Хелатні форми: визначення, приклади застосування

Опубликованно 23.10.2018 07:20

Хелатні форми неорганічних мінералів володіють великою схожістю з біологічно активними речовинами. Ця властивість використовується в сільському господарстві для виробництва добрив і цінних харчових добавок для домашніх тварин. У медицині такі сполуки знаходять застосування в якості протиотрут і БАД. Що значить «хелатна форма»?

Хелати являють собою комплекс, який з\'являється в результаті взаємодії позитивно заряджених іонів металу (центральний атом комплексоутворювача) з лігандами, що формують хімічні сполуки з різними видами біомолекул. Простіше кажучи, хелати – це поєднання мінералу і складного органічного з\'єднання. До лігандів відносяться амінокислоти, пептиди, білки, пурини, порфірини, макроліди, а також їх синтетичні аналоги (краун-ефіри, криптанды).

У хелатообразующих лігандів повинно бути більше 2 функціональних груп, здатних створювати ковалентні зв\'язки і кільцеву структуру з металом. Слово «хелат» походить від латинського chela («клешня»). Зовні форма цих хімічних сполук схожа на клешні краба, який утримує мінерал.

У природі найбільш яскравими представниками цього типу сполук на порфириновой основі є людський гемоглобін, де в якості центру комплексоутворювача виступає Fe (хелат заліза), і хлорофіл (хелат магнію). Сучасні біохімічні технології дозволяють отримати різні форми таких речовин. Приклади

Виділяють 3 групи хелатних форм (залежно від співвідношення заряду ліганду і іона металу). Катіонні. Найбільш поширені представники – з\'єднання поліамінів з іонами металів. Лигандирующий агент в цьому випадку є нейтральним, тому загальний заряд з\'єднання визначається центральним іоном. Аніонні. Типові аніонні хелати – комплекси на основі етилендіамінотетраоцтової кислоти (ЕДТА). Нейтральні (внутрішньокомплексні сполуки). Центральний позитивний заряд нейтралізується приєднанням рівної кількості негативно заряджених лігандів, при цьому утворюється «внутрішня сіль».

Багато метали формують стійкі хелати, які здатні до з\'єднання в високомолекулярні речовини. Цей ефект застосовується для синтезу багатокомпонентних високодисперсних оксидних матеріалів, використовуваних для виробництва діелектриків, високотемпературних надпровідників і покриттів. Біологічні властивості

Мінерали в хелатній формі – це речовини, що володіють рядом цінних характеристик, таких як: Висока стійкість при різній кислотності середовища і під впливом мікроорганізмів. Хороша адсорбція і розчинність у воді. Біологічна активність металів, невластива їм у вільному стані. Менша токсичність порівняно з іншими формами сполук. Висока біодоступність, то є хороша засвоюваність як для рослин, так і для тварин. Відсутність нерозчинного осаду.

Засвоєння мінералів в основному відбувається в тонкому кишечнику, а більш стійка форма хелатних сполук захищає їх від руйнування соляною кислотою в шлунку. Дана властивість використовується в медицині та тваринництві для поповнення дефіциту мікроелементів. Виробництво

Хелатні форми сполук отримують за допомогою хелации (або хелатування). Цей термін не є загальновизнаним в хімічній науці. Найбільш простим способом служить перемішування розчинів солей металів з хелирующими агентами. В якості останніх найчастіше використовуються такі органічні речовини, як: нитрилотриуксусная, етилендиамінтетраоцтова і этиленгликольтетрауксусная кислота; трис (карбоксиметил) етилендіамін; оксиетилідендифосфонова кислота; лізин; метіонін та інші.

Амінокислоти та дрібні пептиди готують під впливом ферментів в лабораторних умовах. При здійсненні процесу хелірування враховують наступні параметри: кислотність середовища (при необхідності додають луг); температура; співвідношення речовин; розчинність амінокислоти.

Хелатний комплекс у вигляді осаду промивають у дистильованій воді, а потім висушують. Застосування в агрономії

Хелатні добрива володіють наступними перевагами: Близьку спорідненість з біологічними структурами, завдяки чому речовини легко проникають через клітинні мембрани рослин. Покращена розчинність. Менший витрата хелатних добрив порівняно із звичайними солями. Можливість як кореневої, так і позакореневого підживлення. Підвищення схожості насіння. Низька фітотоксичність. Стійкість при різних рівнях кислотності грунту. Хороша сумісність з іншими хімікатами, пестицидами.

Найбільше значення має хелатне залізо, так як цей елемент міститься в тканинах рослин в більш значній кількості, ніж інші метали. Його дефіцит призводить до розвитку багатьох захворювань, у тому числі хлорозу. Застосовуються й інші хелати – міді, цинку, бору, що стимулюють ріст рослин і утворення зав\'язі. На ранніх термінах вегетації доцільно проводити підживлення хелатними кальцієм, який сприяє розвитку кореневої системи. Використання в тваринництві

Хелатні форми мікроелементів застосовують для вітамінізації харчування всіх видів сільськогосподарських тварин і птахів. Ці речовини в малих концентраціях здатні заміщати до 40 % неорганічних мінералів і надають наступне вплив: підвищення імунних сил під час хвороби, вагітності самок або в несприятливих умовах; поліпшення репродуктивної функції; зменшення кількості соматичних клітин у молоці, що підвищує його якість (термостійкість і інші технологічні властивості); прискорення росту молодняку.

Хелатне залізо, на відміну від його сульфату, здатне легко проникати через плацентарний бар\'єр. Згідно з проведеними дослідженнями, додавання цього вітаміну в раціон свиноматок сприяє в подальшому народження поросят з великою вагою і запобігають у них розвиток дефіциту заліза.

В результаті застосування хелати магнію відзначається поліпшення якості туші тварин, зниження жирових відкладень. Сполуки міді і марганцю допомагають у профілактиці хондроматоза кісток і ураження серцево-судинної системи у домашніх птахів. Лікарські препарати

У медицині хелатні форми сполук використовують в наступних цілях: Антидоти при гострих і хронічних отруєннях важкими металами та іншими отрутами ("Унітіол", "Тетацин-кальцій"). При їх прийомі відбувається зв\'язування шкідливих речовин в замкнені комплекси хелатного типу. Протипухлинні засоби ("Цисплатин" і інші). Ліки проникають в ядра уражених клітин, утворюють стійке з\'єднання з ДНК, що перешкоджає їх самовідтворення. Вітамінні препарати (найчастіше хелатний кальцій і залізо).

На відміну від вільних іонів металів, дані речовини не утворюють сполуки з іншими хімічними елементами в шлунку і кишечнику, тому вони краще засвоюються в організмі людини. У зв\'язку з цим на основі хелатів можливе створення лікарських засобів та БАД нового покоління. Автор: Баймурзина Регіна 21 Вересня, 2018

Категория: Новости