Vino kislota asosidfa sintezlar va moddalarning biologik faolligi

N = 2 ⁿ
Bu yerda:
n - assimmetrik uglerod atomlari soni;
N – optik (stereoizomerlar) soni.
Molekula tarkibida xiral markazlarning bo’lishi optik simmetriyaga zamin yaratadi. Ikkita xirallik markazga ega bo`lgan birikmalarning vakili - vino kislota HOOC-CHOH-CHOH-COOH dir. Izomerlar soniga ko’ra vino kislotaning 4 ta turi ma’lum.
D-(+)-vino kislota birinchi marta K. Sheele tomonidan 1769 yili vino toshi - uzum sharbati bijg`itilganda hosil bo’ladigan cho`kmadan ajratib olingan. O`ngga buruvchi D-vino kislotaga suv qo’shib asta-sekin qizdirilganda, u mezovino yoki antivino kislotaga, so`ngra esa uzum kislotaga aylanadi. Mezovino va uzum kislotalar optik faol bo`lmagan birikmalardir.

Mashxur fransuz biokimyogari Lui Paster uzum kislotaning xossalarini o`rganish borasida uzum kislotaning qo’shaloq-ammoniy-natriy tuzi hosil qilgan kristallar bir xil bo`lmay, bir-biriga xuddi jism va uning ko’zgudagi tasviri singari o’xshash ekanligiga e`tibor berdi. U har ikki turdagi kristallarni ajratib oldi. Ma’lum bo`ldiki, bir turdagi kristallar etritmasi qutblangan nur tekisligini o`ngga, boshqa turdagi kristallar eritmasi esa chapga burar ekan. Shunday qilib, Paster birinchi bo’lib optik izomerlar aralashmasini optik antipodlarga ajratdi va uzum kislotadan tabiatda uchramaydigan chapga buruvchi L-vino kislotani ajratib oldi.
Shunday qilib, vino kislotaning to`rtta turi aniqlandi: o`ngga buruvchi tabiiy D-vino kislota, chapga buruvchi L-vino kislota, ularning teng miqdordagi aralashmasi – uzum kislota va mezovino kislota. Vino kislotalarning bir-biridan farqi optik izomeriya bilan tushuntiriladi.
Vino kislotada ikkita xiral uglerod atomi borligini xisobga olgan xolda, atom va atomlar guruhlarini har bir xiral markazga turlicha joylashtirib, yuqoridagi tasviriy formulalarni xosil qilamiz. Vino kislota enantiomerlarini D- va L-qatorga ajratganda «gidroksikislota kaliti» qoidasiga rioya qilinadi. Bunga binoan, «yuqoridagi» xiral uglerod atomining konfiguratsiyasi e’tiborga olinadi. Fazoviy izomerlarni yuqoridagi tasviriy formulalar orqali ifodalash E. Fisher tomonidan tavsiya etilgan bo’lib, bu formulalarda gorizontal va vertikal chiziqlarning kesishish nuqtasi xiral uglerod atomini ifodalaydi Shunday qilib, I va II formulalar enantiomerlar formulasi bo’lib, ularning teng miqdordagi aralashmasi optik faol bo`lmagan uzum kislotasidir.
Mezo-forma
III formulaning (mezo-forma) yuqori yarmida vodorod, karboksil va gidroksil guruxlar soat strelkasi yo`nalishi bo`yicha. Demak, ular qutblanish tekisligini o`ngga buradi. Biroq, formulaning pastki yarmidagi xuddi shu guruhlar soat strelkasiga qarshi yo`nalishda joylashgan. Demak, ular qutblanish tekisligini chapga buradi. Formulaning yuqori va pastki yarmidagi guruhlar mutlaqo bir xil bo’lgani uchun molekuladagi o`ngga va chapga burishlar bir-birini muvozanatlaydi. Natijada, modda ikkita xiral uglerod atomi saqlasa-da, optik faollikka ega bulmaydi. Demak, III formula mezovino yoki antivino kislota formulasidir.

Mezovino kislota - xirallik markazlari saqlagan, ammo simmetriya tekisligining mavjudligi tufayli axiral bo’lgan molekulalarga misoldir. Mezoformalanish mavjud bo`la olishi, xiral markazlarning mavjudligi molekulaning xiral bo’lishi uchun birdan bir va etarli sharti emas, degan fikrni tasdiqlaydi. Shuni aytish kerakki, uzum kislotani optik antipodlarga ajratish mumkin, mezovino kislotani esa optik antipodlarga ajratish mumkin emas, chunki uning har bir molekulasi faol emas.

