Axit fumaric là một trong những chất được hình thành trong tế bào của người và động vật khác trong quá trình trao đổi chất tự nhiên. Các hợp chất của nó được sử dụng trong y học, nông nghiệp, thực phẩm và các ngành công nghiệp hóa chất. Với số lượng lớn, chất này có thể gây ra các phản ứng tiêu cực - dị ứng và rối loạn tiêu hóa.
Mô tả chung
Axit fumaric là đồng phân của axit etylen-1, 2-đicacboxylic ở cấu hình trans (nó có nhóm thế hiđrocacbon ở các phía đối diện của liên kết đôi C-C). Lần đầu tiên chất này được tạo ra từ axit succinic.
Công thức thực nghiệm của axit fumaric: C4H4O4.
Về hình thức, hợp chất là một dạng bột tinh thể không màu, không mùi.
Công thức cấu tạo của axit fumaric được thể hiện trong hình dưới đây:
Axit được tìm thấy trong nhiều loại thực vật (cây cỏ châu Âu, cây corydalis, cây anh túc và những loại khác), địa y và nấm, và cũng được hình thành trong quá trình lên men carbohydrate trongsự hiện diện của nấm Aspergillus fumigatus (aspergillus fumigatus).
Thuộc tính
Các tính chất vật lý và hóa học chính của axit fumaric như sau:
- Trọng lượng phân tử - 116,07 a.u. e.m.
- Độ hòa tan: o trong rượu - tốt; o trong nước và dietyl ete - yếu; o trong dung môi hữu cơ - không hòa tan.
- Điểm nóng chảy - 296,4 ° С.
- Điểm sôi - 165 ° C.
Axit fomic và axit maleic dễ bị khử thành axit succinic. Khi bị oxy hóa với các hợp chất peroxide, axit mesotartaric được hình thành, khi tương tác với rượu sẽ xảy ra hiện tượng mono- và diesters (fumarates).
Hóa sinh
Axit fumaric được tìm thấy trong máu của người khỏe mạnh với nồng độ lên đến 3 mg / l. Nó được hình thành như một chất trung gian trong chu trình axit tricarboxylic, trong quá trình tổng hợp urê và quá trình oxy hóa một số axit amin, và trong da người dưới tác động của bức xạ tia cực tím.
Fumarates đóng một vai trò quan trọng trong các mô của con người trong quá trình đói oxy. Khi kết hợp với axit malic và muối của axit glutamic, chúng làm tăng hàm lượng ATP và glycogen, dạng dự trữ chính của glucose, một nguồn năng lượng phổ quát cho tế bào. Trong các thí nghiệm trên chuột, người ta thấy rằng chất này làm tăng thời gian co bóp của tim trong quá trình cô lập nó. Trong sốc xuất huyết, fumarates giúp tăng khả năng sống sót của động vật.
Tổng hợp
Lấy axit fumaric trongquy mô công nghiệp được sản xuất bằng phương pháp đồng phân hóa xúc tác của axit maleic trong dung dịch nước. Ở Nga, công nghệ này được sử dụng để tổng hợp axit công nghiệp, công nghệ này không được áp dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm do sự hiện diện của muối kim loại nặng.
Axit fumaric thực phẩm tinh khiết cao được làm từ axit malic hoặc tartaric. Phương pháp sản xuất chất này đi kèm với những khó khăn về kỹ thuật (đòi hỏi nhiều công đoạn tinh chế cần nhiều lao động) và tốn kém hơn. Chất lượng của axit fumaric kỹ thuật phần lớn phụ thuộc vào độ tinh khiết của axit maleic, thu được từ anhydrit maleic và phthalic.
Đơn
Trong công nghiệp hóa chất, axit được dùng để sản xuất các chất sau:
- nhựa polyester;
- dầu làm khô tổng hợp;
- chất hóa dẻo;
Trong ngành công nghiệp thực phẩm (phụ gia E297), nó được sử dụng như một chất tạo axit (thay thế cho axit xitric và axit tartaric) trong việc pha chế đồ uống, đồ ngọt và bánh ngọt. Đồng thời, mức tiêu thụ của nó thấp hơn so với các sản phẩm tương tự. Đặc tính kỹ thuật của phụ gia thực phẩm được quy định theo GOST 33269-2015.
