مسحوق حمض الماليك، المعروف أيضًا باسم cis-حمض البيوتينيديويك، هو حمض ثنائي الكربوكسيل عضوي له الصيغة الكيميائية C4H4O4. وهو موجود بشكل طبيعي في بعض الفواكه والنباتات ولكن يتم إنتاجه صناعيًا في المقام الأول من خلال أكسدة البيوتين، وخاصة البيوتين -1 والبيوتين -2. هذا المركب البلوري عديم اللون له رائحة حمضية مميزة وقابل للذوبان بدرجة عالية في الماء والمذيبات العضوية المختلفة.
يشتمل التركيب الجزيئي على أربع-سلسلة كربون مع مجموعتي كربوكسيل (-COOH) موضوعتين في تكوين رابطة الدول المستقلة، مما يعني أن رابطة الكربون-الثنائية الكربونية ومجموعات الكربوكسيل موجودة على نفس الجانب من الجزيء. يمنحه هذا التكوين خواصًا كيميائية فريدة، بما في ذلك قدرته على تكوين الإسترات والأنهيدريدات والأملاح.
علاوة على ذلك، يتم استخدام حمض الماليك في إنتاج العوامل المخلبية، التي تساعد على إزالة أيونات المعادن من المحاليل، وكعنصر في تركيب الأصباغ والأصباغ. يؤكد تعدد استخداماته واستخدامه على نطاق واسع على أهميته في الصناعة الكيميائية.
|
|
|
|
الصيغة الكيميائية |
C4H4O4 |
|
الكتلة الدقيقة |
116.01 |
|
الوزن الجزيئي |
116.07 |
|
m/z |
116.01 (100.0%), 117.01 (4.3%) |
|
التحليل العنصري |
C, 41.39; H, 3.47; O, 55.13 |
أحد التطبيقات الأساسية لـمسحوق حمض الماليكيدخل في تصنيع حمض البوليماليك، وهو بوليمر يستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه نظرًا لخصائصه الممتازة في منع التآكل. كما أنه بمثابة مقدمة لتصنيع راتنجات البوليستر غير المشبعة، والتي تستخدم في إنتاج البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية-، والطلاءات، والمواد اللاصقة.
في راتنجات البولياميد
راتينج البولياميد، المعروف أيضًا باسم راتينج النايلون، هو نوع من البوليمرات-ذات الوزن الجزيئي- العالي والتي تحتوي على مجموعات أميد متكررة في سلسلتها الجزيئية الكبيرة. يمكن إنتاجه من خلال التكثيف المتعدد للديامينات والأحماض ثنائي القاعدة أو عن طريق بلمرة جزيء لاكتام واحد. تتميز هذه المادة البلاستيكية متعددة الاستخدامات بخصائص ممتازة وتستخدم على نطاق واسع. ويتم تصنيفها إلى بولي أميدات غير تفاعلية (محايدة) ومتفاعلة، مع تطبيقات تتراوح من الأحبار والمواد اللاصقة المذوبة الساخنة - والطلاءات إلى مواد تقوية راتنجات الإيبوكسي والمجلدات والبطانات وراتنجات التغليف/القولبة. تعد البولياميدات المحايدة مناسبة بشكل خاص للطباعة على الأفلام البلاستيكية، في حين تتفوق البولياميدات التفاعلية كعوامل معالجة لراتنجات الإيبوكسي، مما يضفي التصاقًا فائقًا ومرونة ومقاومة كيميائية.
في حين أنه لا يستخدم بشكل مباشر في تصنيع راتنجات البولياميد، إلا أن مشتقاته والبوليمرات المشتركة يمكن أن تلعب دورًا في تعديل أو تحسين خصائص راتنجات البولياميد. راتنجات البولياميد هي فئة متعددة الاستخدامات من البوليمرات المعروفة بخصائصها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها الكيميائية واستقرارها الحراري. يمكن أن يؤدي دمج مشتقات حمض الماليك إلى تخصيص هذه الخصائص بشكل أكبر لتلبية متطلبات التطبيق المحددة.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الاستخدام المباشر في تخليق راتنجات البولياميد غير شائع. بدلاً من ذلك، يركز الباحثون والمصنعون غالبًا على تطوير البوليمرات المشتركة أو البوليمرات المطعمة التي تحتوي على الشظايا، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتعديل راتنجات البولي أميد من خلال المزج أو التفاعلات الكيميائية.