Ikkita bir xil xiral markazga ega bo`lgan birikmalar

Ikkita bir xil xiral markazga ega bo`lgan moddalar o`ziga xos xususiyatlarga ega.
Mezo-forma (mezo-birikma) – identifik xiral markazga ega bo`lgan hamda hech bo`lmaganda bitta konformatsiyasida simmetriya elemtini namoyon qiluvchi stereoizomer. Demak, stereoizomerlarning bir turi bo`lmish ushbu mezo-formada xiral markaz (juda ko`p holatlarda ushbu xiral markaz-uglerod atomi bo`ladi) mavjud bo`lsa-da, molekulaning o`zi xiral bo`lmaydi.
Quyida keltirib o`tilgan Fisher proyeksiyon formulalari identifik xiral markazga ega bo`lgan birikmalarga misol bo`la oladi:
4- va 5-stereoizomerlar enantiomerlar hisoblanadi. Ular optik aktiv bo`lgan moddalardir. Biroq, agar ularning ikkalasidan ham teng miqdorda olinadigan bo`lsa, u holda bu xususiyati yo`qoladi. 6-stereoizomer esa mezo-forma bo`lib, simmetriya tekisligiga ega bo`lgan optik nofaol birikmadir. Ushbu jadvalda vino kislota stereoizomerlarining fizik xossalari keltirilgan:



Vino kislotasining fizik xossalari

Molyar massasi: 150,1 g/mol

Zichligi: 1,66-1,76 g/sm³
Qaynash harorati: 1096,7 kJ/(g mol)
Solishtirma issiqlik sig`imi: 1,26 kJ/(mol <sup>o</sup>C)
Molyar issiqlik sig`imi: 0,189 kJ/(mol ^oC)
Vino kislotasi rangsiz, hidsiz, gigroskopik kristall modda. Suvda va etil spirtida eriydi, benzolda, efirlarda, uglevodorodlarda esa erimaydi.
D - vino kislota vino tosh kislotasi deb ham ataladi. Suyuqlanish temperaturasi 140 ^oC.
L - vino kislota ham 140 ^oC da suyuqlanadi.
Mezovino kislota, ikkinchi nomi – antivino kislotasi. Suyuqlanish temperaturasi 140 ^oC.
Uzum kislotasi (teng miqdordagi L va D vino kislotalar aralashmasi). Ushbu kislotalarning suyuqlanish harorati 240-246 ^oC.
Shuningdek, vino kislota quyidagi nomlar bilan ham nomlanishi mumkin:
Dioksi qahrabo kislota; Tartar kislota; 2,3-digidroksibutandiokislota;
Oziq-ovqat qo`shimchasi E334.
Quyidagi jadvalda ham vino kislotasining fizik, kimyoviy,termodinamik xossalari va eruvchanligi haqidagi ma`lumotlar batafsil keltirib o`tilgan:

OKSIKISLOTALAR
Oksikislotalar (gidroksi kislotalar) – tarkibida bir vaqtning o`zida ham karboksil, ham gidroksil guruh tutuvchi oksikarbon kislotalardir. Ularga vino kislotasi, olma, limon, sut kislotasi, glikol va shu kabi boshqa tabiiy kislotalarni misol qilib keltirishimiz mumkin.
Vino kislotasi (dioksi qahrabo yoki tartar kislota) – ikki asosli dikarbon kislota bo`lib, hech qanday rangga va hidga ega emas, ammo juda ham nordon ta`mli kristallardan iborat. Shuningdek, ushbu kislota ko`plab mevalarning sharbatlarida (masalan, uzum sharbatida) sezilarli darajada uchraydi.
Vino kislotadan oziq-ovqat sanoatida, tibbiyotda, shuningdek, aldegidlar va shakarlarni aniqlash uchun analitik kimyoda hamda dori-darmon sanoatida keng qo`llaniladi. Vino kislotasining tuzlari – tartratlardan tibbiyotda hamda matolarni bo`yashda foydalaniladi.
Vino kislotasi insoniyatga qadim zamonlardan beri ma`lum. Ushbu oksikislota ham spirtlar, ham kislotalar singari kimyoviy reaksiyalarga kirishadi. Shuningdek, fazoviy izomeriya turi bo`lmish optik izomeriya hodisasi ham aynan vino kislotasi uchun xos.
Vino kislota hosilalari
Tabiiy vino kislotasi xiral modda bo`lib, organik sintezda qo`llaniladigan kerakli kimyoviy xomashyolardan biri hisoblanadi. Tabiatda vino kislotasining dekstrotartar kislota formasi uchraydi, ya`ni L-(+)-vino kislota (ushbu moddaning qadimgi nomi d-vino kislotasi). Vino kislotasining tabiiy formasi bo`lishiga qaramasdan, uning narxi enantiomeri hamda mezo-izomeridan ko`ra ancha arzonroq.
Ushbu moddalarni nomlashda qo`llaniladigan “dekstro-” hamda “levo-” old qo`shimchalari ancha eskirgan. Shu sababli, zamonaviy adabiyotlarda ularni quyidagicha nomlash qabul qilingan:
(2R, 3R)-vino kislota - L-(+)-vino kislotasi uchun;
(2S, 3S)-vino kislota – uning enantiomeri uchun;
(2R, 3S)-vino kislota – mezo diastereomer uchun.

