Huminsyrestruktur, egenskaper, innhenting, bruker

Huminsyre Det er det generiske navnet på en familie av organiske forbindelser som er en del av humiske stoffer. De har forskjellige funksjonelle grupper, blant dem karboksyl, fenol, sukker, kinoner og aminosyrederivater kan nevnes.

Humiske stoffer, hvorav huminsyrer er en del av, er fordelt i jord, naturlig vann og sedimenter, ettersom de er resultatet av nedbrytning av plante, dyre og naturlig avfall.

Organisk materiale som vil bli stoffer som huminsyrer. Forfatter: Pisauikan. Kilde: Pixabay.

Våtsyrer er en del av humus og har evnen til å forbedre veksten av planter og ernæringen deres, siden de tillater å beholde næringsstoffer lenger i jorden, slik at de er tilgjengelige for planter.

De er amfifylliske forbindelser, det vil si at de har deler som er relatert til vann og deler som avviser vann, alt innenfor samme molekyl.

For sine grupper -OH og -COOH kan de danne komplekser med metallioner eller kationer.

Takket være deres hydrokarbonkjeder eller aromatiske porsjoner kan de solubilisere og omslutte polysykliske aromatiske molekyler som er giftige. I tillegg har de potensiell bruk i kreftmedisin og i utarbeidelse av mer effektive farmasøytiske produkter.

[TOC]

Struktur

Våtsyrer inneholder forskjellige funksjonelle grupper hvis mengder avhenger av den geografiske opprinnelsen til huminsyre, alder, miljømessige og biologiske forhold og klima der molekylet skjedde. Av denne grunn har den nøyaktige karakteriseringen blitt vanskelig.

De viktigste funksjonelle gruppene er fenoliske, karboksyl, enolisk, kinon, eter, sukker og peptider.

De funksjonelle gruppene som gir de deres viktigste egenskaper er fenol-, karboksyliske og kinonas -gruppene.

Den store strukturen til en huminsyre består av hydrofile porsjoner dannet av grupper -OH og hydrofobe porsjoner som består av alifatiske kjeder og aromatiske ringer.

Eksempel på et molekyl av en huminsyre, hvor du kan se gruppene -OH -fenol, -coh, kinon, rester av sukker og peptider (-NH). Yikrazuul [Public Domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Huminsyrer.

- Ha eller har (akronym for engelsk Huminsyrer).

Egenskaper

Fysisk tilstand

Amorfe faste stoffer.

Molekylær vekt

Molekylvektene varierer fra 2,0 til 1300 kDa.

En DA eller Dalton er verdt 1,66 x 10^-24 gram.

Løselighet

Våtsyrer er brøkdelen av humiske stoffer som er oppløselige i alkalisk vandig medium. De er delvis oppløselige i vann. Uoppløselig i surt medium.

Vannoppløsningen er kompleks fordi huminsyrer ikke er en individuell komponent, men en blanding av komponenter, der bare noen av dem er oppløselige i vann.

Løseligheten kan variere avhengig av dens sammensetning, pH og den ioniske kraften til løsningsmidlet.

Kjemiske og biologiske egenskaper

Molekylene av huminsyrer har generelt en hydrofil del, eller relatert til vann, og en hydrofob del, som avviser vann. Derfor sies det at de er amfifiliske.

Kan tjene deg: putrescina: struktur, egenskaper, syntese, bruk

På grunn av dens amfifylliske karakter, dannes huminsyrer, i et nøytralt eller surt miljø, strukturer som ligner på miceller, kalt pseudo-mys.

De er svake syrer, som er forårsaket av fenoliske og karboksyliske grupper.

Grupper i Quinona er ansvarlige for dannelsen av reaktive oksygenarter, ettersom de reduseres til semi -Half og deretter til hydrokinoner som er veldig stabile.

Tilstedeværelsen av fenoliske og karboksyliske grupper i molekylene av huminsyre gir dem muligheten til å forbedre veksten av planter og ernæringen deres. Slike grupper kan også favorisere dannelsen av kompleks med tungmetaller. Og de forklarer også sin antivirale og anti -inflammatoriske aktivitet.

På den annen side er tilstedeværelsen av kinon-, fenol- og karboksylgruppene relatert til deres antioksidant, soppdrepende, bakteriedrepende og antimingogens eller demutagene evner.

Atferd i vandig medium i henhold til pH

I alkalisk medium lider karboksyl- og fenolgrupper tap av H -protoner⁺, Hva molekylet forlater negativt i hver av disse gruppene.

