Humiinihapporakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttää

Humiinihappo Se on orgaanisten yhdisteiden perheen yleinen nimi, joka on osa humiinia aineita. Heillä on erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä, joista karboksyyli-, fenoli-, sokerit, kinonat ja aminohappojohdannaiset voidaan mainita.

Humiiniaineita, joista humiinihapot ovat osa, jakautuvat maaperään, luonnollisiin vesiin ja sedimenteihin, koska ne ovat seurausta kasvien, eläinten ja luonnollisten jätteiden hajoamisesta.

Orgaaninen materiaali, josta tulee aineita, kuten humiinihappoja. Kirjoittaja: Pisauikan. Lähde: Pixabay.

Märkähapot ovat osa humusta, ja niillä on kyky parantaa kasvien kasvua ja niiden ravitsemusta, koska ne sallivat ravinteiden säilyttämisen pidempään maaperässä niin, että niitä on saatavana kasveille.

Ne ovat amfifhyisia yhdisteitä, ts. Niissä on osia, jotka liittyvät veteen ja osiin, jotka hylkäävät vettä, kaikki saman molekyylin sisällä.

Heidän ryhmilleen -OH ja -COOH ne voivat muodostaa komplekseja metalli -ionien tai kationien kanssa.

Hiilivetyketjujensa tai aromaattisten osiensa ansio. Lisäksi heillä on potentiaalista käyttöä syöpälääketieteessä ja tehokkaampien lääketuotteiden valmistuksessa.

[TOC]

Rakenne

Märkähapot sisältävät erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä, joiden määrät riippuvat humiinihapon, iän, ympäristö- ja biologisten olosuhteiden ja ilmaston maantieteellisestä alkuperästä, jossa molekyyli tapahtui. Tästä syystä sen tarkka karakterisointi on tullut vaikeaksi.

Sen tärkeimmät funktionaaliset ryhmät ovat fenoliset, karboksyyliset, enoliset, kinoni-, eetterit, sokerit ja peptidit.

Funktionaaliset ryhmät, jotka antavat sille niiden pääominaisuudet, ovat fenoli-, karboksyyli- ja quinonas -ryhmät.

Humiinihapon suuri rakenne koostuu hydrofiilisistä osista, jotka on muodostettu ryhmien -OH: n ja hydrofobisten osien muodostavat alifaattiset ketjut ja aromaattiset renkaat.

Esimerkki humiinihapon molekyylistä, jossa voit nähdä ryhmät -OH -fenolia, -kesä, kinonia, sokerien ja peptidien jäännöksiä (-NH). Yikrazuul [julkinen alue]. Lähde: Wikimedia Commons.

Nimikkeistö

- Humiinihapot.

- Ha tai on (lyhenne englanniksi Humiinihapot-A.

Ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiinteä aine.

Molekyylipaino

Sen molekyylipainot vaihtelevat välillä 2,0 - 1300 kDa.

DA tai Dalton on arvoltaan 1,66 x 10^-24 grammat.

Liukoisuus

Märkähapot ovat humiiniaineiden osuus, jotka ovat liukoisia alkaliseen vesipitoiseen väliaineeseen. Ne ovat osittain liukoisia veteen. Liukenematon happamaan väliaineeseen.

Sen veden liukeneminen on monimutkaista, koska humiinihapot eivät ole yksittäisiä komponentteja, vaan komponenttien seos, jossa vain jotkut niistä liukenevat veteen.

Sen liukoisuus voi vaihdella sen koostumuksen, liuottimen pH: n ja ionisen voiman mukaan riippuen.

Kemialliset ja biologiset ominaisuudet

Humiinihappojen molekyyleillä on yleensä hydrofiilinen osa tai ne liittyvät veteen ja hydrofobinen osa, joka hylkää vettä. Siksi sanotaan, että he ovat amfilia.

Voi palvella sinua: putrescina: rakenne, ominaisuudet, synteesi, käyttö

Amphifhylisen luonteensa vuoksi humiinihapot muodostuvat neutraalissa tai happamassa ympäristössä rakenteet, jotka ovat samanlaisia ​​kuin misellit, nimeltään pseudo-MYS.

