Humuszuurstructuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Humuszuur Het is de generieke naam van een familie van organische verbindingen die deel uitmaken van de humusstoffen. Ze hebben verschillende functionele groepen, waaronder carbonylisch, fenolisch, suikers, quinonas en aminozuurderivaten kunnen worden genoemd.

Humische stoffen, waarvan humuszuren deel uitmaken, worden verdeeld in bodems, natuurlijke wateren en sedimenten, omdat ze het gevolg zijn van de afbraak van plantaardige, dierlijk en natuurlijk afval.

Organisch materiaal dat stoffen zoals humuszuren zal worden. Auteur: Pisauikan. Bron: Pixabay.

Natte zuren maken deel uit van de humus en hebben de mogelijkheid om de groei van planten en hun voeding te verbeteren, omdat ze langer in de bodem worden vastgehouden, zodat ze beschikbaar zijn voor planten.

Het zijn amfifyllische verbindingen, dat wil zeggen dat ze delen hebben die gerelateerd zijn aan water en porties die water afwijzen, allemaal binnen dezelfde molecule.

Voor hun groepen -oh en -cooh kunnen ze complexen vormen met metaalionen of kationen.

Dankzij hun koolwaterstofketens of aromatische porties kunnen ze polycyclische aromatische moleculen oplossen en omsluiten die giftig zijn. Bovendien hebben ze potentieel gebruik in kankergeneeskunde en bij het bereiden van effectievere farmaceutische producten.

[TOC]

Structuur

Natte zuren bevatten verschillende functionele groepen waarvan de hoeveelheden afhankelijk zijn van de geografische oorsprong van humuszuur, leeftijd, omgevings- en biologische aandoeningen en het klimaat waarin het molecuul optrad. Om deze reden is de precieze karakterisering ervan moeilijk geworden.

De belangrijkste functionele groepen zijn fenolisch, carbonylisch, enolisch, chinon, ether, suikers en peptiden.

De functionele groepen die het hun hoofdkenmerken geven, zijn de fenolische, carbony- en quinonasgroepen.

De grote structuur van een humuszuur bestaat uit hydrofiele gedeelten gevormd door groepen -OH en hydrofobe delen gevormd door alifatische ketens en aromatische ringen.

Voorbeeld van een molecuul van een humuszuur, waarbij u de groepen -OH -fenolie, -coh, chinon, overblijfselen van suikers en peptiden (-nh) kunt zien. Yikrazuul [Public Domain]. Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

- Humuszuren.

- Ha of hebben (acroniem voor Engels Humuszuren)).

Eigenschappen

Fysieke staat

Amorfe vaste stoffen.

Molecuulgewicht

De molecuulgewichten variëren van 2,0 tot 1300 kDa.

Een DA of Dalton is 1,66 x 10 waard^-24 gram.

Oplosbaarheid

Natte zuren zijn de fractie van humusstoffen die oplosbaar zijn in alkalisch waterig medium. Ze zijn gedeeltelijk oplosbaar in water. Onoplosbaar in zuur medium.

De wateroplossing is complex omdat humuszuren geen individuele component zijn, maar een mengsel van componenten, waarbij slechts sommige van hen oplosbaar zijn in water.

De oplosbaarheid kan variëren, afhankelijk van de samenstelling, de pH en de ionische kracht van het oplosmiddel.

Chemische en biologische eigenschappen

De moleculen van humuszuren hebben over het algemeen een hydrofiel deel, of gerelateerd aan water, en een hydrofoob onderdeel, dat water verwerpt. Daarom wordt gezegd dat ze amfifilisch zijn.

Kan u dienen: putrescina: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

Vanwege het amfifyllische karakter vormen humuszuren, in een neutrale of zure omgeving, structuren vergelijkbaar met die van micellen, pseudo-mys genoemd.

Het zijn zwakke zuren, wat wordt veroorzaakt door fenolische en carbonische groepen.

Quinona -type groepen zijn verantwoordelijk voor de vorming van reactieve zuurstofsoorten, omdat ze worden gereduceerd tot semi -helft en vervolgens tot hydrochinonen die zeer stabiel zijn.

De aanwezigheid van fenolische en carbonische groepen in de moleculen van humuszuur verleent hen het vermogen om de groei van planten en hun voeding te verbeteren. Dergelijke groepen kunnen ook de voorkeur geven aan de vorming van complex met zware metalen. En ze verklaren ook hun antivirale en ontstekingsremmende activiteit.

Aan de andere kant is de aanwezigheid van de chinon-, fenol- en carbonische groepen gerelateerd aan hun antioxidant, fungicide, bactericide en antimingogentie of demutagene vaardigheden.

Gedrag in waterig medium volgens de pH

In alkalisch medium lijden carbonylische en fenolische groepen het verlies van H -protonen⁺, Wat het molecuul negatief achterlaat in elk van die groepen.

Daarom treedt afstoting van negatieve ladingen op en strekt het molecuul uit.

