HUMIC ACID: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGGAWA, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang acid acid ay ang pangkaraniwang pangalan ng isang pamilya ng mga organikong compound na bahagi ng humic na sangkap. Mayroon silang iba't ibang mga grupo ng functional, kabilang ang mga carboxylics, phenolics, singsing na tulad ng asukal, quinones, at derivatives ng amino acid.

Ang mga sangkap na humic, kung saan ang mga humic acid ay isang bahagi, ay ipinamamahagi sa mga soils, natural na tubig at sediment, dahil ang mga ito ay bunga ng agnas ng halaman, hayop at natural na basura.

Ang mga organikong materyal na magiging mga sangkap tulad ng mga humic acid. May-akda: Pisauikan. Pinagmulan: Pixabay.

Ang mga asidong humic ay bahagi ng humus at may kakayahang mapagbuti ang paglago ng halaman at nutrisyon, dahil pinapayagan nilang mapanatili ang mga sustansya nang mas matagal sa lupa upang magamit ang mga ito sa mga halaman.

Ang mga ito ay mga amphiphilic compound, iyon ay, mayroon silang mga bahagi na nauugnay sa tubig at mga bahagi na tumatanggi sa tubig, lahat sa loob ng parehong molekula.

Dahil sa kanilang -OH at –COOH na mga pangkat, maaari silang makabuo ng mga kumplikadong may mga metal ions o cations.

Salamat sa kanilang mga hydrocarbon chain o aromatic na mga bahagi, maaari nilang solubilize at i-lock sa kanilang sarili ang mga polycyclic aromatic molekula na nakakalason. Bilang karagdagan, mayroon silang potensyal na paggamit sa gamot sa kanser at sa paghahanda ng mas epektibong mga parmasyutika.

Istraktura

Ang mga asidong humic ay naglalaman ng iba't ibang mga pangkat na gumagana, ang halaga ng kung saan nakasalalay sa heograpiyang pinagmulan ng humic acid, edad, kapaligiran at kondisyon ng biological, at ang klima kung saan ginawa ang molekula. Para sa kadahilanang ito, ang tumpak na pagkilala nito ay naging mahirap.

Ang pangunahing mga grupo ng functional nito ay phenolic, carboxylic, enolic, quinone, eter, sugars at peptides.

Ang mga functional na grupo na nagbibigay sa mga pangunahing katangian nito ay mga phenolic, carboxylic at quinone group.

Ang mahusay na istraktura ng isang humic acid ay binubuo ng mga bahagi ng hydrophilic na nabuo ng mga -OH group at hydrophobic na bahagi na binubuo ng mga aliphatic chain at aromatic singsing.

Halimbawa ng isang humic acid molekula, kung saan maaaring sundin ang mga phenolic -OH group, -COOH, quinone, residue ng asukal at peptides (-NH). Yikrazuul. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pangngalan

- Humic acid.

- HA o HA (Mga Humic Acids).

Ari-arian

Pisikal na estado

Mga malalakas na solido.

Ang bigat ng molekular

Ang kanilang mga molekular na timbang ay saklaw mula sa 2.0 hanggang 1300 kDa.

Ang isang Da o Dalton ay nagkakahalaga ng 1.66 x 10 ^-24 gramo.

Solubility

Ang mga acid acid ay ang maliit na bahagi ng mga humic na sangkap na natutunaw sa alkalina na may tubig na medium. Ang mga ito ay bahagyang natutunaw sa tubig. Hindi matutunaw sa medium medium.

Ang paglusaw nito sa tubig ay kumplikado sapagkat ang mga humic acid ay hindi isang indibidwal na sangkap ngunit isang halo ng mga sangkap, kung saan ang ilan sa mga ito ay natutunaw sa tubig.

Ang solubility nito ay maaaring magkakaiba depende sa komposisyon nito, pH at ionic na lakas ng solvent.

Mga kemikal at biological na mga katangian

Ang mga molekula ng acid acid sa pangkalahatan ay may isang hydrophilic, o nauugnay sa tubig, bahagi at isang hydrophobic na bahagi, na tumatanggi sa tubig. Iyon ang dahilan kung bakit sinabi sa kanila na maging amphiphilic.

Dahil sa kanilang likas na katangian, ang mga humic acid ay bumubuo, sa isang neutral o acidic medium, ang mga istruktura na katulad ng mga micelles, na tinatawag na pseudo-micelles.

