Тартар қышқылы

Тартар қышқылы — табиғи түрде көптеген жемістерде, әсіресе жүзімде, сонымен қатар банандарда, тамариндерде және цитруста кездесетін ақ, кристалды органикалық қышқыл. Оның тұзы, калий битартраты, әдетте татар кремі ретінде белгілі, ашыту процесінде табиғи түрде дамиды. Ол әдетте натрий бикарбонатымен араласады және тағам дайындауда қопсытқыш ретінде пайдаланылатын пісіру ұнтағы ретінде сатылады. Қышқылдың өзі тағамға E334 антиоксиданты ретінде және оның ерекше қышқыл дәмін беру үшін қосылады. Табиғи жағдайда кездесетін шарап қышқылы органикалық химиялық синтезде пайдалы шикізат болып табылады. Тартар қышқылы - альфа-гидрокси-карбон қышқылы, қышқылдық сипаттамалары бойынша дипротикалық және альдарлық және янтарь қышқылының дигидроксил туындысы.

 Тарихы 
Тартар қышқылы ғасырлар бойы шарапшыларға белгілі болды. Алайда экстракцияға арналған химиялық процесті 1769 жылы швед химигі Карл Вильгельм Шееле әзірледі.Retzius, Anders Jahan (1770) "Försök med vinsten och dess syra" (Experiments with cream of tartar and its acid), Kungliga Vetenskapsakademiens Handlingar (Proceedings of the Royal Academy of Sciences), 31 : 207–213. From p. 209: "§. 6. Dessa försök omtalte jag för Hr. Carl Wilhelm Scheele (en snabb och lårgirug Pharmaciæ Studiosus) … " (§. 6. I mention these experiments on behalf of Mr. Carl Wilhelm Scheele (a quick and studious student of pharmacology) … )

Химиялық хирализмді ашуда шарап қышқылы маңызды рөл атқарды. Бұл қасиетін шарап қышқылы алғаш рет 1832 жылы Жан Батист Био байқаған, ол оның поляризацияланған жарықты айналдыру қабілетін байқаған.Biot (1835) "Mémoire sur la polarization circulaire et sur ses applications à la chimie organique" (Memoir on circular polarization and on its applications to organic chemistry), Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut, 2nd series, 13 : 39–175. That tartaric acid (acide tartarique cristallisé) rotates plane-polarized light is shown in Table G following p. 168. (Note: This article was read to the French Royal Academy of Sciences on 1832 November 5.)Biot (1838) "Pour discerner les mélanges et les combinaisons chimiques définies ou non définies, qui agissent sur la lumière polarisée; suivies d'applications aux combinaisons de l'acide tartarique avec l'eau, l'alcool et l'esprit de bois" (In order to discern mixtures and chemical combinations, defined or undefined, which act on polarized light; followed by applications to combinations of tartaric acid with water, alcohol [i.e., ethanol], and spirit of wood [i.e., methanol]), Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut, 2nd series, 15 : 93–279. Луи Пастер бұл зерттеуді 1847 жылы хиральды деп тапқан натрий аммоний тартратының кристалдарының пішіндерін зерттеу арқылы жалғастырды. Әртүрлі пішіндегі кристалдарды қолмен сұрыптау арқылы Пастер бірінші болып левотартар қышқылының таза үлгісін шығарды.L. Pasteur (1848) "Mémoire sur la relation qui peut exister entre la forme cristalline et la composition chimique, et sur la cause de la polarisation rotatoire" (Memoir on the relationship which can exist between crystalline form and chemical composition, and on the cause of rotary polarization)," Comptes rendus de l'Académie des sciences (Paris), 26 : 535–538.L. Pasteur (1848) "Sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le sens de la polarisation rotatoire" (On the relations that can exist between crystalline form, and chemical composition, and the sense of rotary polarization), Annales de Chimie et de Physique, 3rd series, 24 : 442–459.Pasteur, Louis (1850) "Recherches sur les propriétés spécifiques des deux acides qui composent l'acide racémique" [Investigations into the specific properties of the two acids that compose racemic acid], Annales de Chimie et de Physique, 3rd series, 28 (3) : 56–99. See also Plate II. (See also the report of the commission that was appointed to verify Pasteur's findings, pp. 99–117.) [in French]

 Стереохимия 
link=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/TartrateCrystal.svg/220px-TartrateCrystal.svg.png|солға|нобай| Татар қышқылының кристалдары оптикалық микроскоппен көргендей тартылған
Қышқылдың табиғи түрі - декстро-тартарикалық қышқыл немесе L-(+)-тартарикалық қышқыл (ескірген атауы "mwTAd-тартар қышқылы). Табиғи түрде қол жетімді болғандықтан, ол өзінің энантиомеріне және мезоизомеріне қарағанда арзанырақ. Декстро және лево префикстері архаикалық терминдер. Қазіргі оқулықтарда табиғи түрге (2R, 3R)-шалба қышқылы (L-(+)-тартар қышқылы), ал оның энантиомеріне (2S,3S)-тартар қышқылы (D -(-)- деп жатады. шарап қышқылы). Мезодиастереомер (2R, 3S ) - шарап қышқылы немесе (2S,3R) - шарап қышқылы деп аталады.