في أميد-البوليمرات المشتركة أنهيدريد
بوليمرات أميد-أنهيدريد المشتركة هي فئة من البوليمرات المتقدمة التي تتميز بتكامل روابط الأميد (–CONH–) وأنهيدريد (–CO–O–CO–) داخل بنيتها الجزيئية. تظهر هذه البوليمرات المشتركة خصائص فريدة تنبع من التأثيرات التآزرية لكلتا الوحدتين التأسيسيتين. تساهم مجموعات الأميد في تعزيز الاستقرار الحراري، والقوة الميكانيكية، ومقاومة التحلل المائي، في حين تقدم مجموعات الأنهيدريد التفاعلية وإمكانية الارتباط المتبادل، والذي يمكن أن يزيد من تخصيص خصائص المواد. تجد بوليمرات الأميد - المشتركة أنهيدريد تطبيقات في مجالات متنوعة مثل الهندسة الطبية الحيوية، حيث تكون قابليتها للتحلل الحيوي والتوافق الحيوي مفيدة، وكذلك في الطلاءات المتقدمة والمواد اللاصقة والأغشية نظرًا لأدائها القوي في ظل الظروف القاسية. خصائصها القابلة للضبط تجعلها مواد متعددة الاستخدامات للحلول المبتكرة عبر صناعات متعددة.
ويشارك حمض الماليك بشكل مباشر في تركيب بوليمرات الأميد-الأنهيدريد المشتركة. يتم الحصول على هذه البوليمرات المشتركة عادة عن طريق بلمرة مشتركة (أو شكل أنهيدريد) مع أميدات مختلفة، مثل تلك المشتقة من الأحماض الأمينية أو ثنائي الأمينات الأليفاتية. ترث البوليمرات المشتركة الناتجة خصائص كل من شظايا الأميد والأنهيدريد، مما يؤدي إلى مواد ذات مجموعات فريدة من الخصائص.
الخصائص والتطبيقات
تعزيز التصاق
غالبًا ما تُظهر بوليمرات الأميد-الأنهيدريد المشتركة التصاقًا محسنًا للركائز المختلفة، بما في ذلك المعادن والبولي أوليفينات والبوليمرات الأخرى. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام كمواد لاصقة وطلاءات ومثبتات في الهياكل متعددة الطبقات.
الاستقرار الحراري
تساهم شاردة الأنهيدريد الموجودة في هذه البوليمرات المشتركة في استقرارها الحراري، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا في درجات الحرارة.
المقاومة الكيميائية
توفر البوليمرات المشتركة أيضًا مقاومة كيميائية جيدة، مما يجعلها مقاومة لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض والقواعد والمذيبات.
يتضمن تصنيع البوليمرات المشتركة الأميدية-أنهيدريد تفاعلات البلمرة المشتركة عادةً. يمكن إجراء هذه التفاعلات في مذيبات مختلفة وتحت ظروف تفاعل مختلفة، اعتمادًا على مونومرات الأميد والأنهيدريد المحددة المستخدمة. يمكن التحكم في عملية البلمرة المشتركة لتحقيق تركيبة البوليمر المشترك والوزن الجزيئي المطلوب.
في بعض الحالات، يمكن أيضًا استخدام تفاعلات التطعيم لإدخال الشقوق على العمود الفقري للبوليمرات الموجودة، مثل البولي أوليفينات أو البولياميدات. يمكن تحقيق عملية التطعيم هذه من خلال البدء الجذري، أو التفاعلات التحفيزية، أو طرق أخرى، اعتمادًا على البوليمر المحدد وظروف التفاعل.