Vino kislotasi enantiomerlarining ratsematik aralashmasi uzum kislotasi deb nomlanadi. Ushbu kislotani olish uchun malein angidrid vodorod peroksid bilan ta`sirlashtiriladi. Uzum kislotasi quyidagi xossalarga ega:

Suyuqlanish temperaturasi: 205
Kristallari suvda yaxshi eriydi
Etanol va dietil efirda esa yomon eriydi.
Quyida keltirib o`tilgan eritro-qatordagi fazoviy izomer optik nofaol mezoforma hisoblanadi hamda mezovino kislotasi (yoki antivino kislota) deb nomlanadi.


Uzum kislotasini qizdirish natijasida pirouzum kislotasi olinadi:

Ikki asosli oksikislotalar
Tabiatda ko’p asosli oksikislotalar keng tarqalgan bo’lib, ular organizmdagi biokimyoviy jarayonlarda muhim rol o’ynaydi.
Vino kislotalar (digidroksiqahrabo kislotalar) HOOC-CHOH-CHOH-COOH ning to`rtta ko’rinishi mavjud bo’lib, ular D-(+) - vino kislota, L-(-) - vino kislota, uzum kislota va mezovino kislotalar deb ataladi. D-(+) - vino kislota uzum vinosi tayyorlash vaqtida bochkalarda cho’kib holadigan cho’kma - "vino toshi" dan mineral kislotalar ta’sir ettirib ajratib olinadi:

Undan tashqari, vino kislotani sintez yo`li bilan malein kislotadan olish mumkin. Bunda dastlab malein kislotaga brom ta’sir ettirilib, dibromqahrabo kislota hosil qilinadi. So’ngra, dibromqahrabo kislotani gidrolizlab, vino kislota olinadi:

D-(+) vino kislota 170⁰C da suyuqlanadigan kristall modda. Suvda va spirtda yaxshi, efirda yomon eriydi.
L-(-)-vino kislota xossalari jihatdan D-(+)-vino kislotadan farq qilmaydi.
Uzum kislota suv bilan 204⁰C da suyuqlanadigan kristallogidrat (2C₄H₆O₆*H₂O) hosil qiladi. Ratsemat, suvda optik faol vino kislotalarga nisbatan yomon eriydi.
Sof mezovino kislota 140⁰C da suyuqlanadigan kristall modda. U ham uzum kislota kabi suv bilan kristallogidrat hosil qiladi (C₄H₆O₆*H₂O).
Vino kislota kimyoviy hossalari jihatdan ikki asosli kislotalarning, ko’p atomli spirtlarning hamda oksikislotalarning xossalarini qaytaradi. Vino kislotaning kaliy-natriyli tuzi to’rt molekula suv bilan kristallogidrat NaOOC-CHOH-CHOH-COOK* 4H₂O hosil qiladi va segnet tuzi deb ataladi. Agar hosil bo’lgan segnet tuzi eritmasiga mis gidroksid ta’sir ettirilsa, mis gidroksidning cho`kmasi erib ketadi va to’q ko’k rangdagi eritma hosil bo’ladi. Bu reaktsiya jarayonini soddalashtirgan holda quyidagicha ifodalash mumkin:

Hosil bo’lgan eritma feling suyuqligi deb yuritiladi va qaytaruvchi moddalar - aldegidlar, shakarlar kabi moddalarni aniqlashda hamda ularning miqdorini belgilashda reaktiv sifatida qo’llaniladi.

