Các dạng khoáng vô cơ được Chelated rất giống với các chất có hoạt tính sinh học. Tài sản này được sử dụng trong nông nghiệp để sản xuất phân bón và thức ăn bổ sung có giá trị cho vật nuôi. Trong y học, các hợp chất như vậy được sử dụng làm thuốc giải độc và bổ sung chế độ ăn uống.
"Dạng chelated" nghĩa là gì?
Chelate là một phức chất xuất hiện do sự tương tác của các ion kim loại mang điện tích dương (nguyên tử trung tâm của chất tạo phức) với các phối tử tạo thành các hợp chất hóa học với nhiều dạng phân tử sinh học khác nhau. Nói một cách đơn giản, chelate là sự kết hợp của một khoáng chất và một hợp chất hữu cơ phức tạp. Phối tử bao gồm các axit amin, peptit, protein, purin, porphyrin, macrolit, cũng như các chất tương tự tổng hợp của chúng (ete vương miện, cryptand).
Phối tử tạo phức phải có nhiều hơn 2 nhóm chức có khả năng tạo liên kết cộng hóa trị và cấu trúc vòng với kim loại. Từ "chelate" bắt nguồn từ tiếng Latinh chela ("móng vuốt"). Nhìn bề ngoài, hình dạng của những hợp chất hóa học này tương tự như móng của một con cua đang ôm một loại khoáng chất.
Trong tự nhiên, sáng nhấtđại diện của loại hợp chất dựa trên porphyrin này là hemoglobin ở người, trong đó Fe (sắt chelate) và diệp lục (magiê chelate) đóng vai trò là trung tâm của chất tạo phức. Các công nghệ sinh hóa hiện đại giúp chúng ta có thể thu được nhiều dạng khác nhau của các chất như vậy.
Ví dụ
Có 3 nhóm dạng chelate (tùy thuộc vào tỷ lệ điện tích của phối tử và ion kim loại).
- Cation. Các đại diện phổ biến nhất là các hợp chất của polyamine với các ion kim loại. Chất liên kết trong trường hợp này là trung tính, vì vậy tổng điện tích của hợp chất được xác định bởi ion trung tâm.
- Anionic. Chelate anion điển hình là các phức chất dựa trên axit etylendiaminoaxit (EDTA).
- Trung tính (hợp chất nội phức). Điện tích dương trung tâm được trung hòa bằng cách thêm một số lượng phối tử mang điện tích âm bằng nhau, do đó tạo thành "muối bên trong".
Nhiều kim loại tạo thành các chelate ổn định có khả năng kết hợp thành các chất đại phân tử. Hiệu ứng này được áp dụng để tổng hợp các vật liệu oxit phân tán cao đa thành phần được sử dụng để sản xuất chất điện môi, chất siêu dẫn nhiệt độ cao và chất phủ.
Tính chất sinh học
Khoáng chất chelated là những chất có một số đặc tính quý giá, chẳng hạn như:
- Khả năng chống chịu cao với nhiều độ chua khác nhau của môi trường và dưới tác động của vi sinh vật.
- Hấp phụ tốt và hòa tan trong nước.
- Hoạt động sinh học của kim loại, bất thường đối với chúng ở trạng thái tự do.
- Ít độc hơn so với các dạng hợp chất khác.
- Khả dụng sinh học cao, tức là khả năng tiêu hóa tốt cho cả thực vật và động vật.
- Không có cặn không tan.
Khoáng chất chủ yếu được hấp thụ ở ruột non, và dạng chelate ổn định hơn sẽ bảo vệ chúng khỏi bị phá hủy bởi axit clohydric trong dạ dày. Tính chất này được sử dụng trong y học và chăn nuôi để bù đắp cho sự thiếu hụt vi chất dinh dưỡng.
Sản xuất
Các dạng hợp chất được chelat hóa thu được bằng cách chelation (hoặc chelation). Thuật ngữ này thường không được công nhận trong khoa học hóa học. Phương pháp đơn giản nhất là trộn dung dịch của muối kim loại với chất tạo chelat. Như sau, các chất hữu cơ như:
- axit nitrilotriacetic, ethylenediaminetetraacetic và ethylene glycoltetraacetic;
- tris (cacboxymetyl) etylenglycol;
- axit hydroxyethylidene diphosphonic;
- lysine;
- methionine và các chất khác.
