अकार्बनिक खनिजों के चेलेटेड रूप जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के समान हैं। इस संपत्ति का उपयोग कृषि में उर्वरकों के उत्पादन और पालतू जानवरों के लिए मूल्यवान खाद्य पूरक के लिए किया जाता है। दवा में, ऐसे यौगिकों का उपयोग एंटीडोट्स और आहार पूरक के रूप में किया जाता है।
"चेलेटेड फॉर्म" का क्या मतलब है?
चेलेट्स एक जटिल है जो सकारात्मक रूप से चार्ज धातु आयनों (कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट के केंद्रीय परमाणु) के लिगेंड के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप प्रकट होता है जो विभिन्न प्रकार के जैव-अणुओं के साथ रासायनिक यौगिक बनाते हैं। सीधे शब्दों में कहें, chelates एक खनिज और एक जटिल कार्बनिक यौगिक का एक संयोजन है। लिगैंड्स में अमीनो एसिड, पेप्टाइड्स, प्रोटीन, प्यूरीन, पोर्फिरिन, मैक्रोलाइड्स, साथ ही साथ उनके सिंथेटिक एनालॉग्स (क्राउन ईथर, क्रिप्टैंड) शामिल हैं।
चेलेटिंग लिगैंड्स में 2 से अधिक कार्यात्मक समूह होने चाहिए जो सहसंयोजक बंधन और धातु के साथ एक रिंग संरचना बनाने में सक्षम हों। शब्द "चेलेट" लैटिन चेला ("पंजा") से आया है। बाह्य रूप से, इन रासायनिक यौगिकों का आकार खनिज धारण करने वाले केकड़े के पंजे के समान होता है।
प्रकृति में सबसे चमकीलाइस प्रकार के पोर्फिरिन-आधारित यौगिकों के प्रतिनिधि मानव हीमोग्लोबिन हैं, जहां Fe (आयरन केलेट) और क्लोरोफिल (मैग्नीशियम केलेट) कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट के केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। आधुनिक जैव रासायनिक प्रौद्योगिकियां ऐसे पदार्थों के विभिन्न रूपों को प्राप्त करना संभव बनाती हैं।
उदाहरण
केलेट रूपों के 3 समूह हैं (लिगैंड के आवेश और धातु आयन के अनुपात के आधार पर)।
- धनायनित। सबसे आम प्रतिनिधि धातु आयनों के साथ पॉलीमाइन के यौगिक हैं। इस मामले में लिगैंडिंग एजेंट तटस्थ है, इसलिए यौगिक का कुल चार्ज केंद्रीय आयन द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- आयनिक। विशिष्ट आयनिक चेलेट्स एथिलीनडायमिनोटेट्राएसेटिक एसिड (ईडीटीए) पर आधारित कॉम्प्लेक्स होते हैं।
- तटस्थ (इंट्रा-जटिल यौगिक)। केंद्रीय धनात्मक आवेश को समान संख्या में ऋणात्मक आवेशित लिगैंड जोड़कर निष्प्रभावी किया जाता है, इस प्रकार एक "आंतरिक नमक" बनता है।
कई धातुएं स्थिर केलेट बनाती हैं जो मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थों में संयोजन करने में सक्षम हैं। यह प्रभाव डाइलेक्ट्रिक्स, उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स और कोटिंग्स के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले बहुघटक अत्यधिक छितरी हुई ऑक्साइड सामग्री के संश्लेषण पर लागू होता है।
जैविक गुण
चेलेटेड खनिज ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें कई मूल्यवान विशेषताएं होती हैं, जैसे:
- पर्यावरण की विभिन्न अम्लता और सूक्ष्मजीवों के प्रभाव में उच्च प्रतिरोध।
- पानी में अच्छा सोखना और घुलनशीलता।
- धातुओं की जैविक गतिविधि, मुक्त अवस्था में उनके लिए असामान्य।
- यौगिकों के अन्य रूपों की तुलना में कम विषाक्तता।
- उच्च जैवउपलब्धता, यानी पौधों और जानवरों दोनों के लिए अच्छी पाचन क्षमता।
- कोई अघुलनशील तलछट नहीं।
खनिज ज्यादातर छोटी आंत में अवशोषित होते हैं, और अधिक स्थिर केलेट रूप उन्हें पेट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड द्वारा नष्ट होने से बचाता है। सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी की भरपाई के लिए इस संपत्ति का उपयोग दवा और पशुपालन में किया जाता है।
उत्पादन
यौगिकों के चेलेटेड रूप, केलेशन (या केलेशन) द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। यह शब्द आम तौर पर रासायनिक विज्ञान में मान्यता प्राप्त नहीं है। सबसे आसान तरीका धातु के लवण के घोल को केलेटिंग एजेंटों के साथ मिलाना है। उत्तरार्द्ध के रूप में, कार्बनिक पदार्थ जैसे:
- nitrilotriacetic, ethylenediaminetetraacetic और ethylene glycoltetraacetic एसिड;
- ट्रिस (कार्बोक्सिमिथाइल) एथिलीनडायमाइन;
- हाइड्रॉक्सीएथिलिडीन डिफोस्फोनिक एसिड;
- लाइसिन;
- मेथियोनीन और अन्य।
एमिनो एसिड और छोटे पेप्टाइड्स प्रयोगशाला में एंजाइमों के प्रभाव में तैयार किए जाते हैं। केलेशन प्रक्रिया को लागू करते समय, निम्नलिखित मापदंडों को ध्यान में रखा जाता है:
- पर्यावरण की अम्लता (यदि आवश्यक हो, तो क्षार जोड़ें);
- तापमान;
- पदार्थ अनुपात;
- एमिनो एसिड घुलनशीलता।
उपजी केलेट परिसर को आसुत जल में धोया जाता है और फिर सुखाया जाता है।
कृषि अनुप्रयोग
चेलेटेड उर्वरकों के निम्नलिखित लाभ हैं:
- जैविक संरचनाओं के साथ घनिष्ठ संबंध, जिसके कारण पदार्थ आसानी से पादप कोशिका झिल्ली में प्रवेश कर जाते हैं।
- बेहतर घुलनशीलता।
- पारंपरिक लवणों की तुलना में केलेटेड उर्वरकों की कम खपत।
- जड़ और पत्ते दोनों को खिलाने की संभावना।
- बीज का अंकुरण बढ़ाएँ।
- कम फाइटोटॉक्सिसिटी।
- मिट्टी की अम्लता के विभिन्न स्तरों पर स्थिरता।
- अन्य रसायनों, कीटनाशकों के साथ अच्छी संगतता।
चेलेटेड आयरन का सर्वाधिक महत्व है, क्योंकि यह तत्व पौधों के ऊतकों में अन्य धातुओं की तुलना में अधिक मात्रा में पाया जाता है। इसकी कमी से क्लोरोसिस सहित कई बीमारियों का विकास होता है। अन्य केलेट्स का भी उपयोग किया जाता है - तांबा, जस्ता, बोरॉन, जो पौधे की वृद्धि और अंडाशय के गठन को प्रोत्साहित करते हैं। बढ़ते मौसम के शुरुआती चरणों में, केलेटेड कैल्शियम के साथ खिलाने की सलाह दी जाती है, जो जड़ प्रणाली के विकास को बढ़ावा देता है।
पशु उपयोग
सभी प्रकार के खेत जानवरों और पक्षियों के पोषण को मजबूत करने के लिए सूक्ष्म तत्वों के चेलेटेड रूपों का उपयोग किया जाता है। छोटी सांद्रता में ये पदार्थ 40% तक अकार्बनिक खनिजों की जगह ले सकते हैं और निम्नलिखित प्रभाव डाल सकते हैं:
- प्रतिरक्षा को बढ़ावाबीमारी के दौरान ताकत, महिलाओं की गर्भावस्था या प्रतिकूल परिस्थितियों में;
- प्रजनन समारोह में सुधार;
- दूध में दैहिक कोशिकाओं की संख्या में कमी, जिससे इसकी गुणवत्ता में सुधार होता है (थर्मल स्थिरता और अन्य तकनीकी गुण);
- युवा जानवरों के विकास में तेजी।
चेलेटेड आयरन, अपने सल्फेट के विपरीत, प्लेसेंटल बाधा को आसानी से पार कर सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि इस विटामिन को बोने के आहार में शामिल करने से बड़े वजन वाले सूअरों के बाद के जन्म को बढ़ावा मिलता है और उन्हें आयरन की कमी होने से रोकता है।
मैग्नीशियम केलेट के प्रयोग से पशुओं के शवों की गुणवत्ता में सुधार होता है, शरीर की चर्बी कम होती है। कॉपर और मैंगनीज यौगिक पोल्ट्री में हड्डी के चोंड्रोमैटोसिस और हृदय रोग को रोकने में मदद करते हैं।
ड्रग्स
चिकित्सा में, निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए यौगिकों के केलेट रूपों का उपयोग किया जाता है:
- भारी धातुओं और अन्य जहरों के साथ तीव्र और पुरानी विषाक्तता के लिए मारक ("यूनीथिओल", "टेटसिन-कैल्शियम")। जब उन्हें लिया जाता है, तो हानिकारक पदार्थ बंद केलेट-प्रकार के परिसरों में बंधे होते हैं।
- एंटीनियोप्लास्टिक दवाएं ("सिस्प्लैटिन" और अन्य)। दवाएं प्रभावित कोशिकाओं के नाभिक में प्रवेश करती हैं, डीएनए के साथ एक स्थिर संबंध बनाती हैं, जो उन्हें स्व-प्रजनन से रोकती हैं।
- विटामिन की तैयारी (अक्सर केलेटेड कैल्शियम और आयरन)।
मुक्त धातु आयनों के विपरीत, ये पदार्थ नहीं बनते हैंपेट और आंतों में अन्य रासायनिक तत्वों के साथ यौगिक, इसलिए वे मानव शरीर में बेहतर अवशोषित होते हैं। इस संबंध में, चेलेट्स के आधार पर, नई पीढ़ी की दवाएं और पूरक आहार बनाना संभव है।
