फ्यूमरिक एसिड: संरचना, गुण, उपयोग और जोखिम - रसायन विज्ञान - 2025

Fumaric एसिड या (tricarboxylic एसिड की या चक्र) एक कमजोर transbutenodioico dicarboxylic एसिड टीसीए चक्र में शामिल और यूरिया चक्र। इसकी आणविक संरचना HOOCCH = CHCOOH है, जिसका संघनित आणविक सूत्र C ₄ H ₄ O _{4 है} । फ्यूमरिक एसिड के लवण और एस्टर को फ्यूमरेट्स कहा जाता है।

यह क्रेब चक्र में सक्सिनेट से उत्पन्न होता है जो कि एंजाइम की कार्रवाई के माध्यम से फ्यूमरेट में ऑक्सीकरण होता है, कोएन्ज़ाइम के रूप में एफएडी (फ्लेविन एडेनिल डिन्यूक्लियोटाइड) का उपयोग करके। जबकि FAD को FADH ₂ तक घटा दिया जाता है । इसके बाद, एंजाइम फ्यूमरेज की क्रिया द्वारा फ्यूमरेट को L-malate में हाइड्रेट किया जाता है।

स्रोत: बेन मिल्स, विकिमीडिया कॉमन्स से

यूरिया चक्र में, arginosuccinate एंजाइम arginosuccinate lyase की कार्रवाई से fumarate में बदल जाता है। फ्यूमरेट को साइटोसोलिक फ्यूमरेज द्वारा माल्ट में परिवर्तित किया जाता है।

कवक Rhizopus nigricans द्वारा मध्यस्थता की प्रक्रिया में फ़्यूमेरिक एसिड को ग्लूकोज से बनाया जा सकता है। फ्यूमिक एसिड भी मैलिक एसिड के कैलोरिक आइसोमेराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। यह वैनेडियम पैंटोक्साइड की उपस्थिति में सोडियम क्लोरेट के साथ फ़्यूरफ़्यूरल के ऑक्सीकरण द्वारा भी संश्लेषित किया जा सकता है।

फ्यूमरिक एसिड के कई उपयोग हैं; एक खाद्य योज्य के रूप में, राल उत्पादन और कुछ रोगों के उपचार में, जैसे कि सोरायसिस और मल्टीपल स्केलेरोसिस। हालांकि, यह मामूली स्वास्थ्य जोखिम पेश करता है जिस पर विचार किया जाना चाहिए।

रासायनिक संरचना

ऊपरी छवि फ्यूमरिक एसिड की आणविक संरचना को दर्शाती है। काले गोले कार्बन परमाणुओं के अनुरूप होते हैं जो इसके हाइड्रोफोबिक कंकाल बनाते हैं, जबकि लाल गोले दो कार्बोक्जिलिक समूह COOH से संबंधित हैं। इस प्रकार, दोनों COOH समूहों को केवल एक दोहरे बंधन C = C से जुड़े दो कार्बन द्वारा अलग किया जाता है।

फ्यूमरिक एसिड की संरचना को रेखीय ज्यामिति कहा जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसके कार्बोनेट कंकाल के सभी परमाणुओं में ² संकरण है और इसलिए, दो केंद्रीय हाइड्रोजन परमाणुओं के अलावा एक ही विमान में आराम करते हैं (दो सफेद गोले, एक का सामना करना पड़ रहा है और दूसरा नीचे का सामना कर रहा है))।

इस विमान (और कुछ खड़ी कोणों) से फैलने वाले केवल दो परमाणु COOH समूहों के दो अम्लीय प्रोटॉन हैं (पक्षों पर सफेद गोले)। जब फ्यूमरिक एसिड पूरी तरह से विघटित हो जाता है, तो यह दो नकारात्मक आरोपों को प्राप्त करता है जो इसके सिरों पर गूंजते हैं, इस प्रकार एक द्विबीजपत्री आयन बन जाता है।

ज्यामितीय समरूपता

फ्यूमरिक एसिड की संरचना में ट्रांस (या ई) समरूपता है। यह डबल बांड प्रतिस्थापन के सापेक्ष स्थानिक पदों में रहता है। दो छोटे हाइड्रोजन परमाणु विपरीत दिशाओं में इंगित करते हैं, जैसा कि दो COOH समूह करते हैं।

यह फ्यूमरिक एसिड को "ज़िगज़ैग्ड" कंकाल देता है। जबकि इसके अन्य ज्यामितीय आइसोमर के लिए, सीआईएस (या जेड), जो कि मैलिक एसिड से ज्यादा कुछ नहीं है, इसमें "सी" के आकार में एक घुमावदार कंकाल है। यह वक्रता दो COOH समूहों और समान H में दो H के समान ललाट मिलन का परिणाम है:

