Štruktúra kyseliny humínovej, vlastnosti, získanie, použitie, použitia

Kyselina humíková Je to generický názov rodiny organických zlúčenín, ktoré sú súčasťou humínových látok. Majú rôzne funkčné skupiny, medzi ktorými možno spomenúť karboxylové, fenolové, cukry, chinóny a deriváty aminokyselín.

Humínové látky, z ktorých kyseliny humínovej sú súčasťou, sú distribuované v pôdach, prírodných vodách a sedimentoch, pretože sú výsledkom rozkladu rastlín, zvierat a prírodného odpadu.

Organický materiál, ktorý sa stane látkami, ako sú humínové kyseliny. Autor: Pisauikan. Zdroj: Pixabay.

Mokré kyseliny sú súčasťou humusu a majú schopnosť zlepšiť rast rastlín a ich výživu, pretože umožňujú udržanie živín dlhšie v pôde, takže sú k dispozícii pre rastliny.

Sú to amfifylické zlúčeniny, to znamená, že majú časti, ktoré súvisia s vodou a časťami, ktoré odmietajú vodu, všetko v rámci tej istej molekuly.

Pre svoje skupiny -OH a -COOH môžu tvoriť komplexy s kovovými iónmi alebo katiónmi.

Vďaka svojim uhľovodíkovým reťazcom alebo aromatickým častiam môžu solubilizovať a obklopiť polycyklické aromatické molekuly, ktoré sú toxické. Okrem toho majú potenciálne využitie v medicíne rakoviny a pri príprave efektívnejších farmaceutických výrobkov.

[TOC]

Štruktúra

Mokré kyseliny obsahujú rôzne funkčné skupiny, ktorých množstvá závisia od geografického pôvodu kyseliny humínovej, veku, environmentálne a biologické podmienky a podnebie, v ktorých sa molekula vyskytla. Z tohto dôvodu sa jej presná charakterizácia stala ťažkou.

Jeho hlavnými funkčnými skupinami sú fenolové, karboxylové, enolové, chinón, éter, cukry a peptidy.

Funkčné skupiny, ktoré mu dodávajú svoje hlavné charakteristiky, sú fenolové, karboxylové a Quinonasové skupiny.

Veľká štruktúra kyseliny humínovej pozostáva z hydrofilných častí tvorených skupinami -OH a hydrofóbnymi časťami vytvorenými alifatickými reťazcami a aromatickými kruhmi.

Príklad molekuly kyseliny humínovej, kde môžete vidieť skupiny -OH fenol, -COH, chinón, zvyšky cukrov a peptidov (-NH). Yikrazuul [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Menovanie

- Kyseliny humínovej.

- Ha alebo mať (skratka pre angličtinu Kyseliny humínovej).

Vlastnosti

Fyzický stav

Amorfné tuhé látky.

Molekulová hmotnosť

Jeho molekulové hmotnosti sa pohybujú od 2,0 do 1300 kDa.

DA alebo Dalton má hodnotu 1,66 x 10^-24 gram.

Rozpustnosť

Mokré kyseliny sú frakciou humínových látok, ktoré sú rozpustné v alkalickom vodnom médiu. Čiastočne sú rozpustné vo vode. Nerozpustný v kyslom médiu.

Jeho rozpustenie vody je zložité, pretože kyseliny humínovej nie sú individuálnou zložkou, ale zmesou komponentov, kde iba niektoré z nich sú rozpustné vo vode.

Jeho rozpustnosť sa môže líšiť v závislosti od jeho zloženia, pH a iónovej sily rozpúšťadla.

Chemické a biologické vlastnosti

Molekuly kyselín humínovej majú vo všeobecnosti hydrofilnú časť alebo súvisiace s vodou a hydrofóbnu časť, ktorá odmieta vodu. Preto sa hovorí, že sú amfififili.

Môže vám slúžiť: Putrescina: Štruktúra, vlastnosti, syntéza, použitie

Vďaka svojmu amfifylickému charakteru tvoria kyseliny humínovej v neutrálnom alebo kyslom prostredí štruktúry podobné štruktúram miciel, nazývaných pseudo-hys.

Sú to slabé kyseliny, ktoré sú spôsobené fenolovými a karboxylovými skupinami.

Skupiny typu Quinona sú zodpovedné za tvorbu reaktívnych druhov kyslíka, pretože sa redukujú na polotyfu a potom na veľmi stabilné hydrochinóny.

Prítomnosť fenolických a karboxylových skupín v molekulách kyseliny humínovej im poskytuje schopnosť zlepšiť rast rastlín a ich výživa. Takéto skupiny môžu tiež uprednostňovať tvorbu komplexu s ťažkými kovmi. A vysvetľujú aj ich antivírusovú a protizápalovú aktivitu.

Na druhej strane prítomnosť chinónu, fenolu a karboxylových skupín súvisí s ich antioxidačnými, fungicídnymi, baktericídnymi a antimingogenciou alebo demutagénnymi schopnosťami.

Správanie vo vodnom médiu podľa pH

V alkalickom médiu utrpia karboxylové a fenolové skupiny stratu H protónov⁺, Čo molekula zanecháva negatívne v každej z týchto skupín.