På grunn av dette oppstår frastøtning av negative ladninger og molekylet strekker seg.

Ved å redusere pH blir fenoliske og karboksyliske grupper igjen protonert og effekten av frastøtning opphører, noe.

I dette tilfellet handler hydrofobe porsjoner om å plassere inne i molekylet og hydrofile deler er i kontakt med det vandige miljøet. Det sies at disse strukturene er pseudo-mys.

Denne oppførselen bekrefter at huminsyrer har bestemmelsesegenskaper.

I tillegg danner de intramolekylære aggregater (innenfor sitt eget molekyl), etterfulgt av intermolekylær aggregering (mellom forskjellige molekyler) og nedbør.

Solubilisering av store ikke-polare molekyler

Våtsyrer kan solubilisere polysykliske aromatiske hydrokarboner som er giftige og kreftfremkallende og er relativt uoppløselige i vann.

Disse hydrokarbonene er solubilisert i det hydrofobe hjertet av pseudo-psykellene av huminsyrer.

Trening av komplekser med metallkationer

Våtsyrer interagerer med metallioner i det alkaliske mediet hvor positive kationer eller ioner virker ved å nøytralisere de negative belastningene til huminsyremolekylet.

Jo større kationbelastning, jo større er effektiviteten av å danne pseudo-mikelas. Kationer er lokalisert i termodynamisk foretrukne steder i strukturen.

Denne prosessen genererer humisk-metallsyrekomplekser som får en sfærisk form.

Denne interaksjonen avhenger av metall og opprinnelse, molekylvekt og fuktig syrekonsentrasjon.

Å skaffe

Våtsyrer kan oppnås fra organisk materiale. Imidlertid varierer strukturene til de forskjellige molekylene av huminsyrer i henhold til jordens plassering, deres alder og klimatiske forhold.

Det er forskjellige metoder for å oppnå. Under en av disse.

Det er jorda med en vandig løsning av NaOH 0,5 N (0,5 ekvivalent per liter) under nitrogenatmosfære i 24 timer ved romtemperatur. Settet er filtrert.

Det kan tjene deg: Hva er vektlovene for kjemi? (Eksempler)

Alkalinekstraktet blir surgjort med HCl 2 N til en pH 2 og la stå i 24 timer, ved romtemperatur. Det koagulerte materialet (huminsyrer) skilles fra supernatanten ved sentrifugering.

applikasjoner

- I landbruket

Bruken av huminsyrer i landbruket er praktisk kjent siden begynnelsen av landbruksaktiviteten fordi de er en del av humus.

Jorden rik på humus, derfor rik på huminsyrer, bra for plantedyrking. Forfatter: Markus Baumeler. Kilde: Pixabay.

Huminsyrer forbedrer plantevekst og ernæring. De fungerer også som jordbaktericider og soppdrepende midler som beskytter planter. Våtsyrer hemmer fytopatogene sopp og noen av dens funksjonelle grupper med denne aktiviteten har blitt korrelert.

Plante infisert med Alternaria Solani -soppen som kan kjempes med huminsyrer. Afrozilian [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Tilstedeværelsen av svovel- og karbonylgrupper C = O i molekylet av huminsyre favoriserer den soppatiske aktiviteten. Tvert imot, et høyt oksygeninnhold, aromatiske C-O-grupper og visse karbonatomer som tilhører sukker, hemmer den soppatiske kraften til huminsyre.

Nylig (2019) har effekten av anvendelse av sakte -frigjøring nitrogengjødsel blitt studert i stabiliseringen av huminsyrene som er til stede i jordsmonnene og deres innflytelse på avlingene.

Det ble funnet at urea dekket med biokarbon forbedrer strukturen og stabiliteten til huminsyrene som er til stede i jorden, og favoriserer oppbevaring av nitrogen og karbon ved jorden og forbedrer avlingene.

- I forurensningsrensing

På grunn av dens evne til å danne pseudo-medisinsk i nøytral eller syre.

Metaller er noen av forurensningene som kan fjernes av huminsyrer.

Noen studier viser at metallsorpsjonseffektivitet av huminsyrer i vandig løsning har en tendens til å øke når pH og konsentrasjon av huminsyre og ved å redusere metallkonsentrasjonen.

Det ble også bestemt at metallioner konkurrerer om aktive steder i molekylet av huminsyre, som generelt er -coOH og -OH fenolgrupper i dette.

- I legemiddelindustrien

Nytten er testet for å øke vannløseligheten av hydrofobe medisiner.

