اسید سیتریک

اسید سیتریک (به طور عمده: اسید سیتریک ، به طور سیستماتیک مطابق با IUPAC : 2-هیدروکسی پروپان-1،2،3-تری کاربوکسیلیک اسید ) یک اسید جامد بی رنگ و محلول در آب است . اصطلاح سیترات نشان دهنده نمکی از اسید سیتریک و به طور کلی اشکال دپروتون شده است.

در بیوشیمی ، سیترات اغلب هنگام اشاره به شکل جدا شده یونی اسید سیتریک که در محیط آبی سلول رخ می دهد ، استفاده می شود.

علاوه بر نوع بی آب ، مونوهیدرات اسید سیتریک (C 6 H 8 O 7  · H 2 O) نیز وجود دارد که حاوی یک مولکول آب کریستال در هر مولکول اسید سیتریک است .

تاریخ
اسید سیتریک برای اولین بار توسط کارل ویلهلم شیله در سال 1784 از آب لیمو جدا شد - از این رو نامگذاری شده است. با این حال ، اسید سیتریک باید برای اولین کیمیاگران شناخته شده باشد ، البته با نام دیگری. همانطور که در اوایل قرن 9، عرب کیمیاگر جابر بن حیان (Geber) گفته شده است که اسید سیتریک را کشف کرده اند.

رخداد
اسید سیتریک یکی از رایج ترین اسیدها در پادشاهی گیاهان است و به عنوان یک محصول متابولیکی در تمام موجودات وجود دارد. به عنوان مثال آب لیمو حاوی 5-7٪ اسید سیتریک است. اما در سیب ، گلابی ، تمشک ، توت ، سوزنی برگ ، قارچ ، برگ توتون ، در شراب و حتی در شیر نیز وجود دارد.

این توزیع است توجه به این واقعیت که اسید سیتریک به عنوان یک رخ می دهد محصول میانی است که به آن خود نام در به اصطلاح اسید سیتریک چرخه ، که نقش کلیدی در بازی می کند (همچنین به عنوان چرخه tricarboxylic اسید، چرخه کربس شناخته می شود) کربوهیدرات و اسید چرب سوخت و ساز بدن تمام موجودات اکسیژن گیر، از جمله انسان است. این چرخه همچنین ساختارهای مولکولی اساسی را برای ساخت بیشتر اسیدهای آمینه فراهم می کند.

استخراج و ارائه

تولید از مرکبات
اسید سیتریک با استفاده از روش اصلی از مرکبات بدست آمد: محلول غلیظ آمونیاک به آبلیمو اضافه شده ، غلیظ و فیلتر می شود. به راحتی محلول سیترات آمونیوم است تبدیل به کمتر محلول سیترات کلسیم با استفاده از یک واکنش بارش با کلسیم کلرید . محلول مجدداً فیلتر شده و کیک فیلتر در 25٪ اسید سولفوریک ، با سولفات کلسیم ( گچ ) که رسوبات محلول ضعیف تری دارد ، حل می شود. پس از یک فیلتراسیون دیگر ، محلول اسید سیتریک بدست می آید. اسید سیتریک خالص از طریق تبلور بدست می آید .

تولید بیوتکنولوژی
امروزه اسید سیتریک به کمک یک نوع تراریخته از قالب Aspergillus niger بصورت صنعتی تولید می شود . سه مورد اصلی برای این وجود دارد:

محتوای زیاد گلوکز و اکسیژن در محیط غذایی.
pH کم (pH <3). از یک طرف، این است که اثر که aconitase ، آنزیم ثانویه سیترات سنتتاز ، در مهار سیتریک اسید چرخه . چنین مقدار pH پایینی با حد مطلوب pH آنزیم فاصله دارد و در نتیجه فعالیت آن تا حد زیادی کاهش می یابد. در نتیجه ، اسید سیتریک تشکیل شده فقط به میزان کمی توسط قارچ متابولیزه می شود . از طرف دیگر ، غشای خارجی سلولهای قارچی ناپایدار می شود و اسید سیتریک در محیط خارجی آزاد می شود. علاوه بر این ، خطر آلودگی توسط ارگانیسم های خارجی ناخواسته در چنین مقدار pH پایین کم است.
غلظت کم Fe 2+ (<5 میلی گرم در لیتر). این بدان معنی است که آکونیتاز فاقد کوفاکتور است. یونهای Fe 2+ با افزودن هگزاسیانیدفررات پتاسیم (III) متصل می شوند .

مشخصات
  در حالت بی آب ، اسید سیتریک بلورهای لوزی را تشکیل می دهد که طعم آنها کمی ترش است. در مقادیر کم ، اسید سیتریک به طور غیر مستقیم رشد استخوان را تقویت می کند زیرا باعث جذب کلسیم می شود . با این حال ، در مقادیر بیشتر ، اثر سمی دارد ( 50 گرم LD در موش صحرایی: 3 گرم در کیلوگرم).

اسید سیتریک به دلیل سه گروه کربوکسیل (–COOH) یکی از اسیدهای تریکاربوکسیلیک آلی است (به اسید کربوکسیلیک مراجعه کنید) . علاوه بر این ، گروه هیدروکسیل (-OH) در موقعیت 3 ستون فقرات کربن ، آن را به عنوان یک اسید هیدروکسیکاربوکسیلیک شناسایی می کند.

آبی راه حل اسید سیتریک انجام جریان الکتریکی، به عنوان گروه کربوکسیل تقسیم کردن پروتون و حامل های بار نتیجه های تلفن همراه ( یون ) موجود در راه حل هستند. سه ثابت تجزیه اسید اسید سیتریک pK 1 = 3.14 ، pK 2 = 4.76 و pK 3 = 6.39 است. باقی مانده اسید سیتریک که به طور جزئی یا کاملاً جدا شده است ، سیترات (سیترات) نامیده می شود.

