Asid tartarik

Chemical compound

Asid tartarik ialah sebuah asid organik yang berwarna putih dan muncul dalam bentuk kristal yang terdapat secara semula jadi dalam banyak buah-buahan, terutamanya dalam buah anggur, tetapi juga dalam pisang, asam jawa, dan sitrus. Garamnya, kalium bitartrat, biasanya dikenali sebagai krim tartar, berkembang secara semula jadi dalam proses penapaian. Ia biasanya dicampur dengan natrium bikarbonat dan dijual sebagai serbuk penaik yang digunakan sebagai agen penaik dalam penyediaan makanan. Asid itu sendiri ditambah kepada makanan sebagai antioksidan dengan kod E334 untuk memberikan rasa masam yang tersendiri. Asid tartarik semulajadi adalah bahan mentah yang berguna dalam sintesis kimia organik. Asid tartarik, asid alfa-hidroksi-karboksilik, adalah diprotik dan aldarik dalam ciri-ciri asid, dan merupakan terbitan dihidroksil asid suksinik.

Sejarah 
Asid tartarik telah diketahui oleh pembuat wain untuk beberapa abad. Walau bagaimanapun, proses kimia untuk pengekstrakan hanya dibangunkan dan dicatatkan pada tahun 1769 oleh ahli kimia Sweden Carl Wilhelm Scheele.

Asid tartarik memainkan peranan penting dalam penemuan kiraliti kimia. Sifat asid tartarik ini pertama kali diperhatikan pada tahun 1832 oleh Jean Baptiste Biot, yang memerhatikan keupayaannya untuk memutarkan cahaya terkutub. Louis Pasteur meneruskan penyelidikan ini pada tahun 1847 dengan menyiasat bentuk kristal natrium ammonium tartrat, yang didapatinya sebagai struktur kiral. Dengan mengisih secara manual kristal berbentuk berbeza, Pasteur adalah yang pertama menghasilkan sampel tulen asid levotartarik.

Stereokimia 

Bentuk asid yang wujud secara semula jadi ialah bentuk dekstro-tartarik atau L-(+)-tartarik (nama dahulu asid d-tartarik). Kerana ia boleh didapati secara semula jadi, ia lebih murah daripada enantiomer dan isomer meso. Awalan dekstro dan levo adalah istilah purba. Buku teks moden merujuk kepada bentuk semula jadi sebagai (2R ,3R)-asid tartarik (asid L-(+)-tartarik), dan enantiomernya sebagai asid (2S ,3S)-tartarik ( asid D-(-)-tartarik). Diastereomer meso dirujuk sebagai asid (2R,3S)-tartarik atau (2S,3R)-tartarik.

 Dekstro dan levo membentuk hablur sfenoid monoklin dan hablur ortorombus.
 Asid tartarik rasemik membentuk kristal monoklin dan triklin (kumpulan ruang P ).
 Asid meso-tartarik kontang membentuk dua polimorf kontang: triklin dan ortorombus.
 Asid tartarik meso terhidrat menghablur sebagai polimorf monoklin dan triklin, bergantung pada suhu di mana penghabluran daripada larutan akueus berlaku.

Asid tartarik dalam larutan Fehling mengikat ion kuprum(II), dan ini menghalang pembentukan garam hidroksida yang tidak larut.

Penghasilan

Asid L-(+)-tartarik 
Isomer asid L-(+)-tartarik dihasilkan secara industri dalam jumlah terbesar. Ia diperoleh daripada lintah, hasil sampingan pepejal penapaian. Bekas hasil sampingan kebanyakannya terdiri daripada kalium bitartrat (KHC4H4O6). Garam kalium ini ditukar kepada kalsium tartrat (CaC4H4O6) apabila dirawat dengan kalsium hidroksida yang juga digelar "susu kapur" (Ca(OH)2): 

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

Secara praktikal, hasil kalsium tartrat yang lebih tinggi diperolehi dengan penambahan kalsium klorida. Kalsium tartrat kemudiannya ditukar kepada asid tartarik dengan merawat garam dengan asid sulfurik akueus:

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

Asid tartarik rasemik 
Asid tartarik bentuk rasemik boleh dihasilkan dalam tindak balas berbilang langkah daripada asid maleik. Pada langkah pertama, asid maleik diepoksidakan oleh hidrogen peroksida menggunakan kalium tungstat sebagai pemangkin.

 HO2CC2H2CO2H + H2O2 → OC2H2(CO2H)2

Dalam langkah seterusnya, epoksida dihidrolisiskan.

 OC2H2(CO2H)2 + H2O → (HOCH)2(CO2H)2

Asid meso-tartarik 
Campuran asid rasemik dan asid meso-tartarik terbentuk apabila bentuk dekstro-tartarik dipanaskan dalam air pada suhu 165 °C selama kira-kira 2 hari. meso-Asid tartarik juga boleh disediakan daripada asid dibromosuccinic menggunakan perak hidroksida:

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

Asid meso-tartarik boleh diasingkan daripada sisa asid rasemik melalui penghabluran, bentuk rasemat yang kurang larut.