Ne ovat heikkoja happoja, jotka aiheuttavat fenoliset ja karboksyyliryhmät.

Quinona -tyyppiryhmät ovat vastuussa reaktiivisten happilajien muodostumisesta, koska ne pelkistetään puoliksi -Halfiin ja sitten hydrokinoneihin, jotka ovat erittäin stabiileja.

Fenolisten ja karboksyyliryhmien läsnäolo humiinihapon molekyyleissä antaa heille kyvyn parantaa kasvien kasvua ja niiden ravitsemusta. Tällaiset ryhmät voivat myös suosia kompleksin muodostumista raskasmetallien kanssa. Ja he selittävät myös viruslääketieteen ja anti -inflammatorisen aktiivisuudensa.

Toisaalta kinonin, fenoli- ja karboksyyliryhmien läsnäolo liittyy niiden antioksidanttiin, siengisidisiin, bakteereihin ja antimingogenssiin tai demutageenisiin kykyihin.

Käyttäytyminen vesipitoisessa väliaineessa pH: n mukaan

Alkalisessa väliaineessa karboksyyl- ja fenoliryhmät kärsivät H -protonien menetyksestä⁺, Mitä molekyyli jättää negatiivisesti jokaisessa näistä ryhmistä.

Tämän vuoksi negatiivisten varausten torjuminen tapahtuu ja molekyyli venyy.

Laskemalla pH: ta, fenoli- ja karboksyyliryhmät ovat jälleen protonoidut ja heijastumisen vaikutukset lakkaavat aiheuttaen molekyylin omaksumaan kompaktin rakenteen, samanlainen kuin myklit.

Tässä tapauksessa hydrofobiset osat ovat asettamista molekyylin sisälle ja hydrofiiliset osat ovat kosketuksissa vesipitoisen ympäristön kanssa. Sanotaan, että nämä rakenteet ovat pseudo-mysiä.

Tämä käyttäytyminen vahvistaa, että humiinihapoilla on määritysominaisuudet.

Lisäksi ne muodostavat molekyylien sisäiset aggregaatit (oman molekyylin sisällä), mitä seuraa molekyylien välinen aggregaatio (eri molekyylien välillä) ja saostuminen.

Suurten ei-polaaristen molekyylien liukeneminen

Märkähapot voivat liuottaa poltisyklisiä aromaattisia hiilivetyjä, jotka ovat myrkyllisiä ja syöpää aiheuttavia ja ovat suhteellisen liukenemattomia veteen.

Nämä hiilivedyt liuotetaan humiinihappojen pseudopsytelien hydrofobiseen sydämeen.

Kompleksien koulutus metallikationien kanssa

Märkähapot ovat vuorovaikutuksessa metalli -ionien kanssa alkalisessa väliaineessa, jossa positiiviset kationit tai ionit toimivat neutraloimalla humiinihapon molekyylin negatiivisia kuormia.

Mitä suurempi kationikuorma, sitä suurempi sen tehokkuus pseudo-Micelas-muodossa. Kationit sijaitsevat termodynaamisesti edullisissa paikoissa rakenteessa.

Tämä prosessi tuottaa humiinimetallihappokomplekseja, jotka saavat pallomaisen muodon.

Tämä vuorovaikutus riippuu metallista ja alkuperästä, molekyylipainosta ja kosteahappopitoisuudesta.

Saada

Märkähapot voidaan saada maaperän orgaanisesta aineesta. Humiinihappojen eri molekyylien rakenteet kuitenkin vaihtelevat maaperän, niiden ikä- ja ilmasto -olosuhteiden sijainnin mukaan.

On olemassa useita menetelmiä saada. Alle yhden näistä.

Se on maaperä, jonka vesiliuos on 0,5 N (0,5 ekvivalentti litraa kohti) typpiarvon alla 24 tunnin ajan huoneenlämpötilassa. Sarja suodatetaan.

Se voi palvella sinua: mitkä ovat kemian painolakeja? (Esimerkkejä)

Alkaliuute on happamassa HCl 2 N: llä pH: een ja antaa seistä 24 tuntia huoneenlämpötilassa. Koagoitu materiaali (humiinihappot) erotetaan supernatantista sentrifugoimalla.

