Бейорганикалық минералдардың хелатталған түрлері биологиялық белсенді заттарға өте ұқсас. Бұл қасиет ауыл шаруашылығында тыңайтқыштар мен үй жануарларына арналған бағалы тағамдық қоспаларды өндіру үшін қолданылады. Медицинада мұндай қосылыстар антидоттар және тағамдық қоспалар ретінде қолданылады.
"хелациялық пішін" нені білдіреді?
Хелаттар - оң зарядты металл иондарының (кешен түзуші агенттің орталық атомы) биомолекулалардың әртүрлі түрлерімен химиялық қосылыстар түзетін лигандтармен әрекеттесуі нәтижесінде пайда болатын кешен. Қарапайым тілмен айтқанда, хелаттар минерал мен күрделі органикалық қосылыстардың қосындысы болып табылады. Лигандаларға амин қышқылдары, пептидтер, белоктар, пуриндер, порфириндер, макролидтер, сондай-ақ олардың синтетикалық аналогтары (тәждік эфирлер, криптанттар) жатады.
Хелациялық лигандтардың металлмен коваленттік байланыс пен сақина құрылымын құруға қабілетті 2-ден астам функционалды топтары болуы керек. «Хелат» сөзі латынның chela («тырнақ») сөзінен шыққан. Сырттай бұл химиялық қосылыстардың пішіні минералды ұстаған крабтың тырнағына ұқсайды.
Табиғатта ең жарқынПорфирин негізіндегі қосылыстардың осы түрінің өкілдері адам гемоглобин болып табылады, мұнда Fe (темір хелаты) және хлорофилл (магний хелаты) комплекс түзуші агенттің орталығы ретінде әрекет етеді. Заманауи биохимиялық технологиялар мұндай заттардың әртүрлі формаларын алуға мүмкіндік береді.
Мысалдар
Хелатты формалардың 3 тобы бар (лигандтың заряды мен металл ионының қатынасына байланысты).
- Катионды. Ең көп таралған өкілдері - полиаминдердің металл иондарымен қосылыстары. Бұл жағдайда лигандтау агенті бейтарап, сондықтан қосылыстың жалпы заряды орталық ионмен анықталады.
- Анионды. Әдеттегі анионды хелаттар этилендиаминотетрасірке қышқылына (EDTA) негізделген кешендер болып табылады.
- Бейтарап (комплексішілік қосылыстар). Орталық оң заряд теріс зарядталған лигандтардың тең санын қосу арқылы бейтараптандырылады, осылайша «ішкі тұз» түзіледі.
Көптеген металдар макромолекулалық заттарға қосылуға қабілетті тұрақты хелаттар түзеді. Бұл әсер диэлектриктерді, жоғары температуралы асқын өткізгіштерді және жабындарды өндіру үшін қолданылатын көп компонентті жоғары дисперсті оксидті материалдардың синтезіне қолданылады.
Биологиялық қасиеттері
Хелленген минералдар – бірқатар құнды қасиеттерге ие заттар, мысалы:
- Қоршаған ортаның әртүрлі қышқылдығына және микроорганизмдердің әсеріне төзімділігі жоғары.
- Жақсы адсорбция және суда ерігіштік.
- Бос күйінде олар үшін әдеттен тыс металдардың биологиялық белсенділігі.
- Қосылыстардың басқа түрлерімен салыстырғанда уыттылығы аз.
- Биожетімділігі жоғары, яғни өсімдіктер мен жануарлар үшін жақсы сіңімділік.
- Ерімейтін тұнба жоқ.
Минералдар негізінен аш ішекте сіңеді, ал тұрақты хелат түрі оларды асқазандағы тұз қышқылымен жойылудан сақтайды. Бұл қасиет медицинада және мал шаруашылығында микронутриенттер тапшылығын өтеу үшін қолданылады.
Өндіріс
Қосылыстардың хелацияланған түрлері хелация (немесе хелация) арқылы алынады. Бұл термин химия ғылымында жалпы танылған жоқ. Ең қарапайым әдіс - металл тұздарының ерітінділерін хелатизаторлармен араластыру. Соңғысы сияқты органикалық заттар:
- нитрилотрисірке, этилендиаминтетрасірке және этиленгликольтетрасірке қышқылы;
- трис (карбоксиметил) этилендиамин;
- гидроксиэтилидендифосфон қышқылы;
- лизин;
- метионин және басқалар.