UZUM KISLOTA
Vino kislota enantiomerlarining ratsematik aralashmasi uzum kislotasi hisoblanadi. Demak, uzum kislota tarkibida vino kislotaning stereoizomerlari bo`lmish D-(-)-enantiomer hamda L-(+)-enantiomer teng miqdorda bo`ladi.

Uzum kislotasining qo`llanilish sohasi ancha keng bo`lib, undan galvanoplastikada, rangli metall va oynalar ishlab chiqarishda hamda bo`yovchi modda sifatida foydalaniladi. Shuningdek, oziq-ovqat sanoatida turli xildagi napitkalar va meva essensiyalari ishlab chiqarishda ham aynan uzum kislotasining o`rni beqiyos.
Uzum kislotasini qizdirish orqali pirouzum kislotasi olinadi:




PIROUZUM KISLOTA
Pirouzum vino kislotasining hosilasi bo`lib, uni yana turli xil nomlar bilan nomlashimiz mumkin. Karbonil hamda karboksil guruhlarining o`zaro qanday joylashganligiga ko`ra, oksokislotalar α-, β-, γ- aldegido-/ketokislotalar nomlarini olishi mumkin. Quyida ularga misollar keltirib o`tilgan:
P
irouzum kislotasi α-ketokarbon kislota bo`lganligi sababli, ularga xos bo`lgan barcha xossalarni o`zida namoyon qiladi. Demak, α,α-:digalogen karbon kislotalarni gidrolizlab, α-gidroksikislotalarni oksidlab, shuningdek, α-ketokarbon kislotalarni nitrillash orqali pirouzum kislotasini olishimiz mumkin:

1. 
   α,α-:digalogen karbon kislotalarni gidrolizlash orqali:
   
2. 
   α-gidroksikislotalarni oksidlab:
   
3. 
   α-ketokarbon kislotalarni nitrillash:
   

Shuningdek, pirouzum kislotasini shavel-sirka kislotani dekarboksillab ham olishimiz mumkin.

Ushbu reaksiyada katalizator sifatida Lyuis kislotalaridan foydalaniladi: Xossalari
Pirouzum kislotasining xossalariga keladigan bo`lsak, α-aldegido- va α-ketokislotalar sirka va propion kabi kislotalarga qaraganda kuchli OH-kislota hisoblanadi.
Pirouzum kislotasi metabolizm jarayonida ishtirok etadi. Qolaversa, har bir tirik organizm uchun pirouzum kislotasi ko`plab maqsadlarda kerak bo`ladi. Ulardan eng asosiysi – A atsetilkoenzim sintezi hisoblanadi..


