorin, bromin, jodin, hypokloriittisuolojen, osmaattilaatuestereiden, kromitrioksidin ja kaliumpermanganaatin jäänteiden tai ylijäämämäärien poistamiseen. Natriumbisulfiitti on värinpoistoaine puhdistusmenetelmissä, koska se pelkistää voimakkaasti värillisiä hapettimia, konjugoituja alkeeneita ja karbonyyliyhdisteitä.
Bisulfiitti on myös Buchererin reaktion keskeinen ainesosa. Tässä reaktiossa aromaattinen hydroksyyliryhmä muuttuu vastaavaksi amiiniryhmäksi. Tämä on palautuva reaktio. Ensimmäinen vaihe tässä reaktiossa on natriumbisulfiitin additioreaktio aromaattiseen kaksoissidokseen. Buchererin karbatsolisynteesi on siihen liittyvä orgaaninen reaktio, jossa käytetään natriumbisulfiittia reagenssina.
Bisulfiitti-DNA:n sekvensointi Muokkaa
Natriumbisulfiittia käytetään DNA:ssa olevien sytosiinien metylaatiotilanteen analysointiin.
Tässä tekniikassa natriumbisulfiitti deaminoi sytosiinin urasiiliksi, mutta ei vaikuta 5-metyylisytosiiniin, sytosiinin metyloituneeseen muotoon, jossa 5. hiileen on kiinnittynyt metyyliryhmä.
Kun bisulfiittikäsiteltyä DNA:ta monistetaan polymeraasiketjureaktion avulla, urasiili monistetaan tymiiniksi ja metyloituneet sytosiinit monistetaan sytosiiniksi. Tämän jälkeen käytetään DNA-sekvensointitekniikoita bisulfiittikäsitellyn DNA:n sekvenssin lukemiseen. Ne sytosiinit, jotka sekvensoinnin jälkeen luetaan sytosiiniksi, edustavat metyloituneita sytosiinejä, kun taas tymiiniksi luetut sytosiinit edustavat genomisen DNA:n metyloitumattomia sytosiinejä.