 Декстро және лево моноклинді сфеноидты кристалдар, based on P. Groth’s “Chemische Krystallographie". және орторомбты кристалдар түзеді.
 Расемикалық шарап қышқылы моноклиникалықCRC Handbook of Chemistry and Physics, 49th edition. және триклиникалық кристалдар түзеді (кеңістік тобы P)., 
 Сусыз мезотартар қышқылы екі сусыз полиморфты құрайды: триклиндік және орторомбты.
 Моногидратталған мезотартар қышқылы сулы ерітіндіден кристалдану орын алатын температураға байланысты моноклиникалық және триклиндік полиморфиз ретінде кристалданады.

Фелинг ерітіндісіндегі шарап қышқылы мыс(II) иондарымен байланысып, ерімейтін гидроксид тұздарының түзілуіне жол бермейді.
DL -тартар қышқылы (расем қышқылы ) (1:1 қатынасында болғанда) мезотартар қышқылы декстротартар қышқылы(L-(+)-тартар қышқылы) левотартар қышқылы(D-(−)-тартар қышқылы)Сурет:L-tartaric_acid.pngСурет:D-tartaric_acid.png150x150 нүкте

+Татар қышқылының формалары Жалпы есім Тартар қышқылы Левотартар қышқылы Декстротартар қышқылы Мезотартар қышқылы Рацем қышқылы Синонимдер (2S, 3S)-тартар қышқылы(S, S)-тартар қышқылы (−)-тартар қышқылыl -тартар қышқылы (ескірген)левотартар қышқылы
D - шарап қышқылыD - триар қышқылы («табиғи емес изомер») (2R, 3R)-тартар қышқылы(R, R)-тартар қышқылы(+)-тартар қышқылыd -тартар қышқылы (ескірген)L - шарап қышқылыL - триар қышқылы(«табиғи изомер»)  (2R, 3S)-тартар қышқылымезо -тартар қышқылыэритра қышқылы rac-(2R, 3S)-тартар қышқылы(2RS, 3SR)-тартар қышқылы(±)-тартар қышқылыDL - шарап қышқылыdl -тартар қышқылы (ескірген)паратартар қышқылыувин қышқылы PubChem CID 875 PubChem  CID 439655  PubChem  CID 444305  PubChem  CID 78956  CID 5851 EINECS нөмірі 205-695-6 201-766-0 205-696-1 205-105-7 CAS нөмірі 526-83-0 147-71-7 87-69-4 147-73-9 133-37-9

 Өндіріс 
 L-(+)-Татар қышқылы 
Татар қышқылының L-(+)-шайыр қышқылы изомері өнеркәсіпте ең көп мөлшерде өндіріледі. Ол ашытудың қатты жанама өнімі болып табылатын лизден алынады. Бұрынғы жанама өнімдер негізінен калий битарратынан (KHC4H4O6) тұрады. Бұл калий тұзы кальций гидроксиді «әк сүтімен» (Ca(OH)2) өңдеу кезінде кальций тартратына (CaC4H4O6) айналады:

 KH(C4H4O6) + Ca(OH)2 -> Ca(C4H4O6) + KOH + H2O

Іс жүзінде кальций хлоридін қосқанда кальций тартратының жоғары шығымдылығы алынады. Содан кейін кальций тартраты тұзды сулы күкірт қышқылымен өңдеу арқылы шарап қышқылына айналады:

 Ca(C4H4O6) + H2SO4 ->  H2(C4H4O6) + CaSO4

 Расемикалық шарап қышқылы 
Рацемикалық шарап қышқылын малеин қышқылынан көп сатылы реакцияда дайындауға болады. Бірінші қадамда малеин қышқылы катализатор ретінде калий вольфратын пайдаланып сутегі асқын тотығымен эпоксидантылады. 

 HO2CC2H2CO2H + H2O2 → OC2H2(CO2H)2

Келесі қадамда эпоксид гидролизденеді.

 OC2H2(CO2H)2 + H2O → (HOCH)2(CO2H)2

 мезо-тартар қышқылы 
Рацемиялық қышқыл мен мезотартар қышқылының қоспасы декстротартар қышқылы суда шамамен 2 күн бойы 165 °C температурада қызған кезде пайда болады.Augustus Price West. Experimental Organic Chemistry. World Book Company: New York, 1920, 232-237.

 HO2CCHBrCHBrCO2H + 2AgOH → HO2CCH(OH)CH(OH)CO2H + 2AgBr

мезо-тартар қышқылын қалдық рацем қышқылынан кристалдану арқылы бөлуге болады, рацемат аз ериді.

 Реактивтілік 
L-(+)-тартар қышқылы, бірнеше реакцияларға қатыса алады. Төмендегі реакция схемасында көрсетілгендей, дигидроксималеин қышқылы L-(+)-тартар қышқылын темір тұзының қатысуымен сутегі асқын тотығымен өңдеген кезде түзіледі.