Sovellukset

- Maataloudessa

Humiinihappojen käyttö maataloudessa tunnetaan käytännössä maatalouden toiminnan alusta lähtien, koska ne ovat osa humusta.

Maan runsaasti humusta, siksi runsaasti humiinihapoja, hyvä kasvien viljelyyn. Kirjoittaja: Markus Baumeler. Lähde: Pixabay.

Humiinihapot parantavat kasvien kasvua ja ravitsemusta. Ne toimivat myös maaperän bakteerisidinä ja sienitautien torjunta -aineina, jotka suojaavat kasveja. Märkähapot estävät fytopatogeenisiä sieniä ja jotkut sen funktionaalisista ryhmästään tällä aktiivisuudella on korreloitu.

Kasvi, joka on tartunnannut Alternaria Solani -sienellä, jota voidaan taistella humiinihapoilla. Afrozilian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]. Lähde: Wikimedia Commons.

Rikki- ja karbonyyliryhmien C = O läsnäolo humiinihapon molekyylissä suosivat sienenvaikutusta. Päinvastoin, korkea happipitoisuus, aromaattiset C-O-ryhmät ja tietyt sokereihin kuuluvat hiiliatomit estävät humiinihapon sienenvoimaa.

Äskettäin (2019), hitaan totuudenmukaisten typpilannoitteiden soveltamisen vaikutusta on tutkittu maaperässä olevien humiinihappojen stabiloinnissa ja niiden vaikutuksissa viljelykasveihin.

Todettiin, että biohiilivedellä peitetty urea parantaa maaperässä olevien humiinihappojen rakennetta ja stabiilisuutta, joka suosii maaperän typen ja hiilen pidättämistä ja parantamalla kasvien satoa.

- Pilaantumisen korjaamisessa

Johtuen kyvystään muodostaa pseudo-lääketieteellinen neutraali tai happo.

Metallit ovat joitain epäpuhtauksia, jotka voidaan poistaa humiinihapoilla.

Jotkut tutkimukset osoittavat, että vesipitoisen humiinihapon metallin sorptiotehokkuus pyrkii lisääntymään, kun pH ja humiinihapon pitoisuus ja vähentämällä metallipitoisuutta.

Määritettiin myös, että metalli -ionit kilpailevat humiinihapon molekyylin aktiivisista kohdista, jotka ovat yleensä tässä -coh- ja -OH -fenoliryhmiä.

- Lääketeollisuudessa

Sen hyödyllisyys on testattu hydrofobisten lääkkeiden veden liukoisuuden lisäämiseksi.

Hopea -nanohiukkaset (AG) valmistettiin humiinihapoilla, jotka onnistuivat pysymään stabiilina vähintään vuoden ajan.

Näillä hopea -nanohiukkasilla ja humiinihapolla yhdessä viimeksi mainitun antibakteeristen ominaisuuksien kanssa on suuri potentiaali lääkkeen valmistukseen.

Samoin karbamatsepiinikompleksit on testattu, epilepsialääketiede, humiinihappojen kanssa sen liukoisuuden lisäämiseksi, ja on osoittautunut, että lääke muuttuu paljon liukoisemmaksi ja tehokkaammaksi.

Voi palvella sinua: Rodio: Historia, ominaisuudet, rakenne, käyttö, riski

Sama liukoisuus- ja hyötyosuuden parantamisen vaikutus saavutettiin humiinihappo- ja β-karoteenikomplekseilla, A-vitamiinin edeltäjällä.

- Lääketieteellisesti

Märkähapot ovat vahvoja liittolaisia ​​useiden sairauksien hoidossa.

Joitakin viruksia vastaan

Humiinihappojen viruksenvastainen vaikutus sytomegalovirusta ja HIV-1: tä ja HIV-2: n ihmisen immuunikatovirusta vastaan.

Humiinihappojen molekyylit voivat estää viruksen replikaation yhdistämällä sen negatiivinen kuormitus alkaliseen väliaineeseen tietyillä viruksen kationisilla paikkoilla, jotka ovat välttämättömiä viruksen liittymiseksi solun pintaan.