Z tohto.

Znížením pH sú opäť protonované fenolové a karboxylové skupiny a účinky odpudenia prestávajú, čo spôsobuje, že molekula prijme kompaktnú štruktúru, podobnú účinku Mycles.

V tomto prípade sa hydrofóbne porcie týkajú umiestnenia do molekuly a hydrofilné časti sú v kontakte s vodným prostredím. Hovorí sa, že tieto štruktúry sú pseudo-mys.

Toto správanie potvrdzuje, že kyseliny humínovej majú charakteristiky určovania.

Okrem toho tvoria intramolekulárne agregáty (v rámci ich vlastnej molekuly), po ktorej nasleduje intermolekulárna agregácia (medzi rôznymi molekulami) a zrážanie.

Solubilizácia veľkých nepolárnych molekúl

Mokré kyseliny môžu solubilizovať polycyklické aromatické uhľovodíky, ktoré sú toxické a karcinogénne a sú relatívne nerozpustné vo vode.

Tieto uhľovodíky sú solubilizované v hydrofóbnom srdci pseudo-psychel kyselín humínovej.

Výcvik komplexov s kovovými katiónmi

Mokré kyseliny interagujú s kovovými iónmi v alkalickom médiu, kde pozitívne katióny alebo ióny pôsobia neutralizáciou negatívneho zaťaženia molekuly kyseliny humínovej.

Čím väčšie je zaťaženie katiónov, tým väčšia je jeho účinnosť formovania pseudo-micely. Katióny sa nachádzajú na termodynamicky preferovaných miestach v štruktúre.

Tento proces vytvára komplexy kyseliny humíkových kovov, ktoré získavajú sférický tvar.

Táto interakcia závisí od kovu a pôvodu, molekulovej hmotnosti a koncentrácie vlhkej kyseliny.

Získanie

Mokré kyseliny je možné získať z pôdnej organickej hmoty. Štruktúry rôznych molekúl kyselín humínovej sa však líšia podľa umiestnenia pôdy, ich veku a klimatických podmienok.

Existujú rôzne spôsoby získania. Pod jedným z nich.

Je to pôda s vodným roztokom NaOH 0,5 N (0,5 ekvivalent na liter) v atmosfére dusíka počas 24 hodín pri teplote miestnosti. Sada je filtrovaná.

Môže vám slúžiť: Aké sú zákony o hmotnosti chémie? (Príklady)

Alkalický extrakt je okyslený HCl 2 N na pH 2 a nechajte stáť 24 hodín pri teplote miestnosti. Koagulovaný materiál (kyseliny humínovej) je oddelený od supernatantu odstredením.

Žiadosti

- V poľnohospodárstve

Použitie kyselín humínovej v poľnohospodárstve je prakticky známe od začiatku poľnohospodárskej činnosti, pretože sú súčasťou humusu.

Zem bohatá na humus, teda bohaté na kyseliny humínovej, vhodné na pestovanie rastlín. Autor: Markus Baumeler. Zdroj: Pixabay.

Humínové kyseliny zlepšujú rast rastlín a výživa. Pôsobia tiež ako pôdne baktericídy a fungicídy, ktoré chránia rastliny. Mokré kyseliny inhibujú fytopatogénne huby a niektoré z jeho funkčných skupín s touto aktivitou boli korelované.

Rastlina infikovaná hubou Alternaria Solani, ktorá sa dá bojovať s kyselinami humínovej. Afrozilian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Prítomnosť síry (S) a karbonylových skupín C = O v molekule kyseliny humínovej uprednostňuje fungistatickú aktivitu. Naopak, vysoký obsah kyslíka, aromatické skupiny C-O a určité atómy uhlíka patriace k cukrom inhibujú fungistatickú silu kyseliny humínovej.

Nedávno (2019) sa študoval účinok aplikácie pomalých hnojív s dusíkom s pomalým releasom na stabilizáciu kyselín humíkových v pôde a ich vplyvu na plodiny.

Zistilo sa, že močovina pokrytá biokarbónom zlepšuje štruktúru a stabilitu kyselín humínovej v pôde, čo uprednostňuje zadržiavanie dusíka a uhlíka pôdou a zlepšuje výťažok plodín.

- V náprave znečistenia

Vďaka svojej schopnosti tvoriť pseudo-medicínsky v neutrálnom alebo kyseline.

Kovy sú niektoré z znečisťujúcich látok, ktoré môžu byť odstránené kyselinami humínovej.

Niektoré štúdie ukazujú, že účinnosť sorpcie kovov pomocou kyselín humínovej vo vodnom roztoku má tendenciu sa zvyšovať, keď pH a koncentrácia kyseliny humínovej a znížením koncentrácie kovov.

Zistilo sa tiež, že kovové ióny súťažia o aktívne miesta molekuly kyseliny humínovej, ktoré sú vo všeobecnosti fenolové skupiny -coOH a -OH.

- Vo farmaceutickom priemysle

Jeho užitočnosť bola testovaná na zvýšenie rozpustnosti vodnej vody hydrofóbnych liekov.