Door de pH te verminderen, worden fenolische en carbonylische groepen opnieuw geprotoneerd en de effecten van afstoting stoppen, waardoor het molecuul een compacte structuur aanneemt, vergelijkbaar met die van mycles.

In dit geval gaan hydrofobe porties over het plaatsen van het molecuul en hydrofiele delen zijn in contact met de waterige omgeving. Er wordt gezegd dat deze structuren pseudo-mys zijn.

Dit gedrag bevestigt dat humuszuren vastberadenkenmerken hebben.

Bovendien vormen ze intramoleculaire aggregaten (in hun eigen molecuul), gevolgd door intermoleculaire aggregatie (tussen verschillende moleculen) en neerslag.

Solubilisatie van grote niet-polaire moleculen

Natte zuren kunnen polycyclische aromatische koolwaterstoffen oplossen die giftig en carcinogeen zijn en relatief onoplosbaar zijn in water.

Deze koolwaterstoffen worden opgelost in het hydrofobe hart van de pseudo-psychels van humuszuren.

Training van complexen met metalen kationen

Natte zuren interageren met metaalionen in het alkalische medium waar positieve kationen of ionen werken door de negatieve belastingen van de humuszuurmolecuul te neutraliseren.

Hoe groter de kationbelasting, hoe groter de effectiviteit van het vormen van pseudo-micelas. Kationen bevinden zich in thermodynamisch de voorkeursplaatsen in de structuur.

Dit proces genereert humus-metaalzuurcomplexen die een bolvormige vorm verwerven.

Deze interactie hangt af van metaal en oorsprong, molecuulgewicht en vochtzuurconcentratie.

Het verkrijgen van

Natte zuren kunnen worden verkregen uit organische stof in de bodem. De structuren van de verschillende moleculen van humuszuren variëren echter volgens de locatie van de grond, hun leeftijd en klimatologische omstandigheden.

Er zijn verschillende methoden om te verkrijgen. Onder een van deze.

Het is de grond met een waterige oplossing van NaOH 0,5 N (0,5 equivalent per liter) onder stikstofatmosfeer gedurende 24 uur bij kamertemperatuur. De set is gefilterd.

Het kan u van dienst zijn: wat zijn de gewichtswetten van chemie? (Voorbeelden)

Het alkalische extract wordt aangezuurd met HCl 2 N tot een pH 2 en laat 24 uur staan, bij kamertemperatuur. Het gecoaguleerde materiaal (humuszuren) wordt gescheiden van het supernatant door centrifugeren.

Toepassingen

- In de landbouw

Het gebruik van humuszuren in de landbouw is praktisch bekend sinds het begin van de landbouwactiviteit omdat ze deel uitmaken van de humus.

Aarde rijk aan humus, daarom rijk aan humuszuren, goed voor plantenteelt. Auteur: Markus Baumeler. Bron: Pixabay.

Huminezuren verbeteren de groei en voeding van planten. Ze fungeren ook als bodembactericiden en fungiciden die planten beschermen. Natte zuren remmen fytopathogene schimmels en sommige van zijn functionele groepen met deze activiteit zijn gecorreleerd.

Plant geïnfecteerd met de Alternaria Solani -schimmel die kan worden uitgevochten met humuszuren. Afrozilian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]. Bron: Wikimedia Commons.

De aanwezigheid van zwavel (s) en carbonylgroepen c = o in het molecuul van humuszuur geven de voorkeur aan de fungistatische activiteit. Integendeel, een hoog zuurstofgehalte, aromatische C-O-groepen en bepaalde koolstofatomen die tot suikers behoren, remmen de fungistatische kracht van humuszuur.

Onlangs (2019) is het effect van de toepassing van langzame release stikstofmeststoffen bestudeerd bij de stabilisatie van de humuszuur in de bodem en hun invloed op de gewassen.

Er werd gevonden dat het ureum bedekt met biocarbon de structuur en stabiliteit van de in de bodem aanwezige humuszuren verbetert, wat de voorkeur geeft aan het behoud van stikstof en koolstof door de grond en de opbrengst van de gewassen verbetert.

- Bij de sanering van vervuiling

Vanwege het vermogen om pseudo-medisch te vormen in neutraal of zuur.

Metalen zijn enkele van de verontreinigende stoffen die kunnen worden verwijderd door humuszuren.

Sommige studies tonen aan dat metalen sorptie -efficiëntie door humuszuren in waterige oplossing de neiging heeft om toe te nemen wanneer de pH en concentratie van humuszuur en door het verminderen van metaalconcentratie.

Er werd ook vastgesteld dat metaalionen concurreren voor actieve plaatsen van het molecuul van humuszuur, die in het algemeen de fenolische groepen -OH en -OH zijn hierin.

- In de farmaceutische industrie

Het nut ervan is getest om de oplosbaarheid van de water van hydrofobe medicijnen te vergroten.

Zilveren nanodeeltjes (Ag) werden bereid bedekt met humuszuren, die erin slaagden om minstens een jaar stabiel te blijven.