Амин қышқылдары мен ұсақ пептидтер зертханада ферменттердің әсерінен дайындалады. Хелация процесін жүзеге асыру кезінде келесі параметрлер ескеріледі:
- қоршаған ортаның қышқылдығы (қажет болса сілтіні қосыңыз);
- температура;
- зат қатынасы;
- амин қышқылының ерігіштігі.
Төгілген хелат кешені тазартылған суда жуылады, содан кейін кептіріледі.
Агрономиялық қолданбалар
Хелленген тыңайтқыштардың келесі артықшылықтары бар:
- Биологиялық құрылымдармен жақын жақындық, соның арқасында заттар өсімдік жасушасының мембраналарына оңай енеді.
- Жақсартылған ерігіштік.
- Хелатталған тыңайтқыштарды әдеттегі тұздармен салыстырғанда азырақ тұтыну.
- Тамырдан да, жапырақтан да қоректендіру мүмкіндігі.
- Тұқымның өнуін арттырыңыз.
- Төмен фитоуыттылық.
- Топырақ қышқылдығының әртүрлі деңгейлеріндегі тұрақтылық.
- Басқа химиялық заттармен, пестицидтермен жақсы үйлесімділік.
Хелеатталған темірдің маңызы зор, өйткені бұл элемент басқа металдарға қарағанда өсімдік ұлпаларында көп мөлшерде кездеседі. Оның жетіспеушілігі көптеген аурулардың, соның ішінде хлороздың дамуына әкеледі. Басқа хелаттар да қолданылады - өсімдіктердің өсуін және аналық бездердің пайда болуын ынталандыратын мыс, мырыш, бор. Вегетациялық кезеңнің ерте кезеңдерінде тамыр жүйесінің дамуына ықпал ететін хелатталған кальциймен қоректенген жөн.
Жануарларды пайдалану
Микроэлементтердің хелатталған түрлері ауылшаруашылық жануарлары мен құстардың барлық түрлерін қоректендіруді күшейту үшін қолданылады. Кішігірім концентрациялардағы бұл заттар бейорганикалық минералдардың 40% дейін алмастыра алады және келесі әсерге ие болады:
- иммунитетті көтеріңізауру, әйелдердің жүктілігі немесе қолайсыз жағдайларда күш;
- репродуктивті функцияны жақсарту;
- сүттегі соматикалық жасушалар санының азаюы, бұл оның сапасын жақсартады (термиялық тұрақтылық және басқа да технологиялық қасиеттері);
- жас жануарлардың өсуін жеделдету.
Хелатталған темір, оның сульфатынан айырмашылығы, плацентарлы тосқауылдан оңай өтеді. Зерттеулер көрсеткендей, бұл дәруменді торайлардың рационына қосу торайлардың үлкен салмақпен кейінірек туылуына ықпал етеді және олардың темір тапшылығының дамуын болдырмайды.
Магний хелатын қолдану нәтижесінде мал өлексесінің сапасының жақсаруы, дене майының азаюы байқалады. Мыс пен марганец қосылыстары құс етіндегі сүйек хондроматозы мен жүрек-қан тамырлары ауруларының алдын алуға көмектеседі.
Дәрілер
Медицинада қосылыстардың хелат формалары келесі мақсаттарда қолданылады:
- Ауыр металдармен және басқа да уланулармен жедел және созылмалы улануға қарсы препараттар («Унитиол», «Тетацин-кальций»). Оларды қабылдаған кезде зиянды заттар жабық хелат тәрізді кешендерге қосылады.
- Антинопластикалық препараттар («Цисплатин» және т.б.). Дәрілер зақымдалған жасушалардың ядроларына еніп, ДНҚ-мен тұрақты байланыс жасайды, бұл олардың өздігінен көбеюіне жол бермейді.
- Витаминді препараттар (көбінесе хелатталған кальций мен темір).
Бос металл иондарынан айырмашылығы бұл заттар түзілмейдіасқазан мен ішекте басқа химиялық элементтермен қосылыстар, сондықтан олар адам ағзасына жақсы сіңеді. Осыған байланысты хелаттардың негізінде жаңа буынның дәрілік заттары мен тағамдық қоспаларын жасауға болады.
