حمض الفوماريك هو أحد المواد التي تتشكل في خلايا الإنسان والحيوانات الأخرى في عملية التمثيل الغذائي الطبيعي. تستخدم مركباتها في الطب والزراعة والغذاء والصناعات الكيماوية. بكميات كبيرة ، يمكن أن تسبب هذه المادة ردود فعل سلبية - الحساسية واضطرابات الجهاز الهضمي.
الوصف العام
حمض الفوماريك هو أيزومر من حمض الإيثيلين -1 ، 2-ثنائي الكربوكسيل في التكوين العابر (يحتوي على بدائل هيدروكربونية على جوانب متقابلة من الرابطة المزدوجة C-C). لأول مرة تم الحصول على هذه المادة من حمض السكسينيك.
الصيغة التجريبية لحمض الفوماريك: C4H4O4.
في المظهر ، المركب عبارة عن مسحوق بلوري عديم اللون والرائحة.
تظهر الصيغة البنائية لحمض الفوماريك في الشكل أدناه:
يوجد الحمض في العديد من النباتات (الحامول الأوروبية ، والكورداليس ، والخشخاش وغيرها) ، والأشنات والفطريات ، ويتكون أيضًا أثناء تخمر الكربوهيدرات فيوجود فطر Aspergillus fumigatus (aspergillus fumigatus).
خصائص
الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية لحمض الفوماريك هي كما يلي:
- الوزن الجزيئي - 116.07 a.u. e.m.
- الذوبان: يا في الكحوليات - جيد ؛ س في الماء وثنائي إيثيل الأثير - ضعيف ؛ o في المذيبات العضوية - غير قابلة للذوبان.
- نقطة الانصهار - 296.4 درجة مئوية.
- نقطة الغليان - 165 درجة مئوية
يتم اختزال أحماض الفوماريك والماليك بسهولة إلى حمض السكسينيك. عندما يتأكسد بمركبات البيروكسيد ، يتشكل حمض الطرطريك المتوسط ، عند التفاعل مع الكحوليات ، يحدث أحادي و ديستر (فومارات).
الكيمياء الحيوية
يوجد حمض الفوماريك في دم الشخص السليم بتركيز يصل إلى 3 ملجم / لتر. يتشكل كمادة وسيطة في دورة حمض الكربوكسيل ، أثناء تخليق اليوريا وأكسدة بعض الأحماض الأمينية ، وفي جلد الإنسان تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية.
تلعب Fumarates دورًا مهمًا في الأنسجة البشرية أثناء تجويع الأكسجين. بالاقتران مع حمض الماليك وأملاح حمض الجلوتاميك ، فإنها تزيد من محتوى ATP والجليكوجين ، وهو الشكل الرئيسي لتخزين الجلوكوز ، وهو مصدر عالمي للطاقة للخلايا. في التجارب التي أجريت على الفئران ، وجد أن هذه المادة تزيد من مدة تقلص القلب أثناء عزله. في حالة الصدمة النزفية ، تساعد الفومارات في زيادة بقاء الحيوانات.
توليف
الحصول على حمض الفوماريك فييتم إنتاج النطاق الصناعي عن طريق الأزمرة التحفيزية لحمض الماليك في محلول مائي. في روسيا ، تُستخدم هذه التقنية لتصنيع الأحماض الصناعية ، وهو أمر غير قابل للتطبيق في الصناعات الغذائية والصيدلة بسبب وجود أملاح المعادن الثقيلة.
حمض الفوماريك الغذائي عالي النقاوة مصنوع من حمض الماليك أو الطرطريك. ترتبط طريقة تصنيع مادة ما بصعوبات فنية (تتطلب تنقية متعددة المراحل كثيفة العمالة) وهي أكثر تكلفة. جودة حمض الفوماريك التقني تعتمد بشكل كبير على نقاء حمض الماليك ، والذي يتم الحصول عليه من أنهيدريد المالئيك والفثاليك.
التطبيق
في الصناعة الكيميائية ، يستخدم الحمض لإنتاج المواد التالية:
- راتينج بوليستر ؛
- زيوت تجفيف تركيبية
- الملدنات
في صناعة المواد الغذائية (المضافات E297) يستخدم كمحمض (بديل لحمض الستريك والطرطريك) في تحضير المشروبات والحلويات والمعجنات. في الوقت نفسه ، يكون استهلاكه أقل من نظائره. يتم تنظيم الخصائص التقنية للمضافات الغذائية وفقًا لـ GOST 33269-2015.