Deze zilveren nanodeeltjes en humuszuur, samen met de antibacteriële eigenschappen van deze laatste, hebben een hoog potentieel voor het voorbereiding van geneesmiddelen.

Evenzo zijn carbamazepinecomplexen getest, een anti -epileptica, met humuszuren om de oplosbaarheid te vergroten, en het is gebleken dat het medicijn veel oplosbaarder en effectiever wordt.

Kan u van dienst zijn: Rodio: Geschiedenis, eigenschappen, structuur, gebruik, risico

Hetzelfde oplosbaarheid en het effect van biologische beschikbaarheid verbetering werd bereikt met humuszuur- en β-caroteencomplexen, een voorloper van vitamine A.

- In de geneeskunde

Natte zuren zijn sterke bondgenoten bij de behandeling van verschillende ziekten.

Tegen sommige virussen

Antivirale activiteit van humuszuren tegen cytomegalovirus en HIV-1 en HIV-2 humaan immunodeficiëntievirus, onder andere.

De moleculen van humuszuren kunnen de replicatie van het virus belemmeren door zijn negatieve belasting in het alkalische medium samen te voegen met bepaalde kationische plaatsen van het virus, die nodig zijn om het virus aan te sluiten bij het oppervlak van de cel.

Tegen kanker

Er is gevonden dat natte zuren genezende eigenschappen van carcinogene laesies uitoefenen. Dit wordt toegeschreven aan de aanwezigheid van chinonen in zijn structuur.

Structuur van een chinon, een groep aanwezig in de moleculen van sommige humuszuren. Auteur: Marilú Stea.

Quinonen genereren reactieve zuurstofsoorten die oxidatieve stress produceren en de apoptose van kankercellen induceren door de fragmentatie van hun DNA.

Tegen mutagenese

Natte zuren zijn mutageneseremmers in de cel en daarbuiten. Mutagenese is de stabiele verandering van het genetische materiaal van een cel die naar dochtercellen kan worden overgedragen.

Er is gebleken dat het vermogen om mutagenese te remmen, varieert met de samenstelling van humuszuren en hun concentratie.

Aan de andere kant hebben ze een demutagene effect op mutagene stoffen zoals benzopyreen (polyararomatische koolwaterstof aanwezig in sommige voedingsmiddelen), het 2-nitrofluoreno (polyararomatisch koolwaterstofproduct van verbranding) en 2-aminoantraceen.

Mutagene effect van benzopyreen in DNA. Door Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Oplossingstruptuur van een trans-geopen (10s) -da adduct van +)-(7s, 8r, 9s, 10r) -7.8-dihydroxy-9,10-epoxy-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [a] pyreen [a] pyreen in een DNA -duplex. Geproduceerd van pdb | 1jdg. == licentsing == gfdl-. Bron: Wikimedia Commons.

Het mechanisme van dit effect ligt in mutagene adsorptie, dus humuszuren met grotere structuren zijn het meest effectief. De mutagen wordt geadsorbeerd door humuszuur en verliest zijn mutagene activiteit.

Naar schatting kan dit belangrijk zijn voor bescherming tegen carcinogenese.

- In de cosmetische industrie

Vanwege hun vermogen om UV en zichtbare stralen te absorberen, is voorgesteld humuszuren te gebruiken om te worden gebruikt in zonneblokkers, anti -aging crèmes en huidverzorgingsproducten.

Ze kunnen ook worden gebruikt als conserveermiddelen van cosmetische producten.

- In de voedingsindustrie

Voor zijn antioxiderende eigenschappen is het gebruik ervan voorgesteld als voedselconserveermiddelen en als voedingssupplementen.

Referenties

1. Gomes de Melo, B.NAAR. et al. (2016). Huminezuren: structurele eigenschappen en meerdere functies voor nieuwe technologische ontwikkelingen. Materials Science and Engineering C 62 (2016) 967-974. Hersteld van Scientedirect.com.
2. Wij is. et al. (2018). Fungistatische activiteit van multiorigin humuszuren in relatie tot hun chemische structuur. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66, 28, 7514-7521. Hersteld van pubs.ACS.borg.
3. Kerndorff, h. en Schnitzer, m. (1980). Sorptie van metalen op humuszuur. Geochimica et cosmochimica Acta Vol 44, pp.1701-1708. Hersteld van Scientedirect.com.
4. Sato, t. et al. (1987). Mechanisme van het demutagene effect van humuszuur. Mutation Research, 176 (1987) 199-204. Hersteld van Scientedirect.com.
5. Cheng, m.-L. et al. (2003). Huminezuur induceert oxidatieve DNA -schade, groeivertraging en apoptose bij menselijke primaire fibroblasten. Exp Biol Med (Maywood) 2003 AP; 228 (4): 413-23. NCBI hersteld.NLM.NIH.Gov.
6. Li, m. et al. (2019). Organische koolstofvastlegging bij bodemhumic -substans. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67, 11, 3106-3113. Hersteld van pubs.ACS.borg.