Huminsäurestruktur, Eigenschaften, erhalten, verwendet, verwendet

Huminsäure Es ist der generische Name einer Familie organischer Verbindungen, die Teil der humlichen Substanzen sind. Sie haben verschiedene funktionelle Gruppen, darunter Carboxyl-, Phenol-, Zucker-, Quinonas- und Aminosäurerivate können erwähnt werden.

Humische Substanzen, zu denen Huminsäuren Teil sind, sind in Böden, natürlichen Gewässern und Sedimenten verteilt, da sie das Ergebnis der Zersetzung von Pflanzen, Tier und natürlichen Abfällen sind.

Organisches Material, das zu Substanzen wie Huminsäuren wird. Autor: Pisauikan. Quelle: Pixabay.

Nasssäuren sind Teil des Humus und haben die Fähigkeit, das Wachstum von Pflanzen und ihrer Ernährung zu verbessern, da sie im Boden längere Nährstoffe halten, damit sie für Pflanzen verfügbar sind.

Sie sind amphiphyllische Verbindungen, dh sie haben Teile, die mit Wasser und Teilen zusammenhängen, die Wasser abweisen, alle innerhalb desselben Moleküls.

Für ihre Gruppen -oh und -Cooh können sie Komplexe mit Metallionen oder Kationen bilden.

Dank ihrer Kohlenwasserstoffketten oder aromatischen Portionen können sie polycyclische aromatische Moleküle, die giftig sind. Darüber hinaus haben sie einen potenziellen Einsatz in der Krebsmedizin und in der Herstellung von effektiveren pharmazeutischen Produkten.

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Struktur

Nasssäuren enthalten unterschiedliche funktionelle Gruppen, deren Mengen vom geografischen Ursprung von Huminsäure, Alter, Umwelt- und biologischen Bedingungen und Klima abhängen, in denen das Molekül aufgetreten ist. Aus diesem Grund ist seine genaue Charakterisierung schwierig geworden.

Seine wichtigsten funktionellen Gruppen sind Phenol, Carboxyl, Enolisch, Chinon, Ether, Zucker und Peptide.

Die funktionellen Gruppen, die ihre Hauptmerkmale verleihen.

Die große Struktur einer Huminsäure besteht aus hydrophilen Teilen, die durch Gruppen -OH und hydrophobe Teile gebildet werden, die durch aliphatische Ketten und aromatische Ringe bestehen.

Beispiel für ein Molekül einer Huminsäure, bei dem Sie die Gruppen -OH -Phenol, -coh, Chinon, Überreste von Zucker und Peptiden (-nh) sehen können. Yikrazuul [Public Domain]. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Huminsäuren.

- Ha oder haben (Akronym für Englisch Huminsäuren).

Eigenschaften

Körperlicher Status

Amorphe Feststoffe.

Molekulargewicht

Seine Molekulargewichte reichen von 2,0 bis 1300 kDa.

Ein DA oder Dalton ist 1,66 x 10 wert^-24 Gramm.

Löslichkeit

Nasssäuren sind der Anteil humischer Substanzen, die in alkalischem wässrigem Medium löslich sind. Sie sind teilweise löslich im Wasser. Unlöslich in saurem Medium.

Seine Wasserauflösung ist komplex, weil Huminsäuren keine individuelle Komponente sind, sondern eine Mischung von Komponenten, bei denen nur einige von ihnen in Wasser löslich sind.

Seine Löslichkeit kann je nach Zusammensetzung, pH und der ionischen Kraft des Lösungsmittels variieren.

Chemische und biologische Eigenschaften

Die Moleküle von Huminsäuren haben im Allgemeinen einen hydrophilen Teil oder im Zusammenhang mit Wasser und einem hydrophoben Teil, das Wasser ablehnt. Daher wird gesagt, dass sie Amphifilic sind.

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Aufgrund seines amphiphyllischen Charakter.

Es sind schwache Säuren, die durch phenolische und carbboxylische Gruppen verursacht werden.

Quinona -Typgruppen sind für die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies verantwortlich.

Das Vorhandensein von Phenol- und Carboxylgruppen in den Molekülen von Huminsäure ermöglicht ihnen die Fähigkeit, das Wachstum von Pflanzen und ihre Ernährung zu verbessern. Solche Gruppen können auch die Bildung von Komplexen mit Schwermetallen bevorzugen. Und sie erklären auch ihre antivirale und entzündungshemmende Aktivität.

Andererseits hängt das Vorhandensein der Quinon-, Phenol- und Carboxylgruppen mit ihren antioxidativen, fungiziden, bakteriziden und antimingogenen oder deutagenischen Fähigkeiten zusammen.