Qo`llanilish sohalari
Vino kislotasi – oq rangli kristall organik modda bo`lib, tabiatda ko`plab mevalar tarkibida uchraydi. Vino kislotasining tuzi bo`lmish kaliy bitartrat “Vino toshi” nomi bilan mashhur bo`lib, fermentatsiya jarayonida tabiiy ravishda hosil bo`ladi. Ushbu tuzning natriy bikarbonat bilan aralashmasi pishiriqlar tayyorlashda ko`pirtiruvchi vazifani bajaruvchi “razrixlitel” sifatida sotiladi. Vino kislotasining o`zi ham nordon ta`m beruvchi modda sifatida “antioksidantE334” nomi ostida oziq-ovqat mahsulotlariga qo`shiladi.
Vino kislotasi alfa-gidroksi karbon kislota bo`lib, qahrabo kislotasining digidroksilli hosilasi hisoblanadi. Vino kislota tibbiyotda "vishillaydigan kukun" (vino kislotaning soda bilan aralashmasi) holida kuchsiz surgi dori sifatida, ishqorlar bilan zaharlanganda esa - zaharni kesuvchi modda sifatida, oziq-ovqat sanoatida limonadlarga ta’m beruvchi modda sifatida ishlatiladi.
(+)-vino kislotasining qo`llanilish sohasi ancha keng bo`lib, asosan, oziq-ovqat sanoatida foydalaniladi (napitkalar, meva essensiyalari). Shuningdek, galvanoplastikada, oyna va rangli metallar ishlab chiqarishda hamda matolarni bo`yashda bo`yovchi kimyoviy modda sifatida ham keng qo`llaniladi.
Vino kislotasi insoniyatga qadim zamonlardan beri ma`lum. Qolaversa, tabiatda ham keng tarqalgan. Olma, apelsin, ayva, papaya, chetan singari meva va sabzavotlar tarkibida mavjud. Ayniqsa, uzum va undan tayyorlangan vino mahsulotlarida ko`p miqdorda mavjud.
Vino kislotasining inson organizmiga ta`siri
Vino kislotasini ko`plab turdagi mevalardan osonlikcha olish mumkin. Asosan, nordon mevalar tarkibida ushbu kislotadan ko`p miqdorda uchraydi. Quyidagi kasalliklar bilan chalingan insonlarga tarkibida vino kislotasi tutgan meva va sabzavot mahsulotlaridan ko`p miqdorda iste`mol qilish tavsiya etiladi:
Ovqat hazm qilish sitemasi funksiyasining buzilishi;
Oshqozonda xlorid kislota miqdorining kamayishi natijasida kislotali muhitning pasayib ketishi;
Stress; Radiatsion fon.
Vino kislotasining inson organizmiga ta`siri natijalaridan kelib chiqib, shifokorlar shunday xulosaga kelishgan. Dioksi qahrabo kislota organizmdagi hujayralarni oksidlanishdan himoya qiladi, moddalar almashinuvi jarayonini tezlashtiradi, radioaktiv moddalarni organizmdan chiqarib yuboradi, yurak muskullarini ishlashga majbur qilib, tomirlarni kengaytiradi. Terining elastikligini oshiradi, kollagen ishlab chiqarilishiga yordam berib, teri hujayralariga ijobiy ta`sir ko`rsatadi.
Shuncha xususiyatlariga qaramay, vino kislotasi saqlagan mahsulotlarni me`yoridan ortiq iste`mol qilish yaramaydi. Sog`lom inson og`irligining har bir kilogrammi uchun vino kislotasining 7,5 grammi o`ldiruvchi doza hisoblanadi. Toza holdagi vino kislotaning o`zini to`g`ridan to`g`ri iste`mol qilish uchun esa davolovchi shifokordan maxsus konsultatsiya olish tavsiya etiladi.
Vino kislotasini ist`mol qilishning normadagi miqdori:
Ayollar uchun: 13-15 ml;
Erkaklar uchun: 15-20 ml;
Bolalar uchun: 5-12 ml.
Vino kislotasi o`ziga xos xususiyatlari sabab, juda ko`plab sohalarda qo`llaniladi, Oziq-ovqat sanoatida kislotalilikni nazorat qiluvchi E334 nomi bilan mashhur. U djemlar, jele va marmeladlar ishlab chiqarishda keng qo`llaniladi. Shuningdek, antioksidant sifatida sovuq choy hamda mevali ichimliklar tarkibida foydalaniladi. Vino kislotasining eng keng qo`llaniladigan sohasi – musallas ishlab chiqarishdir. Ushbu kislotadan foydalanish bo`yicha hech qanday cheklov mavjud emas, barcha mamlakatlarda vino kislotasidan foydalanishga ruxsat berilgan.
XULOSA
Insoniyatga ko`p asrlardan buyon ma`lum bo`lib kelgan kimyoviy moddalardan biri – aynan vino kislota hisoblanadi. Ushbu oq rangli kristall modda tabiatda, asosan, sitrus mevalar takibida va ayniqsa, uzum tarkibida ko`p miqdorda uchraydi. Vino kislota strukturasining o`ziga xosligi tufayli turli xil xususiyatlarga ega bo`lgan (simmetrik/nosimmetrik, xiral/axiral, optik faol/optik nofaol) fazoviy izomerlarni hosil qila oladi. Jan Batist tomonidan kimyoviy xirallikning kashf etilishida ham aynan vino kislotasi muhim ahamiyat kasb etgan.
Yuqorida keltirib o`tilgan barcha ma`lumotlardan ko`rinib turibdiki, vino kislota - tarkibida bir vaqtning o`zida ham karboksil, ham gidroksil guruh tutuvchi o`ziga xos karbon kislotadir. Aynan shunday tuzilishi sabab, ushbu oksikarbon kislota ham spirtlarga, ham karbon kislotalarga xos bo`lgan kimyoviy xossalarni o`zida namoyon qila oladi. Karbon kislotalar kabi dissotsiatsiyaga uchraydi, murakkab efirlar va tuzlar hosil qiladi. Shuningdek, spirtlar singari oksidlanish va oddiy efirlar hosil qilish jarayonlarida ham ishtirok etadi.