Nanočastice striebra (AG) boli pripravené pokryté kyselinami humínovej, ktorá dokázala zostať stabilná najmenej rok.

Tieto nanočastice striebra a kyselina humínová spolu s antibakteriálnymi vlastnosťami majú vysoký potenciál prípravy liečiva.

Podobne boli testované karbamazepínové komplexy, antiepileptický liek s kyselinami humíkovej, aby sa zvýšila rozpustnosť.

Môže vám slúžiť: Rodio: História, vlastnosti, štruktúra, použitie, riziko

Rovnaký účinok na zlepšenie rozpustnosti a biologickej dostupnosti sa dosiahol pomocou komplexov kyseliny humínovej a β-karoténu, čo je prekurzor vitamínu A.

- V medicíne

Mokré kyseliny sú silní spojenci pri liečbe niekoľkých chorôb.

Proti niektorým vírusom

Antivírusová aktivita kyselín humíkovej proti vírusu ľudskej imunodeficiencie HIV-1 a HIV-2 a vírusu ľudskej imunodeficiencie HIV-2.

Molekuly humínových kyselín môžu inhibovať replikáciu vírusu spojením jeho negatívnej záťaže do alkalického média s určitými katiónovými miestami vírusu, ktoré sú potrebné na to, aby sa vírus spojil s povrchom bunky.

Proti rakovine

Zistilo sa, že mokré kyseliny vykazujú hojené vlastnosti karcinogénnych lézií. Toto sa pripisuje prítomnosti chinónov v jeho štruktúre.

Štruktúra chinónu, skupiny prítomnej v molekulách niektorých kyselín humínovej. Autor: Marilú Stea.

Chinóny vytvárajú reaktívne druhy kyslíka, ktoré produkujú oxidačný stres a indukujú apoptózu rakovinových buniek fragmentáciou ich DNA.

Proti mutagenéze

Mokré kyseliny sú inhibítory mutagenézy vo vnútri bunky a mimo tohto. Mutagenéza je stabilná zmena genetického materiálu bunky, ktorá sa môže prenášať do dcérskych buniek.

Zistilo sa, že schopnosť inhibovať mutagenézu sa líši v závislosti od zloženia kyselín humínovej a ich koncentrácie.

Na druhej strane vykazujú demutagénny účinok na mutagénne látky, ako je benzopyrén (polyararomatický uhľovodík prítomný v niektorých potravinách), 2-nitrofluoreno (polyararomatický uhľovodíkový produkt spaľovania) a 2-aminoantrakén.

Mutagénny účinok benzopyrénu v DNA. Autor: Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Roztok struptúra ​​transoxného (10s) -da aduktu +)-(7s, 8r, 9s, 10r) -7,8-dihydroxy-9,10-epoxy-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [a] pyréne. v DNA duplex. Vyrobené z pdb | 1JDG. == licencia == gfdl-. Zdroj: Wikimedia Commons.

Mechanizmus tohto účinku spočíva v adsorpcii mutagénu, takže kyseliny humínovej s väčšími štruktúrami sú najúčinnejšie. Mutagén je adsorbovaný kyselinou humínovou a stráca svoju mutagénnu aktivitu.

Odhaduje sa, že to môže byť dôležité pre ochranu proti karcinogenéze.

- V kozmetickom priemysle

Kvôli ich schopnosti absorbovať UV a viditeľné lúče sa navrhli kyseliny humínovej, aby sa použili v solárnych blokátoroch, krémoch proti protikladbe a výrobkom starostlivosti o pleť.

Môžu sa tiež použiť ako konzervačné látky kozmetických výrobkov.

- V potravinárskom priemysle

Pre svoje antioxidačné vlastnosti sa jeho používanie navrhuje ako konzervačné látky a ako výživové doplnky.

Odkazy

1. Gomes de Melo, B.Do. a kol. (2016). Humíkové kyseliny: Štrukturálne vlastnosti a viacnásobné funkcie pre nový technologický vývoj. Materials Science and Engineering C 62 (2016) 967-974. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
2. Wei, s. a kol. (2018). Fungistatická aktivita multiorigínových humínových kyselín vo vzťahu k ich chemickej štruktúre. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66, 28, 7514-7521. Získané z krčiem.ACS.orgán.
3. Kerndorff, h. a Schnitzer, m. (1980). Sorpcia kovov na kyseline humínovej. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol 44, s.1701-1708. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
4. Sato, t. a kol. (1987). Mechanizmus demutagénneho účinku kyseliny humínovej. Mutation Research, 176 (1987) 199-204. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
5. Cheng, m.-Lokalita. a kol. (2003). Kyselina humíková indukuje oxidačné poškodenie DNA, spomalenie rastu a apoptózu u ľudských primárnych fibroblastov. Exp Biol Med (Maywood) 2003 AP; 228 (4): 413-23. NCBI sa zotavila.NLM.NIH.Vláda.
6. Li, m. a kol. (2019). Organické sekvestrácie uhlíka u pôdnych humínových náhradníkov. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67, 11, 3106-3113. Získané z krčiem.ACS.orgán.