Obsah
- Rozpustnost vitamínů
- Molekulární struktura vitaminu C.
- Fyzikální vlastnosti sacharidů
- Fyzikální vlastnosti vitaminu C, které se liší od vlastností sacharidů
Vitamin C, známý také jako kyselina L-askorbová, se nachází v měkkých citrusových plodech a zelené listové zelenině, jako je brokolice, paprika, růžičková kapusta a sladké brambory. Vitamin C je nezbytný pro syntézu kolagenu, který je strukturním proteinem v kůži, pojivové tkáni, chrupavce šlach a kostí. Bez vitaminu C ve stravě by lidé měli kurděje, která má za následek krvácení ze slabých krevních cév, ztrátu zubů, nedostatek schopnosti uzdravovat rány a nakonec smrt. U lidí, opic, morčat a některých dalších obratlovců chybí enzymy nezbytné pro biosyntézu kyseliny askorbové z glukózy. Proto je třeba jej zahrnout do stravy.
Rozpustnost vitamínů
Vitamíny jsou rozpustné ve vodě nebo v tucích, v závislosti na jejich molekulární struktuře. Ve vodě rozpustné látky mají mnoho polárních skupin, které jsou rozpustné v polárních rozpouštědlech, jako je voda. Ty, které jsou rozpustné v tucích, jsou převážně rozpustné v nepolárních rozpouštědlech, jako je tuková tkáň těla.
Molekulární struktura vitaminu C.
Molekulární struktura vitaminu C se podobá struktuře pětikruhového monosacharidu, ribózy, ačkoli vitamin C má několik dalších charakteristik. Za prvé, pětičlenný uhlíkový kruh není nasycený, což znamená, že dvě hydroxidové skupiny (OH) jsou připojeny k atomům uhlíku s dvojnou vazbou. To není případ ribosové struktury, ve které je každý atom uhlíku (C) nasycen atomy vodíku (H), se dvěma jednoduchými vazbami místo jednoduché dvojné vazby. Kromě toho je první uhlík vitaminu C nenasycený, přičemž atom uhlíku je dvakrát vázán na atom kyslíku. V molekule ribózy opět neexistuje dvojná vazba v důsledku nasycení atomu uhlíku atomy vodíku.
Fyzikální vlastnosti sacharidů
Vitamin C je však klasifikován jako sacharid. Chemie sacharidů je hlavně kombinovaná chemie dvou funkčních skupin: hydroxylové skupiny (OH) a karbonylové skupiny (-CHO), které jsou rozpustné ve vodě. Rozpustnost těchto dvou skupin ve vodě vzniká, protože jak voda, tak tyto funkční skupiny jsou polární molekuly, což znamená, že mají negativní a pozitivní náboj. Protože protiklady jsou přitahovány, když zavedeme dvě polární látky dohromady, budou přitahovány k sobě navzájem, přičemž kladný pól jedné molekuly se připojí k zápornému pólu druhé. To je rozpuštění.
V případě karboxylové funkční skupiny (OH) je atom kyslíku elektronegativnější než atom vodíku. Má tedy silnou tendenci táhnout elektrony ve vazbě vodík-kyslík směřující k sobě. Díky tomu je atom kyslíku nabitý záporně a atom vodíku nabitý kladně. To je také případ atomů kyslíku a vodíku v molekule vody. Pokud jsou umístěny společně, záporně nabitý atom kyslíku ve vodě přiláká kladně nabitý atom hydroxylového vodíku, odděluje ho od vlastního atomu kyslíku a přitahuje ho do vodné fáze.
V případě karbonylové funkční skupiny (-CHO) je kyslík opět více elektronegativní než uhlík, takže přitahuje elektrony ve vazbě uhlík-kyslík. Kromě toho je jeden ze dvou elektronových párů, které tvoří dvojnou vazbu uhlík-kyslík, snadněji tažen ve směru kyslíku, čímž je dvojná vazba uhlík-kyslík vysoce polární.
Fyzikální vlastnosti vitaminu C, které se liší od vlastností sacharidů
Vitamin C ve skutečnosti nemá karbonylovou funkční skupinu (-CHO), ale není o nic méně rozpustný ve vodě, protože vodík hydroxylové skupiny na uhlíku tři je kyselý a je 1 miliardkrát větší pravděpodobnost, že bude ionizován než než jednoduchá OH skupina. Význam toho, že je kyselý, je ten, že jakmile vodík opustí molekulu (ionizuje), zbývající záporně nabitá molekula kyslíku rozdělí svůj záporný náboj mezi kyslík na uhlíku tři a kyslík na uhlíku, čímž vytvoří známou rezonanční strukturu jako stabilní a rezonanční askorbový anion. Rezonanční struktury jsou stabilnější než jednoduché ionty, což zvyšuje pravděpodobnost ionizace těchto molekul, což zvyšuje jejich rozpustnost ve vodě.