Ang mga ito ay mahina na mga acid, na sanhi ng mga grupo ng mga phenoliko at carboxylic.

Ang mga pangkat na uri ng quinone ay may pananagutan sa pagbuo ng mga reaktibo na species ng oxygen, dahil nabawasan ang mga ito sa mga semiquinones at pagkatapos ay sa mga hydroquinones, na napakahusay.

Ang pagkakaroon ng mga pangkat na phenolic at carboxylic sa mga molekula ng humic acid ay nagbibigay sa kanila ng kakayahang mapabuti ang paglago ng halaman at nutrisyon. Ang ganitong mga pangkat ay maaari ding magsulong ng kumplikado na may mabibigat na metal. At ipinapaliwanag din nila ang aktibidad na antiviral at anti-namumula.

Sa kabilang banda, ang pagkakaroon ng mga pangkat ng quinone, fenol at carboxylic ay nauugnay sa kanilang mga antioxidant, fungicidal, bactericidal at antimutagenic o demutagenic capacities.

Pag-uugali sa aqueous medium ayon sa pH

Sa isang alkalina na daluyan, ang mga carboxylic at phenolic na mga grupo ay nagdurusa sa pagkawala ng mga proton ng H ⁺ , na iniiwan ang molekong negatibong sisingilin sa bawat isa sa mga pangkat na ito.

Dahil dito, ang mga negatibong singil ay napatalsik at ang molekula ay umaabot.

Habang bumababa ang pH, ang mga grupo ng phenoliko at carboxylic ay muling protonated at ang mga pagtanggi ng mga epekto ay huminto, na nagiging sanhi ng molekula na magpatibay ng isang compact na istraktura, na katulad ng sa mga micelles.

Sa kasong ito, ang mga bahagi ng hydrophobic ay sinubukan upang hanapin sa loob ng molekula at ang mga bahagi ng hydrophilic ay nakikipag-ugnay sa may tubig na daluyan. Ang mga istrukturang ito ay sinasabing pseudo-micelles.

Dahil sa pag-uugali na ito ay nakasaad na ang mga humic acid ay may mga katangian ng pagkasira.

Bukod dito, bumubuo sila ng intramolecular aggregates (sa loob ng kanilang sariling molekula), na sinusundan ng intermolecular pagsasama (sa pagitan ng iba't ibang mga molekula) at pag-ulan.

Solubilisasyon ng mga malalaking non-polar na molekula

Ang mga acid acid ay maaaring matunaw ang mga polycyclic aromatic hydrocarbons na nakakalason at carcinogenic at medyo hindi matutunaw sa tubig.

Ang mga hydrocarbons na ito ay solubilisado sa hydrophobic heart ng pseudo-micelles ng mga humic acid.

Kumplikadong pormasyon na may mga metal cations

Ang mga asido sa humic ay nakikipag-ugnay sa mga metal na ion sa isang alkalina na kapaligiran kung saan kumikilos ang mga cation o positibong ions upang neutralisahin ang mga negatibong singil ng molekula ng humic acid.

Ang mas mataas na singil ng cation, mas malaki ang pagiging epektibo nito sa pagbuo ng pseudo-micelles. Ang mga cations ay matatagpuan sa thermodynamically ginustong lokasyon sa istraktura.

Ang prosesong ito ay bumubuo ng mga complex ng humic acid-metal na nakakakuha ng isang spherical na hugis.

Ang pakikipag-ugnay na ito ay nakasalalay sa metal at sa pinagmulan, molekulang timbang at konsentrasyon ng humic acid.

Pagkuha

Ang mga asidong humic ay maaaring makuha mula sa organikong bagay sa lupa. Gayunpaman, ang mga istruktura ng iba't ibang mga molekula ng humic acid ay nag-iiba ayon sa lokasyon ng lupa, edad, at klimatiko na kondisyon.

Mayroong maraming mga pamamaraan ng pagkuha. Ang isa sa mga ito ay inilarawan sa ibaba.

Ang lupa ay ginagamot ng isang may tubig na solusyon na may 0.5 N NaOH (0.5 katumbas bawat litro) sa ilalim ng isang nitrogen na kapaligiran para sa 24 na oras sa temperatura ng silid. Ang buong ay na-filter.

Ang alkalina na katas ay acidified na may 2N HCl sa pH 2 at pinapayagan na tumayo nang 24 na oras sa temperatura ng silid. Ang coagulated material (humic acid) ay nahihiwalay mula sa supernatant sa pamamagitan ng centrifugation.