स्रोत: निनॉमी द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से

भौतिक और रासायनिक गुण

आण्विक सूत्र

सी ₄ एच ₄ ओ ₄ ।

आणविक वजन

116.072 ग्राम / मोल।

भौतिक उपस्थिति

एक बेरंग क्रिस्टलीय ठोस। क्रिस्टल मोनोक्लिनिक, सुई के आकार के होते हैं।

सफेद क्रिस्टलीय पाउडर या कणिकाओं।

गंध

शौचालय।

स्वाद

खट्टे फल।

क्वथनांक

1.7 एमएमएचएच (522 डिग्री सेल्सियस) के दबाव में 329 ° एफ। 200lim C (392º F) पर विभाजित होता है और 287º C पर विघटित होता है।

गलनांक

572 ° F से 576 ° F (287 ° C)।

फ़्लैश प्वाइंट

273 27 सी (खुला ग्लास)। 230 सी (बंद ग्लास)।

जल में घुलनशीलता

25º C पर 7,000 मिलीग्राम / ली।

अन्य तरल पदार्थों में घुलनशीलता

इथेनॉल में घुलनशील और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में। इथेनॉल के साथ यह हाइड्रोजन बांड बना सकता है और पानी के अणुओं के विपरीत, इथेनॉल के लोग इसकी संरचना के कार्बनिक कंकाल के साथ अधिक आत्मीयता के साथ बातचीत करते हैं।

एथिल एस्टर और एसीटोन में घुलनशील घुलनशील।

घनत्व

1,635 ग्राम / सेमी ³ 68º एफ। पर 1,635 जी / सेमी ³ 20º सी पर।

वाष्प दबाव

25º C पर 1.54 x 10 ^-4 mmHg।

स्थिरता

यह स्थिर है हालांकि यह एरोबिक और एनारोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा अपमानजनक है।

जब फ्यूमेरिक एसिड को 150 andC और 170,C के बीच पानी के साथ एक बंद कंटेनर में गरम किया जाता है, तो DL-malic acid बनता है।

autoignition

1,634 ° F (375 ° C)।

ज्वलन की ऊष्मा

2,760 कैल / जी।

पीएच

3.0-3.2 (25 डिग्री सेल्सियस पर 0.05% समाधान)। यह मान दो प्रोटॉन के पृथक्करण की डिग्री पर निर्भर करता है, क्योंकि यह एक डाइकारबॉक्सिलिक एसिड है, और इसलिए द्विध्रुवीय है।

सड़न

यह हीटिंग पर विघटित होता है, एक संक्षारक गैस का उत्पादन करता है। हिंसक रूप से मजबूत ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करता है, ज्वलनशील और विषाक्त गैसें बनाता है जो आग और यहां तक ​​कि विस्फोट का कारण बन सकता है।

आंशिक दहन के तहत, फ़्यूमेरिक एसिड चिड़चिड़ा मेनिक एनहाइड्राइड में परिवर्तित होता है।

अनुप्रयोग

भोजन में

-इसका उपयोग भोजन में एसिडुलेंट के रूप में किया जाता है, अम्लता के एक नियामक कार्य को पूरा करता है। यह इस उद्देश्य के लिए टार्टरिक एसिड और साइट्रिक एसिड का विकल्प भी बना सकता है। इसके अलावा, यह एक खाद्य संरक्षक के रूप में उपयोग किया जाता है।

-खाद्य उद्योग में, फ्यूमरिक एसिड का उपयोग एक खट्टे एजेंट के रूप में किया जाता है, जिसे शीतल पेय, पश्चिमी शैली की मदिरा, कोल्ड ड्रिंक्स, फलों के रस पर केंद्रित, डिब्बाबंद फल, अचार, आइस क्रीम और शीतल पेय के लिए इस्तेमाल किया जाता है।

-फ्यूमरिक एसिड का इस्तेमाल रोजाना की ड्रिंक्स में किया जाता है, जैसे कि चॉकलेट मिल्क, अंडा, कोको और कंडेस्ड मिल्क। पनीर में फूमरिक एसिड भी मिलाया जाता है, जिसमें प्रसंस्कृत चीज और पनीर के विकल्प शामिल हैं।

-अदरक जैसे हलवा, जायकेदार दही और शर्बत में फ्यूमरिक एसिड हो सकता है। यह एसिड कस्टर्ड जैसे अंडे और अंडा आधारित डेसर्ट को संरक्षित कर सकता है।

खाद्य उद्योग के भीतर अतिरिक्त उपयोग

-फ्यूमरिक एसिड भोजन को स्थिर और स्वाद देने में मदद करता है। बेकन और डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों में भी इस यौगिक को जोड़ा जाता है।

-बेंजो और बोरिक एसिड के साथ संयुक्त उपयोग मांस, मछली और शेलफिश के क्षरण के खिलाफ उपयोगी है।

-इसमें एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं, यही वजह है कि इसका उपयोग मक्खन, चीज और पाउडर दूध के संरक्षण में किया गया है।

-यह आटे के आटे को संभालना आसान बनाता है, जिससे इसे अधिक आसानी से काम करने की अनुमति मिलती है।

-इसका उपयोग वजन बढ़ाने, पाचन क्रिया में सुधार और पाचन तंत्र में रोगजनक बैक्टीरिया को कम करने के लिए सूअरों के आहार में सफलता के साथ किया गया है।

