Kelerade former av oorganiska mineraler är mycket lika biologiskt aktiva ämnen. Denna fastighet används inom jordbruket för produktion av konstgödsel och värdefulla kosttillskott för husdjur. Inom medicinen används sådana föreningar som motgift och kosttillskott.
Vad betyder "kelaterad form"?
Kelater är ett komplex som uppstår som ett resultat av interaktionen av positivt laddade metalljoner (den centrala atomen i det komplexbildande medlet) med ligander som bildar kemiska föreningar med olika typer av biomolekyler. Enkelt uttryckt är kelater en kombination av ett mineral och en komplex organisk förening. Ligander inkluderar aminosyror, peptider, proteiner, puriner, porfyriner, makrolider, såväl som deras syntetiska analoger (kronetrar, kryptander).
Kelaterande ligander måste ha mer än 2 funktionella grupper som kan skapa kovalenta bindningar och en ringstruktur med metallen. Ordet "kelat" kommer från latinets chela ("klo"). Utåt liknar formen på dessa kemiska föreningar klorna på en krabba som håller ett mineral.
I naturen, den ljusasterepresentanter för denna typ av porfyrinbaserade föreningar är humant hemoglobin, där Fe (järnkelat) och klorofyll (magnesiumkelat) fungerar som centrum för komplexbildaren. Modern biokemisk teknologi gör det möjligt att erhålla olika former av sådana ämnen.
Exempel
Det finns 3 grupper av kelatformer (beroende på förhållandet mellan laddningen av liganden och metalljonen).
- Kationisk. De vanligaste representanterna är föreningar av polyaminer med metalljoner. Ligandermedlet i detta fall är neutr alt, så den totala laddningen av föreningen bestäms av den centrala jonen.
- Anionisk. Typiska anjoniska kelater är komplex baserade på etylendiaminotetraättiksyra (EDTA).
- Neutral (intrakomplexa föreningar). Den centrala positiva laddningen neutraliseras genom att lägga till lika många negativt laddade ligander, vilket bildar ett "inre s alt".
Många metaller bildar stabila kelater som kan kombineras till makromolekylära ämnen. Denna effekt appliceras på syntesen av flerkomponents högdispergerade oxidmaterial som används för produktion av dielektrikum, högtemperatursupraledare och beläggningar.
Biologiska egenskaper
Kelerade mineraler är ämnen som har ett antal värdefulla egenskaper, såsom:
- Hög motståndskraft mot olika surheter i miljön och under påverkan av mikroorganismer.
- God adsorption och löslighet i vatten.
- Biologisk aktivitet av metaller, ovanlig för dem i det fria tillståndet.
- Mindre toxicitet jämfört med andra former av föreningar.
- Hög biotillgänglighet, d.v.s. god smältbarhet för både växter och djur.
- Inget olösligt sediment.
Mineraler absorberas mestadels i tunntarmen, och den mer stabila kelatformen skyddar dem från att förstöras av s altsyra i magen. Den här egenskapen används inom medicin och djurhållning för att kompensera för brist på mikronäringsämnen.
Produktion
Kelerade former av föreningar erhålls genom kelering (eller kelering). Denna term är inte allmänt erkänd inom kemivetenskap. Den enklaste metoden är att blanda lösningar av metalls alter med kelatbildare. Som det senare, organiska ämnen som:
- nitrilotriättiksyra, etylendiamintetraättiksyra och etylenglykoltetraättiksyra;
- tris (karboximetyl) etylendiamin;
- hydroxietylidendifosfonsyra;
- lysine;
- metionin och andra.
Aminosyror och små peptider framställs under inverkan av enzymer i laboratoriet. När du implementerar keleringsprocessen, beaktas följande parametrar:
- surhet i miljön (tillsätt alkali vid behov);
- temperatur;
- substansförhållande;
- aminosyralöslighet.
Det utfällda kelatkomplexet tvättas i destillerat vatten och torkas sedan.
Agronomiska applikationer
Kelerade gödselmedel har följande fördelar:
- nära affinitet med biologiska strukturer, på grund av vilka ämnen lätt penetrerar växtcellmembran.
- Förbättrad löslighet.
- Mindre konsumtion av kelatgödselmedel jämfört med konventionella s alter.
- Möjlighet till både rot- och bladmatning.
- Öka fröns grobarhet.
- Låg fytotoxicitet.
- Stabilitet vid olika nivåer av markens surhetsgrad.
- God kompatibilitet med andra kemikalier, bekämpningsmedel.
Kelerat järn är av största vikt, eftersom detta grundämne finns i växtvävnader i större mängder än andra metaller. Dess brist leder till utvecklingen av många sjukdomar, inklusive kloros. Andra kelater används också - koppar, zink, bor, som stimulerar växttillväxt och bildandet av äggstockar. I de tidiga stadierna av växtsäsongen är det lämpligt att mata med kelatkalcium, vilket främjar utvecklingen av rotsystemet.
Användning av djur
Kelerade former av mikroelement används för att stärka näringen hos alla typer av husdjur och fåglar. Dessa ämnen i små koncentrationer kan ersätta upp till 40 % av oorganiska mineraler och har följande effekt:
- boost immunförsvaretstyrka under sjukdom, graviditet hos kvinnor eller under ogynnsamma förhållanden;
- förbättring av reproduktiv funktion;
- minskning av antalet somatiska celler i mjölk, vilket förbättrar dess kvalitet (termisk stabilitet och andra tekniska egenskaper);
- acceleration av tillväxten av unga djur.
Kelerat järn, till skillnad från dess sulfat, kan lätt passera placentabarriären. Studier har visat att tillsats av detta vitamin till suggors diet främjar senare födelse av smågrisar med hög vikt och förhindrar dem från att utveckla järnbrist.
Som ett resultat av användningen av magnesiumkelat sker en förbättring av kvaliteten på djurkroppar, en minskning av kroppsfettet. Koppar- och manganföreningar hjälper till att förebygga benkondromatos och hjärt-kärlsjukdomar hos fjäderfä.
Droger
Inom medicin används kelatformer av föreningar för följande ändamål:
- Motgift mot akut och kronisk förgiftning med tungmetaller och andra gifter ("Unithiol", "Tetacin-calcium"). När de tas binds skadliga ämnen till slutna komplex av kelattyp.
- Antineoplastiska läkemedel ("Cisplatin" och andra). Läkemedel penetrerar kärnorna i drabbade celler, bildar en stabil koppling med DNA, vilket hindrar dem från att föröka sig själv.
- Vitaminpreparat (oftast kelaterat kalcium och järn).
Till skillnad från fria metalljoner bildas inte dessa ämnenföreningar med andra kemiska element i magen och tarmen, så att de absorberas bättre i människokroppen. I detta avseende, baserat på kelater, är det möjligt att skapa läkemedel och kosttillskott av en ny generation.