Sølvnanopartikler (AG) ble fremstilt dekket med huminsyrer, som klarte å forbli stabile i minst et år.

Disse sølv nanopartiklene og huminsyre, sammen med de antibakterielle egenskapene til sistnevnte, har et høyt potensial for medikamentell preparat.

På samme måte er karbamazepinkomplekser blitt testet, en antiepileptisk medisin, med huminsyrer for å øke løseligheten, og det har vist seg at stoffet blir mye mer løselig og effektivt.

Kan tjene deg: Rodio: Historie, egenskaper, struktur, bruk, risiko

Den samme løseligheten og forbedringseffekten for biotilgjengelighet ble oppnådd med huminsyre og ß-karotenkomplekser, en forløper for vitamin A.

- I medisin

Våtsyrer er sterke allierte i behandlingen av flere sykdommer.

Mot noen virus

Antiviral aktivitet av huminsyrer mot cytomegalovirus og HIV-1 og HIV-2 humant immunsviktvirus, blant andre.

Molekylene av huminsyrer kan hemme replikasjonen av viruset ved å slå seg sammen med dens negative belastning i det alkaliske mediet med visse kationiske steder i viruset, som er nødvendige for at viruset skal slå seg sammen overflaten av cellen.

Mot kreft

Det har vist seg at våte syrer utøver helbredende egenskaper ved kreftfremkallende lesjoner. Dette tilskrives tilstedeværelsen av kinoner i sin struktur.

Struktur av en kinon, en gruppe som er til stede i molekylene til noen huminsyrer. Forfatter: Marilú Stea.

Kinoner genererer reaktive oksygenarter som produserer oksidativt stress og induserer apoptose av kreftceller gjennom fragmentering av deres DNA.

Mot mutagenese

Våtsyrer er mutagenesehemmere inne i cellen og utenfor denne. Mutagenese er den stabile endringen av det genetiske materialet til en celle som kan overføres til datterceller.

Det har blitt funnet at evnen til å hemme mutagenese varierer med sammensetningen av huminsyrer og deres konsentrasjon.

På den annen side utøver de demutagen effekt på mutagene stoffer som benzopyren (polyararomatisk hydrokarbon tilstede i noen matvarer), 2-nitrofluoreno (polyararomatisk hydrokarbonprodukt) og 2-aminoantraken.

Mutagen effekt av benzopyren i DNA. Av Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Løsningsstruptur av en trans-opned (10s) -DA addukt på +)-(7s, 8R, 9S, 10R) -7,8-dihydroxy-9,10-epoksy-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [a] pyrene I et DNA -duplex. Produsert fra pdb | 1jdg. == lisensiering == gfdl-. Kilde: Wikimedia Commons.

Mekanismen for denne effekten ligger i mutagenadsorpsjon, så huminsyrer med større strukturer er de mest effektive. Mutagen adsorberes av huminsyre og mister sin mutagene aktivitet.

Det anslås at dette kan være viktig for beskyttelse mot karsinogenese.

- I kosmetikkindustrien

På grunn av deres evne til å absorbere UV og synlige strål.

De kan også brukes som konserveringsmidler for kosmetiske produkter.

- I matindustrien

For sine antioksidantegenskaper er bruken av bruken antydet som matkonserveringsmidler og som kosttilskudd.

Referanser

1. Gomes de Melo, B.TIL. et al. (2016). Huminsyrer: Strukturelle egenskaper og flere funksjoner for ny teknologisk utvikling. Materials Science and Engineering C 62 (2016) 967-974. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
2. Vi er. et al. (2018). Fungistisk aktivitet av multiorigin huminsyrer i forhold til deres kjemiske struktur. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66, 28, 7514-7521. Gjenopprettet fra puber.ACS.org.
3. Kerndorff, h. og Schnitzer, m. (1980). Sorpsjon av metaller på huminsyre. Geochimica et cosmochimica Acta Vol 44, PP.1701-1708. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
4. Sato, t. et al. (1987). Mekanisme for den demutagene effekten av huminsyre. Mutation Research, 176 (1987) 199-204. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Cheng, m.-L. et al. (2003). Huminsyre induserer oksidativ DNA -skade, veksthemming og apoptose i humane primære fibroblaster. Exp Biol Med (Maywood) 2003 AP; 228 (4): 413-23. NCBI kom seg.NLM.NIH.Gov.
6. Li, m. et al. (2019). Organisk karbon -sekvestrering i jordens humiske substans. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67, 11, 3106-3113. Gjenopprettet fra puber.ACS.org.