Kereaktifan 
Asid L-(+)-tartarik boleh mengambil bahagian dalam beberapa tindak balas. Seperti yang ditunjukkan skema tindak balas di bawah, asid dihidroksimaleik terhasil apabila rawatan asid L-(+)-tartarik dengan hidrogen peroksida dengan kehadiran garam ferus sebagai pemangkin.

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

Asid dihidroksimaleik kemudiannya boleh dioksidakan kepada asid tartronik dengan asid nitrik.

Terbitan 

Derivatif penting asid tartarik termasuk garamnya, krim tartar (kalium bitartrat), garam Rochelle (kalium natrium tartrat, sebuah bahan julap yang ringan kesannya), dan tartar emetik (antimoni kalium tartrat). Diisopropil tartrat digunakan sebagai pemangkin bersama dalam sintesis asimetri.

Asid tartarik ialah toksin otot yang berfungsi dengan menghalang pengeluaran asid malik, dan dalam dos yang tinggi, boleh menyebabkan lumpuh dan kematian. Dos median maut (LD50) ialah kira-kira 7.5 gram/kg bagi manusia, 5.3 gram/kg untuk arnab, dan 4.4 gram/kg untuk tikus.  Memandangkan angka ini, ia akan mengambil masa lebih  untuk membunuh orang seberat  dengan kebarangkalian 50%, jadi ia boleh dimasukkan dengan selamat dalam banyak makanan, terutamanya gula-gula yang rasa masam. Sebagai bahan tambahan makanan, asid tartarik digunakan sebagai antioksidan dengan nombor E E334; tartrat ialah bahan tambahan lain yang berfungsi sebagai antioksidan atau pengemulsi.

Apabila krim tartar ditambah kepada air, penggantungan akan terhasil dalam air tersebut dan lapisan ini boleh berfungsi untuk membersihkan syiling kuprum dengan baik, kerana larutan tartrat boleh melarutkan lapisan kuprum(II) oksida yang terdapat pada permukaan syiling. Kompleks kuprum(II)-tartrat yang terhasil mudah larut dalam air.

Asid tartarik dalam wain 

Asid tartarik mungkin paling mudah dikenali oleh peminum wain sebagai sumber "berlian wain", kristal kalium bitartrat kecil yang kadangkala terbentuk secara spontan pada gabus atau bahagian bawah botol. "Tartrat" ini tidak berbahaya, walaupun kadangkala disalah anggap sebagai kaca pecah, dan dihalang pembentukannya dalam banyak wain melalui penstabilan sejuk (yang tidak selalu diutamakan kerana ia boleh mengubah profil wain). Tartrat yang tinggal di bahagian dalam tong yang sudah tua pada satu masa dahulu merupakan sumber industri utama untuk kalium bitartrat.

Asid tartarik memainkan peranan penting secara kimia, menurunkan pH penapaian yang "wajib" ke tahap di mana banyak bakteria rosak yang tidak diingini tidak boleh hidup, dan bertindak sebagai pengawet selepas penapaian. Di dalam mulut, asid tartarik memberikan sedikit rasa asam dalam wain, walaupun asid sitrik dan malik juga memainkan peranan dalam rasa asam tersebut.

Asid tartarik dalam sitrus 
Hasil daripada kajian menunjukkan bahawa dalam sitrus, buah-buahan yang dihasilkan dalam pertanian organik mengandungi tahap asid tartarik yang lebih tinggi daripada buah-buahan yang dihasilkan dalam tanaman pertanian konvensional.

Aplikasi 
Asid tartarik dan derivatifnya mempunyai banyak kegunaan dalam bidang farmaseutikal. Sebagai contoh, ia telah digunakan dalam pengeluaran garam pembuih, dalam kombinasi dengan asid sitrik, untuk meningkatkan rasa ubat oral. Derivatif kalium antimonil asid yang dikenali sebagai tartar emetic dimasukkan, dalam dos yang kecil, dalam sirap batuk sebagai ekspektoran (bahan membuang kahak).

Asid tartarik juga mempunyai beberapa aplikasi untuk kegunaan industri. Asid telah diperhatikan untuk mengelat ion logam seperti kalsium dan magnesium. Oleh itu, asid telah berkhidmat dalam industri perladangan dan logam sebagai agen pengkelat untuk kompleks mikronutrien dalam baja tanah dan untuk membersihkan permukaan logam yang masing-masing terdiri daripada aluminium, kuprum, besi, dan aloi logam ini.

Ketoksikan dalam anjing 
Walaupun asid tartarik boleh diterima dengan baik oleh manusia dan haiwan makmal, sebuah surat bertarikh April 2021 kepada editor JAVMA membuat hipotesis bahawa asid tartarik dalam anggur boleh menjadi punca ketoksikan anggur dan kismis pada anjing.

Rujukan

Pautan luar 

 Fail PDB untuk MSE   

Diol visinal
Asid dikarboksilik
Nombor E daripada Wikidata
Asid dalam wain
Antioksidan
Antioksidan makanan
Penambah perisa