Verhalten im wässrigen Medium gemäß dem pH -Wert

In alkalischen Medium erleiden Carboxyl- und Phenolgruppen den Verlust von H -Protonen⁺, Was das Molekül in jeder dieser Gruppen negativ verlässt.

Aus diesem Grund tritt die Abstoßung von negativen Ladungen auf und das Molekül erstreckt sich.

Durch die Verringerung des pH -Wert.

In diesem Fall geht es bei hydrophoben Teilen darum, in das Molekül zu platzieren, und hydrophile Teile stehen in Kontakt mit der wässrigen Umgebung in Kontakt. Es wird gesagt, dass diese Strukturen Pseudo-Mys sind.

Dieses Verhalten bestätigt, dass Huminsäuren Bestimmungsmerkmale aufweisen.

Darüber hinaus bilden sie intramolekulare Aggregate (innerhalb ihres eigenen Moleküls), gefolgt von einer intermolekularen Aggregation (zwischen verschiedenen Molekülen) und Ausfällen.

Solubilisierung großer unpolarer Moleküle

Nassensäuren können polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe lösten, die toxisch und krebserregend sind und in Wasser relativ unlöslich sind.

Diese Kohlenwasserstoffe sind im hydrophoben Herzen der Pseudo-Psychels von Huminsäuren solubilisiert.

Training von Komplexen mit Metallkationen

Nassensäuren interagieren mit Metallionen im alkalischen Medium, wo positive Kationen oder Ionen durch Neutralisierung der negativen Lasten des Huminsäuremoleküls wirken.

Je größer die Kationslast ist, desto größer ist die Wirksamkeit der Bildung von Pseudo-Micelas. Kationen befinden sich in thermodynamisch bevorzugten Stellen in der Struktur.

Dieser Prozess erzeugt Humic-Metal-Säure-Komplexe, die eine kugelförmige Form erwerben.

Diese Wechselwirkung hängt von Metall und Herkunft, Molekulargewicht und Feuchtigkeitsäurekonzentration ab.

Erhalten

Nasssäuren können aus organischer Bodenstoffe gewonnen werden. Die Strukturen der verschiedenen Moleküle von Huminsäuren variieren jedoch je nach Ort des Bodens, ihres Alters und der klimatischen Bedingungen.

Es gibt verschiedene Methoden zur Erlangung. Unter einem davon.

Es ist der Boden mit einer wässrigen Lösung von NaOH 0,5 N (0,5 Äquivalent pro Liter) unter Stickstoffatmosphäre für 24 Stunden bei Raumtemperatur. Der Satz wird gefiltert.

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Der alkalische Extrakt wird mit HCl 2 N bis zu einem pH 2 gesättigt und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen lassen. Das koagulierte Material (Huminsäuren) wird durch Zentrifugation vom Überstand getrennt.

Anwendungen

- In der Landwirtschaft

Die Verwendung von Huminsäuren in der Landwirtschaft ist seit Beginn der landwirtschaftlichen Aktivität praktisch bekannt, weil sie Teil des Humus sind.

Erde reich an Humus, daher reich an Huminsäuren, gut für den Pflanzenanbau. Autor: Markus Baumeler. Quelle: Pixabay.

Huminsäuren verbessern das Pflanzenwachstum und die Ernährung. Sie wirken auch als Bodenbakterizide und Fungizide, die Pflanzen schützen. Feuchtsäuren hemmen phytopathogene Pilze und einige ihrer funktionellen Gruppen mit dieser Aktivität wurden korreliert.

Pflanze infiziert mit dem Alternaria Solani -Pilz, der mit Huminsäuren gekämpft werden kann. Afrozilian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]. Quelle: Wikimedia Commons.

Das Vorhandensein von Schwefel und Carbonylgruppen C = O im Molekül der Huminsäure begünstigen die fungistatische Aktivität. Im Gegenteil.

Kürzlich (2019) wurde die Auswirkung der Anwendung von langsamen Stickstoffdünger bei der Stabilisierung der in den Böden vorhandenen Huminsäuren und ihrem Einfluss auf die Ernten untersucht.

Es wurde festgestellt, dass der mit Biokohlenstoff bedeckte Harnstoff die Struktur und Stabilität der im Boden vorhanden.

- In der Umweltverschmutzung

Aufgrund seiner Fähigkeit, in neutralem oder Säure pseudo-medizinisch zu bilden.

Metalle sind einige der Schadstoffe, die durch Huminsäuren entfernt werden können.