مع التطور السريع للمجتمع والتطبيق الواسع النطاق للمنتجات البتروكيماوية، أصبحت الموارد البتروكيماوية غير المتجددة متوترة بشكل متزايد. أصبح استخدام التقنيات والعمليات الجديدة لتطوير موارد متجددة جديدة لتحل محل الموارد البتروكيماوية غير المتجددة مشكلة ملحة يجب حلها. موارد الكتلة الحيوية هي نوع من الموارد الخضراء المتجددة ذات الاحتياطيات الوفيرة وقيمة الاستخدام المحتملة الضخمة. إن تطوير واستخدام موارد الكتلة الحيوية يحل تدريجيا محل استخدام الموارد البتروكيماوية، التي أصبحت استراتيجية الطاقة الرئيسية في معظم البلدان.
يعد مسحوق حمض الماليك مادة خام مهمة في العديد من مجالات الصناعة الكيميائية. باعتبارها واحدة من 12 مادة خام كيميائية مهمة مدرجة من قبل وكالة الطاقة الأمريكية في المستقبل، فقد تم استخدامها على نطاق واسع في الراتنجات والأدوية والملدنات والبوليمرات المشتركة والمواد الكيميائية الزراعية، ويمكن استخدامها أيضًا كوسيط للمنتجات الكيميائية الأخرى.
في الوقت الحاضر، مسحوق حمض الماليك يتم إنتاجه بشكل رئيسي عن طريق التحلل المائي لأنهيدريد المالئيك، وهو وقود أحفوري. يتم الحصول على أنهيدريد المالئيك بشكل رئيسي عن طريق أكسدة البنزين أو البيوتان أو البيوتين، والتي تعتمد بشكل كبير على الموارد الأحفورية التقليدية. لذلك، فإن إنتاج أنهيدريد المالئيك لا يزيد الضغط على البيئة فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تفاقم أمن الطاقة الوطني. ولذلك، فإن التوليف من موارد الكتلة الحيوية المتجددة أو مركبات منصة الكتلة الحيوية لا يمكن أن يقلل الاعتماد على الطاقة الأحفورية التقليدية فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين البيئة الطبيعية، التي تتمتع بجاذبية كبيرة.
التطبيقات الصناعية
► التوليف العضوي
يعمل حمض الماليك كوسيط متعدد الاستخدامات في التخليق العضوي، حيث يشارك في العديد من التفاعلات مثل الأسترة، والأوسطة، والإضافات الحلقية لديلز-ألدر. تُستخدم مشتقاته، بما في ذلك أنهيدريد الماليك والمالات، على نطاق واسع في إنتاج راتنجات البوليستر غير المشبعة، والتي تعد مكونات أساسية للبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية - والطلاءات والمواد اللاصقة. يعد أنهيدريد المالئيك أيضًا مقدمة رئيسية لتخليق حمض الجلايوكسيليك عن طريق تحلل الأوزون، وهو تفاعل مع التطبيقات في الصناعات الدوائية والكيميائية الزراعية.
► صناعة الأدوية
في قطاع الأدوية، يلعب حمض الماليك دورًا حاسمًا في تركيب الأدوية المختلفة. ويشيع استخدامه كعامل محمض لضبط الرقم الهيدروجيني للمحاليل الصيدلانية، مما يضمن الاستقرار والتوافر البيولوجي. بالإضافة إلى ذلك، يشكل حمض الماليك أملاحًا مع الأدوية الأساسية، مما يعزز قابليتها للذوبان والامتصاص. على سبيل المثال، يتم دمج حمض الماليك مع الكلورفينيرامين لتكوين حمض الماليك كلورفينيرامين، وهو مضاد للهستامين يستخدم لعلاج الحساسية. وبالمثل، يتم استخدام نونيلامين حمض الماليك كعامل مضاد للقيء.
► صناعة المواد الغذائية
على الرغم من أن حمض الماليك نفسه غير معتمد كمضاف غذائي، إلا أن شكل أنهيدريده، أنهيدريد المالئيك، مسموح به للاستخدام المحدود في مواد تغليف المواد الغذائية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي. يمكن أن يتفاعل أنهيدريد المالئيك مع الكحولات لتكوين ماليات، والتي تستخدم كمستحلبات ومثبتات في الأطعمة المصنعة. ومع ذلك، فقد أثيرت مخاوف بشأن احتمال انتقال بقايا أنهيدريد المالئيك إلى المنتجات الغذائية، مما أدى إلى رقابة تنظيمية صارمة.
