Дубильная кислота — это особая форма танина , типа полифенола . Ее слабая кислотность ( pKa около 6 ) обусловлена многочисленными фенольными группами в структуре. Химическая формула коммерческой дубильной кислоты часто приводится как C76H52O46 , что соответствует декагаллоилглюкозе , но на самом деле это смесь полигаллоилглюкоз или полигаллоилхиновых эфиров с числом галлоильных фрагментов на молекулу от 2 до 12 в зависимости от растительного источника , используемого для извлечения дубильной кислоты. Коммерческая дубильная кислота обычно извлекается из любой из следующих частей растения: стручки тары ( Caesalpinia spinosa ), галлы из Rhus semialata или Quercus infectoria или листья сицилийского сумаха ( Rhus coriaria ).
Согласно определениям, данным во внешних источниках, таких как международная фармакопея, Кодекс пищевых химикатов и монография ФАО-ВОЗ о дубильной кислоте, только танины, полученные из вышеупомянутых растений, могут считаться дубильной кислотой. Иногда экстракты из древесины каштана или дуба также описываются как дубильная кислота, но это неправильное использование термина. Это аморфный порошок от желтого до светло-коричневого цвета.
Хотя дубильная кислота является особым типом танина (растительного полифенола), эти два термина иногда (неправильно) используются взаимозаменяемо. Давнее неправильное использование терминов и их включение в научные статьи усугубило путаницу. Это особенно распространено в отношении зеленого и черного чая, оба из которых содержат много различных типов танинов, а не только исключительно дубильную кислоту. [3]
Дубильная кислота не является подходящим стандартом для любого типа анализа танинов из-за ее плохо определенного состава.
Кверцитановая кислота — одна из двух форм дубильной кислоты [4], обнаруженных в коре и листьях дуба. [5] Другая форма называется галлотановой кислотой и обнаружена в галлах дуба.
Молекула кверцитановой кислоты также присутствует в кверцитроне , желтом красителе, получаемом из коры восточного черного дуба ( Quercus velutina ), лесного дерева, произрастающего в Северной Америке. Он описывается как желтовато-коричневый аморфный порошок.
В 1838 году Йенс Якоб Берцелиус писал, что кверцитанат используется для растворения морфина. [6]
В 1865 году в пятом томе «Словаря химии» Генри Уоттс писал:
Он проявляет с солями железа те же реакции, что и галлотановая кислота. Однако он отличается от последней тем, что не превращается в галловую кислоту и не дает пирогалловую кислоту при сухой перегонке. Он осаждается серной кислотой в красных хлопьях. ( Stenhouse , Ann. Ch. Pharm. xlv. 16.)
Согласно Рохледеру (там же, lxiii. 202), дубильная кислота черного чая такая же, как и дубовой коры. [7]
В 1880 году Этти дал ему молекулярную формулу C 17 H 16 O 9 . Он описал его как нестабильное вещество, имеющее тенденцию выделять воду с образованием ангидридов (называемых флобафенами ), один из которых называется дубово-красным (C 34 H 30 O 17 ). Для него это не был гликозид. [8] [9]
В «Коммерческом органическом анализе» Аллена, опубликованном в 1912 году, приведена формула C 19 H 16 O 10 . [10]
Другие авторы дали другие молекулярные формулы, такие как C 28 H 26 O 15 , в то время как другая найденная формула — C 28 H 24 O 11 . [11]
По словам Лоу, существуют две формы этого принципа – «одна растворимая в воде, с формулой C 28 H 28 O 14 , и другая труднорастворимая, C 28 H 24 O 12 . Обе изменяются при потере воды в дубовый красный, C 28 H 22 O 11 ». [12]
Кверцитриновая кислота некоторое время использовалась в качестве стандарта для оценки содержания фенолов в специях , определяемого как эквивалент кверцитриновой кислоты . [13]
В интересной исторической заметке изобретатель карборунда Эдвард Г. Ачесон обнаружил, что галлотановая кислота значительно улучшает пластичность глины. В своем отчете об этом открытии в 1904 году он отметил , что единственной известной исторической ссылкой на использование органического материала, добавленного к глине, является использование соломы, смешанной с глиной, описанное в Библии, Исход 1:11, и что египтяне, должно быть, знали о его (повторном) открытии. Он заявил: «Это объясняет, почему использовалась солома и почему дети Израиля успешно заменили солому стерней, что вряд ли было бы возможно, если бы волокна соломы зависели от возможной связи для глины, но вполне разумно, если бы использовался экстракт растения». [14]
Танины являются основным ингредиентом в химическом окрашивании древесины и уже присутствуют в таких породах дерева, как дуб , орех и красное дерево . Дубильная кислота может быть нанесена на древесину с низким содержанием танина, поэтому химические красители, требующие содержания танина, будут реагировать. Наличие танинов в коре секвойи ( Sequoia) является сильной естественной защитой от лесных пожаров , разложения и заражения определенными насекомыми, такими как термиты . Она содержится в семенах , коре , шишках и сердцевине древесины .