Einige Studien zeigen, dass die Metallsorptionseffizienz durch Huminsäuren in wässriger Lösung tendenziell zunimmt, wenn der pH -Wert und die Konzentration von Huminsäure und durch Verringerung der Metallkonzentration.

Es wurde auch festgestellt, dass Metallionen um aktive Stellen des Huminsäuremoleküls konkurrieren.

- In der Pharmaindustrie

Seine Nützlichkeit wurde getestet, um die Wasserlöslichkeit von hydrophoben Medikamenten zu erhöhen.

Silbernanopartikel (AG) wurden mit Huminsäuren bedeckt, die es schafften, mindestens ein Jahr lang stabil zu bleiben.

Diese Silbernanopartikel und Huminsäure haben zusammen mit den antibakteriellen Eigenschaften des letzteren ein hohes Potential für die Arzneimittelpräparation.

Ebenso wurden Carbamazepin -Komplexe getestet, ein Antiepileptikum mit Huminsäuren, um seine Löslichkeit zu erhöhen, und es hat sich herausgestellt, dass das Medikament viel löslicher und wirksamer wird.

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Die gleiche Löslichkeits- und Bioverfügbarkeits-Verbesserungseffekt wurde mit Huminsäure- und β-Carotin-Komplexen erreicht, einem Vorläufer von Vitamin A.

- In Behandlung

Nasssäuren sind starke Verbündete bei der Behandlung mehrerer Krankheiten.

Gegen einige Viren

Antivirale Aktivität von Huminsäuren gegen Cytomegalovirus und HIV-1- und HIV-2-Immundefizienzvirus unter anderem.

Die Moleküle von Huminsäuren können die Replikation des Virus hemmen, indem er seine negative Belastung im alkalischen Medium mit bestimmten kationischen Orten des Virus verbindet, die für das Virus erforderlich sind, um sich der Oberfläche der Zelle anzuschließen.

Gegen Krebs

Es wurde festgestellt. Dies wird auf das Vorhandensein von Quinonen in seiner Struktur zurückgeführt.

Struktur eines Chinons, einer Gruppe, die in den Molekülen einiger Huminsäuren vorhanden ist. Autor: Marilú Stea.

Chinone erzeugen reaktive Sauerstoffspezies, die oxidativen Stress erzeugen und die Apoptose von Krebszellen durch die Fragmentierung ihrer DNA induzieren.

Gegen Mutagenese

Nasssäuren sind Mutagenese -Inhibitoren innerhalb der Zelle und außerhalb dieses. Mutagenese ist die stabile Veränderung des genetischen Materials einer Zelle, die auf Tochterzellen übertragen werden kann.

Es wurde festgestellt, dass die Fähigkeit zur Hemmung der Mutagenese mit der Zusammensetzung von Huminsäuren und ihrer Konzentration variiert.

Andererseits üben sie eine demutagene Wirkung auf mutagene Substanzen wie Benzopyol (in einigen Lebensmitteln vorhandene Polyararomatikkohlenwasserstoff), das 2-Nitrofluoreno (Polyararomatic Kohlenwasserstoffprodukt der Verbrennung) und 2-Aminoantracen aus.

Mutagene Wirkung von Benzopyren in DNA. Von Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Lösungsstadel eines trans-opned (10s) -da-Addukts von +)-(7s, 8r, 9s, 10R) -7,8-Dihydroxy-9,10-Epoxy-7,8,9,10-Tetrahydrobenzo [A] Pyrene in einem DNA -Duplex. Produziert aus pdb | 1jdg. == licensing == GFDL-. Quelle: Wikimedia Commons.

Der Mechanismus dieses Effekts liegt in der Mutagenadsorption, daher sind Huminsäuren mit größeren Strukturen am effektivsten. Das Mutagen wird durch Huminsäure adsorbiert und verliert seine mutagene Aktivität.

Es wird geschätzt, dass dies für den Schutz vor Karzinogenese wichtig sein kann.

- In der Kosmetikindustrie

Aufgrund ihrer Fähigkeit, UV und sichtbare Strahlen zu absorbieren, wurde vorgeschlagen, dass Huminsäuren in Solarzblockern, Anti -Aging -Cremes und Hautpflegeprodukten verwendet werden.

Sie können auch als Konservierungsmittel kosmetischer Produkte verwendet werden.

- In der Lebensmittelindustrie

Für seine antioxidativen Eigenschaften wurde seine Verwendung als Lebensmittelkonservierungsmittel und als Nahrungsergänzungsmittel vorgeschlagen.

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