Axit amin và peptit nhỏ được điều chế dưới ảnh hưởng của các enzym trong phòng thí nghiệm. Khi thực hiện quá trình thải sắt, các thông số sau được tính đến:
- tính axit của môi trường (nếu cần, thêm kiềm);
- nhiệt độ;
- tỷ lệ chất;
- khả năng hòa tan axit amin.
Phức hợp chelate kết tủa được rửa trong nước cất và sau đó làm khô.
Ứng dụng nông học
Phân bón chelated có những lợi ích sau:
- Có ái lực chặt chẽ với các cấu trúc sinh học, nhờ đó các chất dễ dàng thâm nhập vào màng tế bào thực vật.
- Cải thiện độ hòa tan.
- Ít tiêu thụ phân bón chelated hơn so với các loại muối thông thường.
- Khả năng ăn cả rễ và lá.
- Tăng khả năng nảy mầm của hạt giống.
- Thấp độc tố.
- Ổn định ở các mức độ chua khác nhau của đất.
- Tương thích tốt với các hóa chất, thuốc trừ sâu khác.
Sắt được chelated có tầm quan trọng lớn nhất, vì nguyên tố này được tìm thấy trong các mô thực vật với số lượng lớn hơn các kim loại khác. Sự thiếu hụt của nó dẫn đến sự phát triển của nhiều loại bệnh, bao gồm cả bệnh úa vàng. Các loại chelate khác cũng được sử dụng - đồng, kẽm, boron, giúp kích thích sự phát triển của thực vật và sự hình thành của buồng trứng. Trong giai đoạn đầu của mùa sinh trưởng, nên cho ăn nhiều canxi chelat để thúc đẩy sự phát triển của hệ thống rễ.
Sử dụng động vật
Các dạng nguyên tố vi lượng được Chelated được sử dụng để tăng cường dinh dưỡng cho tất cả các loại động vật và gia cầm trong trang trại. Những chất này ở nồng độ nhỏ có thể thay thế tới 40% khoáng chất vô cơ và có tác dụng như sau:
- tăng cường miễn dịchsức mạnh khi ốm đau, phụ nữ mang thai hoặc trong điều kiện bất lợi;
- cải thiện chức năng sinh sản;
- giảm số lượng tế bào soma trong sữa, giúp cải thiện chất lượng của sữa (ổn định nhiệt và các đặc tính công nghệ khác);
- tăng tốc tăng trưởng của động vật non.
Sắt chelated, không giống như sulfat, có thể dễ dàng vượt qua hàng rào nhau thai. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung loại vitamin này vào chế độ ăn của lợn nái sẽ thúc đẩy quá trình sinh nở sau này của lợn con với trọng lượng lớn và ngăn chúng phát triển thiếu sắt.
Kết quả của việc sử dụng magiê chelate, chất lượng xác động vật được cải thiện, giảm lượng mỡ trong cơ thể. Các hợp chất đồng và mangan giúp ngăn ngừa bệnh chondromatosis xương và bệnh tim mạch ở gia cầm.
Thuốc
Trong y học, các dạng hợp chất chelate được sử dụng cho các mục đích sau:
- Thuốc giải độc cho ngộ độc cấp và mãn tính với kim loại nặng và các chất độc khác ("Unithiol", "Tetacin-canxi"). Khi chúng được uống, các chất có hại sẽ liên kết thành các phức hợp dạng chelate khép kín.
- Thuốc chống ung thư ("Cisplatin" và những loại khác). Thuốc thâm nhập vào nhân của các tế bào bị ảnh hưởng, hình thành một kết nối ổn định với DNA, ngăn cản chúng tự tái tạo.
- Chế phẩm vitamin (thường được chelat hóa canxi và sắt).
Không giống như các ion kim loại tự do, các chất này không hình thànhhợp chất với các nguyên tố hóa học khác trong dạ dày và ruột, do đó chúng được hấp thụ tốt hơn trong cơ thể con người. Về vấn đề này, dựa trên chelate, có thể tạo ra các loại thuốc và thực phẩm chức năng thế hệ mới.
