Zawartość
- Rozpuszczalność witamin
- Budowa molekularna witaminy C.
- Właściwości fizyczne węglowodanów
- Fizyczne właściwości witaminy C, które różnią się od właściwości węglowodanów
Witamina C, znana również jako kwas L-askorbinowy, znajduje się w miękkich owocach cytrusowych i zielonych warzywach liściastych, takich jak brokuły, papryka, brukselka i słodkie ziemniaki. Witamina C jest niezbędna do syntezy kolagenu, który jest białkiem strukturalnym skóry, tkanki łącznej, chrząstki ścięgien i kości. Bez witaminy C w diecie ludzie cierpieliby na chorobę szkorbutu, która powoduje krwawienie ze słabych naczyń krwionośnych, utratę zębów, brak zdolności do gojenia się ran i ostatecznie śmierć. Ludziom, małpom, świnkom morskim i niektórym innym kręgowcom brakuje enzymów niezbędnych do biosyntezy kwasu askorbinowego z glukozy. Dlatego należy go włączyć do diety.
Rozpuszczalność witamin
Witaminy są rozpuszczalne w wodzie lub rozpuszczalne w tłuszczach, w zależności od ich struktury molekularnej. Rozpuszczalne w wodzie mają wiele grup polarnych, są rozpuszczalne w polarnych rozpuszczalnikach, takich jak woda. Te rozpuszczalne w tłuszczach są głównie rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych, takich jak tkanka tłuszczowa organizmu.
Budowa molekularna witaminy C.
Struktura molekularna witaminy C przypomina pięciopierścieniowy monosacharyd, rybozę, chociaż witamina C ma kilka dodatkowych cech. Po pierwsze, pięcioelementowy pierścień węglowy nie jest nasycony, co oznacza, że dwie grupy wodorotlenowe (OH) są przyłączone do podwójnie związanych atomów węgla. Tak nie jest w przypadku struktury rybozy, w której każdy atom węgla (C) jest nasycony atomami wodoru (H), z dwoma pojedynczymi wiązaniami zamiast pojedynczego podwójnego wiązania. Ponadto pierwszy węgiel witaminy C jest nienasycony, a atom węgla jest podwójnie połączony z atomem tlenu. Ponownie, w cząsteczce rybozy podwójne wiązanie nie istnieje z powodu nasycenia atomu węgla atomami wodoru.
Właściwości fizyczne węglowodanów
Jednak witamina C jest klasyfikowana jako węglowodan. Chemia węglowodanów jest głównie połączeniem chemii dwóch grup funkcyjnych: grupy hydroksylowej (OH) i grupy karbonylowej (-CHO), z których obie są rozpuszczalne w wodzie. Rozpuszczalność tych dwóch grup w wodzie powstaje, ponieważ zarówno woda, jak i te grupy funkcyjne są cząsteczkami polarnymi, co oznacza, że mają ładunek ujemny i dodatni. Ponieważ przeciwieństwa są przyciągane, kiedy wprowadzamy razem dwie substancje polarne, będą one przyciągane do siebie, a biegun dodatni jednej cząsteczki połączy się z biegunem ujemnym drugiej. To jest rozpad.
W przypadku karboksylowej grupy funkcyjnej (OH) atom tlenu jest bardziej elektroujemny niż atom wodoru. W związku z tym ma silną tendencję do przyciągania elektronów w wiązanie wodorowo-tlenowe naprzeciw siebie. To sprawia, że atom tlenu jest naładowany ujemnie, a atom wodoru naładowany dodatnio. Dotyczy to również atomów tlenu i wodoru w cząsteczce wody. Po umieszczeniu razem ujemnie naładowany atom tlenu w wodzie będzie przyciągał dodatnio naładowany atom wodoru hydroksylowego, oddzielając go od własnego atomu tlenu i przyciągając do fazy wodnej.
W przypadku karbonylowej grupy funkcyjnej (-CHO) tlen jest ponownie bardziej elektroujemny niż węgiel, więc przyciąga elektrony w wiązaniu węgiel-tlen skierowanym do siebie. Ponadto jedna z dwóch par elektronów, które tworzą podwójne wiązanie węgiel-tlen, jest łatwiejsza do pociągnięcia w kierunku tlenu, dzięki czemu podwójne wiązanie węgiel-tlen jest wysoce polarne.
Fizyczne właściwości witaminy C, które różnią się od właściwości węglowodanów
Witamina C w rzeczywistości nie ma karbonylowej grupy funkcyjnej (-CHO), ale jest nie mniej rozpuszczalna w wodzie, ponieważ wodór grupy hydroksylowej przy węglu 3 jest kwaśny i jest 1 miliard razy bardziej podatny na jonizację niż niż prosta grupa OH. Znaczenie bycia kwaśnym polega na tym, że gdy wodór opuści cząsteczkę (zjonizuje), pozostała ujemnie naładowana cząsteczka tlenu podzieli swój ładunek ujemny między tlen na węglu trzecim i tlen na węglu jeden, tworząc znaną strukturę rezonansową jako stabilny i rezonansowy anion askorbinowy. Struktury rezonansowe są bardziej stabilne niż proste jony, przez co takie cząsteczki są bardziej podatne na jonizację, a tym samym zwiększają ich rozpuszczalność w wodzie.