रेजिन के उत्पादन में

-फ्यूमरिक एसिड का उपयोग असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन में किया जाता है। इस राल में रासायनिक संक्षारण और गर्मी प्रतिरोध के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है। इसके अतिरिक्त, इसका उपयोग एल्केड रेजिन, फेनोलिक रेजिन और इलास्टोमर्स (घिसने वाले) के निर्माण में किया जाता है।

-फ्यूमरिक एसिड और विनाइल एसीटेट का कोपोलिमर उच्च गुणवत्ता वाले चिपकने का एक रूप है। स्टाइरीन के साथ फ्यूमरिक एसिड का कोपॉलीमर ग्लास फाइबर के निर्माण में एक कच्चा माल है।

-इसका उपयोग पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के उत्पादन और रंजक के एक स्वामी के रूप में किया जाता है।

चिकित्सा में

-सोडियम फ्यूमरेट लौह सल्फेट जेल बनाने के लिए फेरस सल्फेट के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे फर्सल के नाम से दवा की उत्पत्ति होती है। इसका उपयोग बच्चों में एनीमिया के उपचार में भी किया जाता है।

-दिमेथाइल फ्यूमरेट एस्टर का उपयोग मल्टीपल स्केलेरोसिस के उपचार में किया गया है, इस प्रकार विकलांगता की प्रगति में कमी आई है।

सोरायसिस के उपचार में फ्यूमरिक एसिड के विभिन्न एस्टर का उपयोग किया गया है। Fumaric एसिड यौगिकों उनकी इम्यूनोमॉड्यूलेटरी और इम्यूनोसप्रेसिव क्षमता के माध्यम से चिकित्सीय कार्रवाई को बढ़ाएगा।

-इस पौधे फ्यूमरिया ऑफिसिनैलिस में प्राकृतिक रूप से फ्यूमरिक एसिड होता है और इसे सोरायसिस के उपचार में दशकों से इस्तेमाल किया जाता है।

हालांकि, सोरायसिस के लिए फ्यूमरिक एसिड के साथ इलाज किए गए रोगी में गुर्दे की विफलता, बिगड़ा हुआ यकृत समारोह, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल प्रभाव और फ्लशिंग देखा गया है। इस विकार को एक्यूट ट्यूबलर नेक्रोसिया नाम दिया गया था।

इस यौगिक के साथ प्रयोग

-एक वर्ष में मनुष्यों में किए गए प्रयोग, जिन्हें 8 मिलीग्राम फ्युमरिक एसिड / दिन दिया गया, उनमें से किसी भी प्रतिभागी को यकृत क्षति नहीं हुई।

-फ्यूमिक एसिड का उपयोग चूहों में थायोसिटामाइड-प्रेरित यकृत ट्यूमर को बाधित करने के लिए किया गया है।

-इसका उपयोग माइटोमाइसिन सी के साथ इलाज किए गए चूहों में किया जाता है। यह दवा यकृत की असामान्यता का कारण बनती है, जिसमें विभिन्न साइटोलॉजिकल परिवर्तन होते हैं, जैसे कि पेरिनामिक अनियमितता, क्रोमैटिन एकत्रीकरण, और असामान्य साइटोप्लाज्मिक ऑर्गेनेल। साथ ही फ्यूमेरिक एसिड इन परिवर्तनों की घटनाओं को कम करता है।

-चूहों के साथ प्रयोगों में, फ्यूमरिक एसिड ने एसोफैगल पैपिलोमा, मस्तिष्क ग्लियोमा और गुर्दे के मेसेनकाइमल ट्यूमर के विकास के लिए एक निरोधात्मक क्षमता दिखाई है।

-ऐसे प्रयोग हैं जो कैंसर के ट्यूमर के संबंध में फ्यूमरिक एसिड के विपरीत प्रभाव दिखाते हैं। हाल ही में इसकी पहचान कैंसर पैदा करने में सक्षम एक ऑनकोमेटाबोलिट या अंतर्जात मेटाबोलाइट के रूप में की गई है। ट्यूमर के आसपास और तरल पदार्थ में फ्यूमरिक एसिड के उच्च स्तर होते हैं।

जोखिम

-आंखों के संपर्क में, फ्यूमरिक एसिड पाउडर जलन पैदा कर सकता है, लालिमा, फाड़ और दर्द से प्रकट होता है।

-त्वचा के संपर्क में आने से जलन और लालिमा हो सकती है।

-इन साँस लेना नाक मार्ग, स्वरयंत्र और गले के श्लेष्म झिल्ली को परेशान कर सकता है। इससे खांसी या सांस लेने में तकलीफ भी हो सकती है।

-दूसरे हाथ पर, फ्यूमरिक एसिड को अंतर्ग्रहण होने पर विषाक्तता नहीं दिखाता है।

संदर्भ

1. स्टीवन ए। हार्डिंगर। (2017)। ऑर्गेनिक केमिस्ट्री की इलस्ट्रेटेड ग्लोसरी: फ्यूमरिक एसिड। से लिया गया: chem.ucla.edu
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