 HO2CCH(OH)CH(OH)CO2H + H2O2 → HO2CC(OH)C(OH)CO2H + 2H2O

Содан кейін дигидроксималеин қышқылын азот қышқылымен тартрон қышқылына дейін тотықтыруға болады.

 Туындылар 
link=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Brechweinstein.jpg/220px-Brechweinstein.jpg|нобай| Татар құсу
link=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6f/CommercialTartaric.jpg/220px-CommercialTartaric.jpg|нобай| Коммерциялық түрде өндірілген шарап қышқылы
Татар қышқылының маңызды туындыларына оның тұздары, татар кілегейі (калий битарраты), Рошель тұзы (калий натрий тартраты, жұмсақ іш жүргізгіш) және татар эметикасы (калийдің сурьмасы) жатады. Диизопропил тартрат асимметриялық синтезде кокатализатор ретінде қолданылады.

Татар қышқылы - алма қышқылының өндірісін тежеу арқылы жұмыс істейтін бұлшықет токсині және жоғары дозада паралич пен өлімге әкеледі.  Орташа өлім дозасы (LD50) адам үшін шамамен 7,5 грамм/кг құрайды, 5,3 қояндар үшін грамм/кг, ал 4,4 тышқандар үшін грамм/кг.  Бұл көрсеткішті ескерсек, ол 500 граммден асады салмағы 70 килограмм адамды өлтіру, сондықтан оны көптеген тағамдарға, әсіресе қышқыл дәмі бар тәттілерге қауіпсіз түрде қосуға болады. Азық-түлік қоспасы ретінде шарап қышқылы антиоксидант ретінде пайдаланылады E саны E334; Тартраттарантиоксиданттар немесе эмульгаторлар ретінде қызмет ететін басқа қоспалар.

Суға татар кремін қосқанда, суспензия пайда болады, ол мыс монеталарын өте жақсы тазартуға қызмет етеді, өйткені тартрат ерітіндісі монета бетіндегі мыс(II) оксидінің қабатын еріте алады. Алынған мыс(II)-тартрат кешені суда оңай ериді.

 Шараптағы шарап қышқылы 
link=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/HomemadeTartaric.jpg/220px-HomemadeTartaric.jpg|нобай| Тазартылмаған калий битартраты ол бөлінген жүзім шырынын түсіне алады.
Тартар қышқылы шарап ішетіндерге «шарап алмаздарының», кейде бөтелкенің тығынында немесе түбінде өздігінен пайда болатын шағын калий битартраты кристалдарының көзі ретінде бірден танылуы мүмкін. Бұл «тартраттар» кейде шыны сынған деп қателескеніне қарамастан зиянсыз және көптеген шараптарда салқын тұрақтандыру арқылы алдын алады (бұл шараптың профилін өзгерте алатындықтан әрқашан артықшылық бермейді). Қартаю бөшкелерінің ішкі жағында қалған тартраттар бір уақытта калий битарратының негізгі өнеркәсіптік көзі болды.

Тартар қышқылы химиялық маңызды рөл атқарады, ашытудың рН деңгейін көптеген жағымсыз бұзылатын бактериялар өмір сүре алмайтын деңгейге дейін төмендетеді және ашытудан кейін консервант ретінде әрекет етеді. Ауыз қуысында шараптың ащылығын қамтамасыз етеді, бірақ лимон және алма қышқылдары да рөл атқарады.

 Цитрустағы шарап қышқылы 
Зерттеу нәтижелері цитрус жемістерінде органикалық егіншілікте өндірілген жемістерде кәдімгі ауыл шаруашылығында өндірілген жемістерге қарағанда шарап қышқылының жоғарырақ болатынын көрсетті.

 Қолданбалар 
Тартар қышқылы және оның туындылары фармацевтика саласында кең көлемде қолданылады. Мысалы, лимон қышқылымен бірге көпіршікті тұздар өндірісінде ауызша дәрілердің дәмін жақсарту үшін қолданылған. Татар эметикасы деп аталатын қышқылдың калий антимонил туындысы аз мөлшерде жөтел сиропына қақырық түсіретін дәрі ретінде қосылады.

Тартар қышқылының өнеркәсіптік қолдану үшін бірнеше қосымшалары бар. Қышқылдың кальций және магний сияқты металл иондарын хелатизациялауы байқалды. Сондықтан қышқыл ауылшаруашылық және металл өнеркәсібінде топырақ тыңайтқышындағы микроэлементтерді комплексті ету және сәйкесінше алюминий, мыс, темір және осы металдардың қорытпаларынан тұратын металл беттерін тазалау үшін хелаттандырушы агент ретінде қызмет етті.

 Иттердегі уыттылық 
Татар қышқылы адамдар мен зертханалық жануарларға жақсы төзімді болғанымен, 2021 жылдың сәуір айында JAVMA редакторына жіберілген хатта жүзімдегі шарап қышқылы иттердегі жүзім мен мейіздің уыттылығының себебі болуы мүмкін деген болжам жасалды.

 Дереккөздер 

 Сыртқы сілтемелер 

Санат:Оксиқышқылдар
Санат:Тағам қоспалары
Санат:Қымыздық қышқылы