► القطاع الزراعي
يجد حمض الماليك تطبيقات في الزراعة كمبيد للأعشاب ومنظم لنمو النبات. قدرته على تثبيط نشاط بعض الإنزيمات المشاركة في استقلاب الأحماض الأمينية تعطل نمو الأعشاب الضارة والنباتات غير المرغوب فيها. ويستخدم حمض الماليك أيضًا في تركيب الكيماويات الزراعية، مثل مبيدات الفطريات والمبيدات الحشرية، مما يساهم في حماية المحاصيل وتعزيز الإنتاجية.
► تطبيقات طب الأسنان
استكشفت الأبحاث استخدام حمض الماليك في طب الأسنان كبديل لحمض الفوسفوريك لنقش مينا الأسنان قبل ربط الأقواس التقويمية. تشير الدراسات إلى أن حمض الماليك بنسبة 10% يمكن أن ينتج قوة روابط مماثلة لحمض الفوسفوريك بنسبة 37% مع إمكانية تقليل فقدان المعادن من سطح المينا. ومع ذلك، يظل استخدام حمض الماليك على نطاق واسع في ممارسة طب الأسنان محدودًا بسبب المخاوف بشأن تأثيراته على المدى الطويل-على بنية الأسنان.
وجهات نظر المستقبل
ومن المتوقع أن ينمو الطلب على حمض الماليك في السنوات المقبلة، مدفوعا بتطبيقاته المتزايدة في الصناعات الناشئة مثل الطاقة المتجددة والمواد القابلة للتحلل. تركز الجهود البحثية على تطوير طرق تصنيع أكثر مراعاة للبيئة لحمض الماليك، وذلك باستخدام المواد الأولية القائمة على -الحيوية والأنظمة التحفيزية ذات التأثير البيئي المنخفض. بالإضافة إلى ذلك، فإن استكشاف المشتقات الجديدة ومركبات حمض الماليك الوظيفية يبشر بالخير لإنشاء مواد متقدمة ذات خصائص مخصصة.
رد فعل سلبي
حمض الماليك، ذو الصيغة الكيميائية C ₄ H ₄ O ₄، هو مسحوق بلوري أبيض ذو طعم حامض ضعيف ورائحة نفاذة. باعتباره حمضًا عضويًا مهمًا، فإن حمض الماليك له تطبيقات واسعة في الصناعة والغذاء والطب وغيرها من المجالات، مثل إنتاج راتنجات البوليستر غير المشبعة والمبيدات الحشرية والأصباغ والمضافات الغذائية وما إلى ذلك. ومع ذلك، قد يسبب مسحوق حمض الماليك ردود فعل سلبية مختلفة لجسم الإنسان أثناء الاستخدام، بما في ذلك أجهزة أعضاء متعددة مثل الجلد والعينين والجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. وفي الحالات الشديدة، قد يعرض الحياة للخطر.
السمية الحادة
مسحوق حمض الماليك لديه درجة معينة من السمية الحادة، ويتم إنتاج آثاره السامة بشكل رئيسي من خلال تناوله عن طريق الفم، وملامسة الجلد، والاستنشاق. وقد أظهرت التجارب المختلفة على الحيوانات اختلافات بين الأنواع في السمية الحادة لحمض الماليك، ولكن جميعها تشير إلى ضرره المحتمل.
السمية عن طريق الفم
الجرعة المميتة المتوسطة (LD ₅₀) من حمض الماليك التي يتم تناولها عن طريق الفم في الجرذان هي 708 ملجم / كجم، وفي الفئران 2400 ملجم / كجم. وهذا يعني أنه بالنسبة للفئران، فإن تناول ما يقرب من 708 ملغم/كغم من وزن الجسم من حمض الماليك يمكن أن يؤدي إلى وفاة نصف حيوانات التجارب. من الناحية العملية، إذا تم تناول مسحوق حمض الماليك عن طريق الخطأ، خاصة بكميات كبيرة، فقد يسبب تفاعلات سامة خطيرة، بما في ذلك القيء وآلام البطن والإسهال وصعوبة التنفس والغيبوبة وحتى الموت.