الطب
في الطب يستخدم هذا المركب للأغراض التالية:
- ثنائي ميثيل الأثير (ثنائي ميثيل فومارات) - علاج أمراض الجلد (الصدفية ، الأشنة) ، التصلب المتعدد ، الصلع ، أمراض الورم الحبيبي ؛ فطريات ومضاد للفطرياتعلاج ؛
- ملح حمض الفوماريك الصوديوم - مستحضرات التسريب ، بدائل الدم البلورية مع مضادات الأكسدة ، تأثير مضاد للأكسدة (يستخدم للنزيف المعدي الاثني عشر ، التهاب الصفاق ، الإصابات الحرارية الشديدة ، جراحة القلب ، متلازمة الشريان التاجي الحادة ، نقص حجم الدم ، فقدان الدم الشديد ، التسمم) ؛
- مشتقات أخرى - معززات الشهية ، المهدئات ، عوامل الأشعة ، أدوية التهاب الأنف.
من بين أدوية المجموعة الثانية ، تجد Mafusol و Mexidol و Konfumin و Polyoxyfumarin أعظم تطبيق عملي.
تجري حاليًا أيضًا التجارب السريرية لمستحضرات حمض الفوماريك لعلاج أمراض مثل:
- أورام خبيثة
- رقص هنتنغتون
- فيروس نقص المناعة البشرية ؛
- ملاريا.
أظهرت التجارب على الحيوانات أن تناول محلول حمضي بنسبة 1٪ مع الطعام لفترة طويلة يقلل بشكل كبير من نشاط المواد المسرطنة.
حمض الفوماريك يقلل من حموضة المعدة ويؤثر على البكتيريا في الجهاز الهضمي. في الأمعاء ، يخلق بيئة حمضية قليلاً ، مما يثبط نمو البكتيريا المسببة للأمراض ويخلق ظروفًا مواتية لتطوير البكتيريا اللاكتونية ، المشقوقة ، والحمضية. ومع ذلك ، نظرًا لصعوبة الحصول على حمض عالي النقاء للأغراض الصيدلانية وفي إنتاج المكملات الغذائية ، نادرًا ما يستخدم هذا المركب.
الزراعة
في الريففي المزرعة ، يستخدم حمض الفوماريك كمادة مضافة في أغذية الحيوانات الأليفة للوظائف التالية:
- تحسين التمثيل الغذائي في المواقف العصيبة ؛
- زيادة هضم الأعلاف ، وزيادة الشهية ؛
- تحفيز تجنيد العضلات ، وتسريع تكوين العظام وتكوين البيض في الدواجن (الابتنائية غير الهرمونية) ؛
- زيادة دفاعات الجسم خلال فترة الأمراض الجماعية و التطعيم
- تطبيع الجراثيم المعوية ، والوقاية من الأمراض الفطرية والبكتيرية.
يتسبب حمض الفوماريك في تسريع تكوين ATP ، ويعزز تراكم العناصر الغذائية وحمض الأسكوربيك ، وهو أحد مضادات الأكسدة الرئيسية.
ضرر صحي
حمض منقى عالي الجودة آمن لصحة الإنسان. يرجع ضرر حمض الفوماريك بشكل أساسي إلى حقيقة أن الشركات المصنعة عديمة الضمير تستخدم منتجًا تقنيًا عالي الجودة يحتوي على شوائب سامة من حمض الماليك وأملاح المعادن الثقيلة.
يستخدم Dimethyl fumarate أيضًا كمبيد حيوي رخيص لحماية الأثاث والأحذية الجلدية من الالتهابات الفطرية أثناء الشحن. ومع ذلك ، بهذه الصفة ، يمكن أن يسبب الحمض تفاعلات حساسية شديدة في الجلد. لذلك ، في فنلندا والمملكة المتحدة ، طالب أكثر من ألف مستهلك بتعويضات مالية عن الأضرار التي لحقت بالصحة عند شراء أثاث صيني. منذ عام 2008 ، فرضت الدول الأوروبية حظرًا على بيع الأحذية والأثاث المشبع بثنائي ميثيل فومارات.