Aplikasyon

- Sa agrikultura

Ang paggamit ng mga humic acid sa agrikultura ay kilalang kilala mula pa sa simula ng aktibidad ng agrikultura dahil sila ay bahagi ng humus.

Ang lupa na mayaman sa humus, samakatuwid ay mayaman sa mga humic acid, mabuti para sa mga lumalagong halaman. May-akda: Markus Baumeler. Pinagmulan: Pixabay.

Ang mga asido sa humic ay nagpapabuti sa paglaki at nutrisyon ng mga halaman. Gumaganap din sila bilang mga bakterya sa lupa at fungicides, na pinoprotektahan ang mga halaman. Ang mga acid ng humic ay nagbabawas sa mga fytopathogenic fungi at ilan sa kanilang mga functional group ay naakibat sa aktibidad na ito.

Ang halaman na nahawaan ng fungus ng Alternaria solani na maaaring makipaglaban sa mga humic acid. AfroBrazilian. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang pagkakaroon ng asupre (S) at C = O mga pangkat na carbonyl sa molekyul na humic acid ay pinapaboran ang aktibidad ng fungistatic. Sa kabilang banda, ang isang mataas na nilalaman ng oxygen, aromatic na grupo ng CO at ilang mga carbon atom na kabilang sa mga sugars ay nagbabawas sa fungistatic na puwersa ng humic acid.

Kamakailan (2019), ang epekto ng aplikasyon ng mabagal na paglabas ng mga fertilizers ng nitrogen sa pagpapanatag ng mga humic acid na naroroon sa mga soils at ang kanilang impluwensya sa mga pananim ay napag-aralan.

Natagpuan na ang biocarbon coated urea ay nagpapabuti sa istraktura at katatagan ng mga humic acid na naroroon sa lupa, na pinapaboran ang pagpapanatili ng nitrogen at carbon sa pamamagitan ng lupa at pagpapabuti ng ani ng mga pananim.

- Sa remediation ng polusyon

Dahil sa kakayahang makabuo ng pseudo-micelles sa isang neutral o acid medium, ang pagiging kapaki-pakinabang nito sa pagtanggal ng mga pollutant mula sa basura at mga lupa ay na-explore ng maraming taon.

Ang mga metal ay isa sa mga pollutant na maaaring alisin ng mga humic acid.

Ang ilang mga pag-aaral ay nagpapakita na ang kahusayan ng metal sorption ng mga humic acid sa may tubig na solusyon ay may posibilidad na tumaas sa pagtaas ng pH at humic acid na konsentrasyon at sa pagbawas ng konsentrasyon ng metal.

Napagpasyahan din na ang mga ions na metal ay nakikipagkumpitensya para sa mga aktibong site ng molekula ng humic acid, na sa pangkalahatan ay ang mga phenolic-COOH at -OH na mga grupo sa loob nito.

- Sa industriya ng parmasyutiko

Napatunayan na kapaki-pakinabang ito sa pagdaragdag ng tubig sa solubility na hydrophobic na gamot.

Ang mga nanoparticle ng pilak (Ag) na pinahiran ng mga humic acid ay inihanda, na pinamamahalaang upang manatiling matatag nang hindi bababa sa isang taon.

Ang mga nanoparticle ng pilak at humic acid, kasama ang mga katangian ng antibacterial ng huli, ay may mataas na potensyal para sa paghahanda ng mga gamot.

Gayundin, ang mga komplikadong karbamazepine, isang gamot na antiepileptic, na may mga humic acid ay sinubukan na dagdagan ang solubility nito, at ito ay naging ang gamot ay nagiging mas matunaw at epektibo.

Ang parehong epekto ng pagpapabuti ng solubility at bioavailability ay nakamit na may mga kumplikadong mga humic acid at β-karoten, isang paunang hakbang sa bitamina A.

- Sa gamot

Ang mga asido sa humic ay malakas na kaalyado sa paggamot ng iba't ibang mga sakit.

Laban sa ilang mga virus

Ang aktibidad ng antiviral ng mga humic acid ay na-obserbahan laban sa cytomegalovirus at ang mga virus ng immunodeficiency ng tao na HIV-1 at HIV-2, bukod sa iba pa.

Ang mga molekula ng acid ng acid ay maaaring pagbawalan ang pagtitiklop ng virus sa pamamagitan ng pagbubuklod ng kanilang negatibong pagsingil sa daluyan ng alkalina sa ilang mga site na cationic sa virus, na kinakailangan para sa virus na magbigkis sa ibabaw ng cell.