Thuốc
Trong y học, hợp chất này được sử dụng cho các mục đích sau:
- dimethyl ether (dimethyl fumarate) - điều trị các bệnh lý về da (bệnh vẩy nến, địa y), bệnh đa xơ cứng, hói đầu, bệnh u hạt; diệt nấm, chống nấmphương thuốc;
- muối natri axit fumaric - chế phẩm truyền dịch, chất thay thế máu dạng tinh thể có tác dụng chống oxy hóa, chống oxy hóa (dùng cho chảy máu dạ dày tá tràng, viêm phúc mạc, chấn thương nhiệt nặng, phẫu thuật tim, hội chứng mạch vành cấp, giảm thể tích tuần hoàn, mất máu nhiều, nhiễm độc);
- dẫn xuất khác - thuốc tăng cảm giác thèm ăn, thuốc an thần, thuốc làm mờ vết phóng xạ, thuốc trị viêm mũi.
Trong số các loại thuốc thuộc nhóm thứ hai, Mafusol, Mexidol, Konfumin và Polyoxyfumarin có ứng dụng thực tế lớn nhất.
Thử nghiệm lâm sàng của các chế phẩm axit fumaric hiện cũng đang được tiến hành để điều trị các bệnh lý như:
- u ác tính;
- Vũ đạo của Huntington;
- HIV;
- sốt rét.
Thí nghiệm trên động vật cho thấy dung dịch axit 1% dùng chung với thức ăn trong thời gian dài làm giảm đáng kể hoạt động của chất gây ung thư.
Axit fumaric làm giảm nồng độ axit trong dạ dày và ảnh hưởng đến hệ vi sinh của đường tiêu hóa. Trong ruột, nó tạo ra một môi trường hơi chua, có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lacto-, bifidus- và acidobacteria phát triển. Tuy nhiên, do khó thu được một loại axit có độ tinh khiết cao cho mục đích dược phẩm và sản xuất thực phẩm chức năng, hợp chất này hiếm khi được sử dụng.
Nông
Ở nông thônTrong trang trại, axit fumaric được sử dụng như một chất phụ gia trong thức ăn vật nuôi cho các chức năng sau:
- cải thiện sự trao đổi chất trong các tình huống căng thẳng;
- tăng khả năng tiêu hóa thức ăn, tăng cảm giác ngon miệng;
- kích thích tuyển dụng cơ bắp, đẩy nhanh quá trình hình thành xương và hình thành trứng ở gia cầm (đồng hóa không chứa nội tiết tố);
- tăng khả năng phòng vệ của cơ thể trong thời kỳ dịch bệnh hàng loạt và tiêm chủng;
- bình thường hóa hệ vi khuẩn đường ruột, ngăn ngừa các bệnh do nấm và vi khuẩn.
Axit fumaric làm tăng tốc độ hình thành ATP, thúc đẩy sự tích tụ các chất dinh dưỡng và axit ascorbic, là một trong những chất chống oxy hóa chính.
Thiệt hại sức khỏe
Axit tinh khiết chất lượng cao an toàn cho sức khỏe con người. Tác hại của axit fumaric chủ yếu là do các nhà sản xuất vô đạo đức sử dụng một sản phẩm chất lượng kỹ thuật có chứa các tạp chất độc hại của axit maleic và muối kim loại nặng.
Dimethyl fumarate cũng được sử dụng như một chất diệt khuẩn rẻ tiền để bảo vệ đồ nội thất bằng da và giày dép khỏi bị nhiễm nấm trong quá trình vận chuyển. Tuy nhiên, với khả năng này, axit có thể gây ra các phản ứng dị ứng nghiêm trọng trên da. Vì vậy, ở Phần Lan và Anh, hơn một nghìn người tiêu dùng đã yêu cầu bồi thường bằng tiền vì những tổn hại cho sức khỏe khi mua đồ nội thất Trung Quốc. Kể từ năm 2008, các nước châu Âu đã ban hành lệnh cấm bán giày dép và đồ đạc có tẩm chất dimethyl fumarate.