Syöpää vastaan

Märkähappojen on havaittu sisältävän parannusominaisuuksia syöpää. Tämä johtuu kinonien läsnäolosta sen rakenteessa.

Kvinonin rakenne, ryhmä, joka on läsnä joidenkin humiinihapon molekyyleissä. Kirjoittaja: Marilú Stea.

Kinonit tuottavat reaktiivisia happilajeja, jotka aiheuttavat oksidatiivista stressiä ja indusoivat syöpäsolujen apoptoosin niiden DNA: n fragmentoinnin kautta.

Mutageneesiä vastaan

Märkähapot ovat mutageneesin estäjiä solun sisällä ja tämän ulkopuolella. Mutageneesi on solun geneettisen materiaalin stabiili muutos, joka voidaan välittää tytärsoluille.

On havaittu, että kyky estää mutageneesiä vaihtelee humiinihappojen koostumuksen ja niiden pitoisuuden mukaan.

Toisaalta niillä on demutageeninen vaikutus mutageenisiin aineisiin, kuten bentsopyreeniin (joissain elintarvikkeissa läsnä oleva polyararomaattinen hiilivety), 2-nitrofluoreno (polyaromaattinen hiilivetytuote) ja 2-aminoantracene.

Bentsopyreenin mutageeninen vaikutus DNA: ssa. Kirjoittanut Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Liuos-addukti +)-(7s, 8R, 9S, 10R) -7,8-dihydroksi-9,10-epoksi-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [A] Pyrene DNA -dupleksissa. Tuotettu pdb | 1jdg. == lisensointi == gfdl-. Lähde: Wikimedia Commons.

Tämän vaikutuksen mekanismi on mutageenin adsorptio, joten humiinihapot, joilla on suurempia rakenteita, ovat tehokkaimpia. Mutageenia adsorboi humiinihappo ja menettää sen mutageenisen aktiivisuuden.

Arvioidaan, että tämä voi olla tärkeä suojaa karsinogeneesiä vastaan.

- Kosmetiikkateollisuudessa

Niiden kyvyn vuoksi imeä UV- ja näkyviä säteitä, humiinihapoja on ehdotettu käytettäväksi aurinkopohjissa, ikääntymisen vastaisissa voiteissa ja ihonhoitotuotteissa.

Niitä voidaan käyttää myös kosmeettisten tuotteiden säilöntäaineena.

- Elintarviketeollisuudessa

Antioksidanttiominaisuuksiensa kannalta sen käyttöä on ehdotettu elintarvikkeiden säilöntäaineena ja ravitsemuslisäaineena.

Viitteet

1. Gomes de Melo, b.-Lla. et al. (2016). Humiinihapot: rakenteelliset ominaisuudet ja useat funktionaalit uudelle teknologiselle kehitykselle. Materiaalitiede ja tekniikka C 62 (2016) 967-974. ScienEdirect.com.
2. Wei, s. et al. (2018). Multigiinihumiinihappojen siengistaattinen aktiivisuus suhteessa niiden kemialliseen rakenteeseen. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66, 28, 7514-7521. Pubista toipunut.ACS.org.
3. Kerndorff, H. ja Schnitzer, M. (1980). Metallien sorptio humiinihapossa. Geochimica et Cosmochimica Acta vol 44, s.1701-1708. ScienEdirect.com.
4. Sato, t. et al. (1987). Humiinihapon demutageenisen vaikutuksen mekanismi. Mutaatiotutkimus, 176 (1987) 199-204. ScienEdirect.com.
5. Cheng, m.-Lens. et al. (2003). Humiinihappo indusoi oksidatiivisia DNA -vaurioita, kasvun hidastumista ja apoptoosia ihmisen primaarisissa fibroblasteissa. EXP BIOL MED (Maywood) 2003 AP; 228 (4): 413-23. NCBI toipunut.Nlm.NIH.Hallitus.
6. Li, m. et al. (2019). Orgaaninen hiilen sekvestointi maaperän humic -aineissa. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67, 11, 3106-3113. Pubista toipunut.ACS.org.