Laban sa cancer

Ang mga asido sa humic ay natagpuan upang magsagawa ng mga katangian ng pagpapagaling ng lesyon ng carcinogen. Ito ay naiugnay sa pagkakaroon ng mga quinones sa istraktura nito.

Istraktura ng isang quinone, isang pangkat na naroroon sa mga molekula ng ilang mga humic acid. May-akda: Marilú Stea.

Ang mga Quinones ay bumubuo ng mga reaktibo na species ng oxygen na gumagawa ng oxidative stress at pumukaw ng apoptosis ng mga selula ng kanser sa pamamagitan ng pagkasira ng kanilang DNA.

Laban sa mutagenesis

Ang mga acid acid ay mga inhibitor ng mutagenesis sa loob at labas ng cell. Ang Mutagenesis ay ang matatag na pagbabago ng genetic material ng isang cell na maaaring maihatid sa mga cell ng anak na babae.

Ang kakayahang pigilan ang mutagenesis ay natagpuan na mag-iba sa komposisyon ng mga humic acid at ang kanilang konsentrasyon.

Sa kabilang banda, nagsasagawa sila ng desmutagenic na epekto sa mutagenic na sangkap tulad ng benzopyrene (polyaromatic hydrocarbon na naroroon sa ilang mga pagkain), 2-nitrofluorene (polyaromatic hydrocarbon product of combustion) at 2-aminoanthracene.

Ang epekto ng mutagenic ng benzopyrene sa DNA. Ni Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Ang istruktura ng isang trans-binuksan (10S) -dA pagdaragdag ng +) - (7S, 8R, 9S, 10R) -7,8-dihydroxy-9,10-epoxy-7,8 , 9,10-tetrahydrobenzopyrene sa isang duplex DNA. Ginawa mula sa {{PDB-1JDG}}. == Licensing == {{GFDL-. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang mekanismo ng epekto na ito ay naninirahan sa adsorption ng mutagen, kung saan ang mga humic acid na may mas malaking istraktura ang pinaka-epektibo. Ang mutagen ay na-adsorbed ng humic acid at nawawala ang aktibidad na mutagenic.

Ito ay pinaniniwalaan na maaaring ito ay mahalaga para sa proteksyon laban sa carcinogenesis.

- Sa industriya ng kosmetiko

Dahil sa kanilang kakayahang sumipsip ng UV at nakikitang mga sinag, ang mga humic acid ay iminungkahi para magamit sa mga sun blockers, anti-aging creams, at mga produkto ng pangangalaga sa balat.

Maaari rin silang magamit bilang mga preservatives sa mga produktong kosmetiko.

- Sa industriya ng pagkain

Dahil sa mga katangian ng antioxidant nito, iminungkahi ang paggamit nito bilang mga preservatives ng pagkain at bilang mga suplemento sa nutrisyon.

Mga Sanggunian

1. Gomes de Melo, BA et al. (2016). Mga acid acid: Mga katangian ng istruktura at maraming mga pag-andar para sa mga pagpapaunlad sa teknolohikal na nobela. Mga Science Science at Engineering C 62 (2016) 967-974. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
2. Wei, S. et al. (2018). Fungistatic na Gawain ng Multiorigin Humic Acids na may kaugnayan sa Kanilang Kemikal na Istraktura. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66, 28, 7514-7521. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
3. Kerndorff, H. at Schnitzer, M. (1980). Panghihinang metal sa humic acid. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol 44, pp. 1701-1708. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
4. Sato, T. et al. (1987). Mekanismo ng desmutagenic na epekto ng humic acid. Pananaliksik sa Mutation, 176 (1987) 199-204. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
5. Cheng, M.-L. et al. (2003). Ang Humic Acid ay nagpapahiwatig ng pagkasira ng DNA ng Oxidative, Groutth Retardation, at Apoptosis sa Human Primary Fibroblasts. Exp Biol Med (Maywood) 2003 Abril; 228 (4): 413-23. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
6. Li, M. et al. (2019). Pagsunud-sunod ng organikong carbon sa mga humic na lupa na apektado ng aplikasyon ng iba't ibang mga fertilizers ng nitrogen sa isang sistema ng pag-crop ng pag-ikot ng gulay. Journal ng Pang-agrikultura at Chemistry ng Pagkain, 2019, 67, 11, 3106-3113. Nabawi mula sa pubs.acs.org.