سمية ملامسة الجلد
LD50 من حمض الماليك عند ملامسة جلد الأرانب هو 1560 ملجم/كجم. يشير هذا إلى أن حمض الماليك له تأثير مهيج قوي على الجلد. عندما يتلامس الجلد بشكل مباشر مع تركيزات عالية من مسحوق أو محلول حمض الماليك، فقد يسبب احمرارًا وتورمًا وألمًا وحروقًا وحتى تقرحًا. قد يؤدي التعرض طويل الأمد أو المتكرر إلى جفاف الجلد، والتشقق، والحساسية، وما إلى ذلك.
سمية الاستنشاق
يبلغ متوسط التركيز المميت لمدة ساعة واحدة (LC50) لمسحوق حمض الماليك أو البخار الذي تستنشقه الفئران 0.72 ملغم/لتر. استنشاق تركيزات عالية من بخار حمض الماليك أو الغبار يمكن أن يسبب أعراض تهيج الجهاز التنفسي مثل السعال والصفير وضيق التنفس والتهاب البلعوم وما إلى ذلك. وفي الحالات الشديدة، قد يؤدي إلى التهاب رئوي كيميائي، وذمة رئوية، وحتى فشل الجهاز التنفسي.
تهيج الجلد وردود الفعل التحسسية
مسحوق حمض الماليك يسبب تهيجًا وحساسية كبيرة للجلد، ويمكن أن يسبب ردود فعل سلبية مختلفة على الجلد.
رد فعل تهيج
بعد التلامس المباشر مع مسحوق أو محلول حمض الماليك على الجلد، قد يحدث على الفور إحساس حاد وحارق، يتبعه أعراض التهاب الجلد المهيج الحاد مثل الحمامي والوذمة والبثور. تظهر هذه الأعراض عادةً خلال دقائق إلى ساعات بعد التعرض، وتتناسب شدتها مع تركيز التعرض ومدة التعرض.
ردود الفعل التحسسية
قد يعاني بعض الأفراد من ردود فعل تحسسية تجاه حمض الماليك، والتي تتجلى في التهاب الجلد التماسي. تحدث تفاعلات الحساسية عادة بعد التعرض المتكرر، وتشمل الأعراض حكة في الجلد، حمامي، حطاطات، بثور، وما إلى ذلك. في الحالات الشديدة، قد يحدث تلف شديد في الجلد مثل تحلل البشرة الفقاعي. يجب على الأشخاص الذين يعانون من الحساسية توخي الحذر بشكل خاص عند استخدام المنتجات المرتبطة بحمض الماليك.
تلف الجلد المزمن
قد يؤدي التعرض طويل الأمد أو المتكرر لمسحوق حمض الماليك إلى تلف الجلد المزمن، مثل الجفاف والتشقق وفرط التقرن وما إلى ذلك. وقد تزيد هذه الأضرار من خطر التهابات الجلد وتؤثر على الوظيفة الطبيعية للجلد.
الأسئلة المتداولة
ماذا يفعل حمض الماليك للشعر؟
+
-
حمض الماليك هو مركب عضوي صغير يستخدم في تركيبات العناية بالشعر لتقوية روابط الشعر الداخلية وتنعيم البشرة ومنع التقصف.
ما هو الرقم الهيدروجيني لحمض الماليك؟
+
-
حمض الماليك (1 م، درجة حموضة 7.5) تحضير ووصفة|AAT بيوكيست. يستخدم حمض الماليك بشكل شائع في تحضير اللطخة الجنوبية وكمخزن مؤقت للغسيل في العديد من التطبيقات التي تتضمن الأحماض النووية. مدة صلاحيتها من 6 أشهر إلى سنة.
ما هي الفاكهة التي تحتوي على حمض الماليك؟
+
-
حمض الماليك هو الحمض الرئيسي في العديد من الفواكه، بما في ذلك المشمش، والتوت الأسود، والتوت الأزرق، والكرز، والعنب، والميرابيل، والخوخ، والكمثرى، والخوخ، والسفرجل، ويوجد بتركيزات أقل في الفواكه الأخرى، مثل الحمضيات. يساهم في حموضة التفاح غير الناضج.
الوسم : مسحوق حمض الماليك cas 110-16-7، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، السائبة، للبيع