خواص شیمیایی
اسید سیتریک می تواند بسیاری از واکنشهای توصیف شده برای اسیدهای کربوکسیلیک را تحت تأثیر قرار دهد

پروتئین زدایی / تشکیل نمک
واکنشهای جانشینی روی کربن کربنیل :
علامت گذاری
هالوژناسیون
تشکیل انیدرید
شهرت
اسید سیتریک را می توان با عوامل مختلف اکسیداسیون ( به عنوان مثال پراکسیدها یا هیپوکلریت ها ) اکسید کرد . بسته به شرایط واکنش ، اسید β- ketoglutaric ، اسید اگزالیک ، دی اکسید کربن و آب می تواند تشکیل شود.

استفاده کنید
اسید سیتریک نه تنها از طریق اثر اسیدی بلکه همچنین از طریق تشکیل یک کمپلکس کلسیم دارای اثر حل شدن آهک است و اغلب در مواد تمیز کننده استفاده می شود . با این کار از بوی نامطبوع پاک کننده های سرکه جلوگیری می شود. با این حال ، کمپلکسها در برابر حرارت مقاوم نیستند و هنگام گرم شدن به سیترات کلسیم نسبتاً محلول در محلول تجزیه می شوند .

از اسید سیتریک می توان برای رسوب زدایی به عنوان مثال استفاده کرد. ب) توسط کتری ، بخاری غوطه وری ، شیر آب ، سر دوش یا ماشین ظرفشویی یا ماشین لباسشویی استفاده شود.

از اسید سیتریک و نمک های آن برای حفظ و اسیدی شدن مواد غذایی استفاده می شود ، به عنوان مثال در نوشیدنی ها. این ماده در پودر جوشان وجود دارد و همراه با سدیم هیدروژن کربنات می چسبد . اسید سیتریک به خصوص در لیموناد و چای سرد استفاده می شود ، اما در آب میوه ها نیز به طور طبیعی وجود دارد. اسید سیتریک در اتحادیه اروپا به عنوان یک افزودنی غذایی با شماره E 330 تأیید می شود .

اگر مقدار pH توسط غذاهای اسیدی یا اسیدهایی که می توانند از دهان قند در دهان ایجاد شوند ، به میزان قابل توجهی کاهش یابد ، این امر می تواند به مینای دندان آسیب برساند (به پوسیدگی دندان مراجعه کنید). اسید سیتریک به طور خاص مسئول این امر نیست ، بلکه سایر اسیدهای مورد استفاده در غذاها یا به طور طبیعی وجود دارند (به عنوان مثال اسید فسفریک ، اسید اسکوربیک و اسیدهای میوه ). با این حال ، با یک رژیم غذایی طبیعی ، این اسیدها توسط اجزای بزاق به طریقی باف می شوند که هیچ آسیبی وارد نمی شود. از طرف دیگر ، پر کردن بطری های کودک با چای لیمو قندی از طریق استرس مداوم باعث آسیب دیدگی دندان در چندین سال از کودکان نوپا شد تا اینکه مشکل شناسایی و برطرف شد.

اسید سیتریک و نمک های آن (سیترات) از لخته شدن خون جلوگیری می کند. بنابراین ، خون اهدایی در کیسه هایی که حاوی محلول بافر سیترات هستند ، حفظ می شود. خون معمولاً چسبناک نیز برای تجزیه و تحلیل با بافر سیترات رقیق می شود. یک کاربرد خاص در جداکننده های سلول است. خون از ورید گرفته می شود ، اجزای خون مورد نظر (به عنوان مثال پلاکت) در دستگاه فیلتر می شود و خون باقیمانده به ورید برمی گردد. بافر سیترات به خون دستگاه اضافه می شود تا لخته های خطرناکی ایجاد نکند.

اسید سیتریک همچنین به عنوان محلول شستشو برای درمان کانال ریشه در دندانپزشکی استفاده می شود.

مناطق دیگر برای استفاده از نمک های اسید سیتریک:

از اسید سیتریک به عنوان نرم کننده آب و نرم کننده جایگزین پارچه استفاده می شود.
از اسید سیتریک برای غیرفعال کردن فولاد ضد زنگ استفاده می شود. در این فرآیند ، اجزای آهن آزاد از سطح فولاد ضد زنگ خارج می شوند. این تأثیر مثبتی بر نسبت کروم و آهن دارد که منجر به بهبود لایه منفعل و در نتیجه بهبود محافظت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ می شود.
صنایع حاوی سیترات کلسیم به عنوان مکمل های غذایی توسط صنعت سلامتی معرفی می شوند. آماده سازی های مشابه نیز برای تقویت دندان و استخوان به سگ ها داده می شود.
گفته می شود سیترات منیزیم باعث افزایش سطح منیزیم در بدن به عنوان آماده سازی یا مکمل غذایی می شود. ب - از گرفتگی گوساله جلوگیری کرده و عملکرد عمومی را افزایش دهید.
نمک های تری سدیم سیترات و تری لیتیوم سیترات در شیمی ساختمان استفاده می شود - بسته به مقدار اضافه شده - به عنوان یک بازدارنده یا تسریع کننده برای سخت شدن ترکیبات سیمانی.
بسیاری از مواد اولیه دارویی فعال بصورت سیترات (به عنوان مثال سیلدنافیل سیترات در ویاگرا ) داده می شود

منبع مطالعاتی : https://www.chemie.de/lexikon/Zitronens%C3%A4ure.html

https://asemantejarat.com/%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF-%D8%B3%DB%8C%D8%AA%D8%B1%DB%8C%DA%A9-citric-acid/