Дубильная кислота является распространенной протравой, используемой в процессе крашения целлюлозных волокон, таких как хлопок , часто в сочетании с квасцами и/или железом . Протрава на основе танина должна быть сделана первой, поскольку металлические протравы хорошо сочетаются с комплексом волокна и танина. Однако это использование потеряло значительный интерес.
Аналогично дубильная кислота может также использоваться в качестве последующей обработки для улучшения свойств устойчивости к стирке окрашенного кислотой полиамида . Она также является альтернативой для последующей обработки фторуглеродом для придания антипятновыводящих свойств полиамидной пряже или коврам. Однако из-за экономических соображений в настоящее время единственным широко распространенным применением в качестве текстильного вспомогательного вещества является использование в качестве агента для улучшения устойчивости к хлору, т. е. устойчивости к отбеливанию красителя из-за чистки растворами гипохлорита в высококачественных коврах и купальниках на основе полиамида 6,6. Однако она используется в относительно небольших количествах для активации флока обивки ; это служит в качестве антистатической обработки .
Дубильная кислота используется для консервации черных (на основе железа) металлических объектов для пассивации и ингибирования коррозии. Дубильная кислота реагирует с продуктами коррозии, образуя более стабильное соединение, тем самым предотвращая дальнейшую коррозию. После обработки остаток дубильной кислоты обычно остается на объекте, так что если влага достигнет поверхности, дубильная кислота будет регидратирована и предотвратит или замедлит любую коррозию. Обработка дубильной кислотой для консервации очень эффективна и широко используется, но она оказывает значительное визуальное воздействие на объект, окрашивая продукты коррозии в черный цвет, а любой открытый металл в темно-синий цвет. Ее также следует использовать с осторожностью на объектах с компонентами из медного сплава, поскольку дубильная кислота может оказывать небольшое травящее действие на эти металлы.
Дубильная кислота также содержится в имеющихся в продаже средствах для защиты железа и стали от коррозии , таких как Hammerite Kurust.
Во многих частях мира его использование в пищевых продуктах разрешено. В Соединенных Штатах дубильная кислота, как правило, признана Управлением по контролю за продуктами и лекарствами безопасной для использования в хлебобулочных изделиях и смесях для выпечки, алкогольных и безалкогольных напитках, замороженных молочных продуктах, мягких и твердых леденцах, мясных продуктах и топленом животном жире. [15]
Согласно директиве ЕС 89/107/EEC, дубильная кислота не может считаться пищевой добавкой и, следовательно, не имеет номера E. [16] Согласно директиве 89/107/EEC, дубильная кислота может упоминаться как пищевой ингредиент . Номер E E181 иногда неправильно используется для обозначения дубильной кислоты; на самом деле это относится к номеру INS, присвоенному дубильной кислоте в соответствии с системой Кодекса Алиментариус ФАО-ВОЗ. [16]
В сочетании с магнием и иногда активированным углем дубильная кислота когда-то использовалась для лечения отравлений многими токсичными веществами, такими как стрихнин , грибы и птомаин в конце 19-го и начале 20-го веков. [17]
Введение в 1920-х годах лечения тяжелых ожогов дубильной кислотой значительно снизило уровень смертности. [18] Во время Первой мировой войны повязки с дубильной кислотой назначались для лечения «ожогов, вызванных зажигательными бомбами, горчичным газом или люизитом ». [19] После войны это использование было прекращено в связи с разработкой более современных схем лечения.
Дубильная кислота может вызывать потенциальные опасности для здоровья, такие как повреждение глаз, кожи, дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Она может вызывать раздражение, покраснение, боль, нечеткость зрения и возможное повреждение глаз. Когда дубильная кислота всасывается через кожу в опасных количествах, она может вызывать раздражение, покраснение и боль. Тошнота, рвота и диарея являются симптомами проглатывания дубильной кислоты, а длительное воздействие может вызвать повреждение печени. При вдыхании дубильная кислота может вызывать раздражение дыхательных путей. [20]
Цвет кожи у Crocodilia (крокодилов и аллигаторов) очень зависит от качества воды. Вода, полная водорослей, делает кожу более зеленой, в то время как дубильная кислота в воде от гниения листьев с нависающих деревьев (что приводит к появлению некоторых типов рек с черной водой ) часто делает кожу этих животных более темной. [21]
Индекс Merck , 9-е издание, Merck & Co., Рауэй, Нью-Джерси, 1976.