Съдържание
- Разтворимост на витамини
- Молекулярна структура на витамин С
- Физически свойства на въглехидратите
- Физически свойства на витамин С, които се различават от тези на въглехидратите
Витамин С, известен също като L-аскорбинова киселина, се съдържа в меките цитрусови плодове и зелените листни зеленчуци като броколи, чушки, брюкселско зеле и сладки картофи. Витамин С е от съществено значение за синтеза на колаген, който е структурен протеин в кожата, съединителната тъкан, хрущяла на сухожилията и костите. Без витамин С в диетата хората биха имали болест на скорбут, която води до кървене от слаби кръвоносни съдове, загуба на зъби, липса на способност за зарастване на рани и в крайна сметка смърт. Хората, маймуните, морските свинчета и някои други гръбначни животни нямат ензимите, необходими за биосинтеза на аскорбинова киселина от глюкозата. Следователно трябва да се включи в диетата.
Разтворимост на витамини
Витамините са или водоразтворими, или мастноразтворими, в зависимост от тяхната молекулна структура. Водоразтворимите имат много полярни групи, като са разтворими в полярни разтворители като вода. Мастноразтворимите са предимно и са разтворими в неполярни разтворители, като мастната тъкан на тялото.
Молекулярна структура на витамин С
Молекулярната структура на витамин С наподобява тази на пет-пръстеновия монозахарид, рибоза, въпреки че витамин С има няколко допълнителни характеристики. Първо, въглеродният пръстен от пет елемента не е наситен, което означава, че двете хидроксидни групи (ОН) са прикрепени към двойно свързани въглеродни атоми. Това не е така при структурата на рибозата, при която всеки въглероден атом (С) е наситен с водородни атоми (Н), с две единични връзки вместо единична двойна връзка. В допълнение, първият въглерод на витамин С е ненаситен, като въглеродният атом е двойно свързан с кислородния атом. Отново в молекулата на рибозата двойната връзка не съществува поради наситеността на въглеродния атом с водородни атоми.
Физически свойства на въглехидратите
Витамин С обаче се класифицира като въглехидрат. Химията на въглехидратите е основно комбинираната химия на две функционални групи: хидроксилната група (OH) и карбонилната група (-CHO), и двете от които са разтворими във вода. Разтворимостта на тези две групи във вода възниква, тъй като и водата, и тези функционални групи са полярни молекули, което означава, че те имат отрицателен и положителен заряд. Тъй като противоположностите се привличат, когато въведем двете полярни вещества заедно, те ще бъдат привлечени един към друг, като положителният полюс на едната молекула се свързва с отрицателния полюс на другата. Това е разтваряне.
В случая на карбоксилната функционална група (ОН) кислородният атом е по-електроотрицателен от водородния атом. По този начин той има силна тенденция да изтегля електрони във водородно-кислородна връзка, обърната към себе си. Това прави кислородния атом зареден отрицателно, а водородният атом зареден положително. Това важи и за кислородните и водородните атоми във водната молекула. Когато се поставят заедно, отрицателно зареденият кислороден атом във вода ще привлече положително заредения хидроксилен водороден атом, отделяйки го от собствения си кислороден атом и привличайки го към водната фаза.
В случая на карбонилната функционална група (-CHO) кислородът отново е по-електроотрицателен от въглерода, така че той привлича електрони във въглерод-кислородна връзка, обърната към себе си. В допълнение, една от двете електронни двойки, които образуват двойна връзка въглерод-кислород, се изтегля по-лесно в посока на кислорода, като по този начин двойната връзка въглерод-кислород прави силно полярна.
Физически свойства на витамин С, които се различават от тези на въглехидратите
Витамин С всъщност няма карбонилната функционална група (-CHO), но е не по-малко разтворим във вода, тъй като водородът на хидроксилната група на въглерод три е кисел, като 1 милиард пъти по-вероятно е да се йонизира от отколкото обикновена OH група. Значението на киселинността е, че след като водородът напусне молекулата (йонизиран), останалата отрицателно заредена молекула кислород ще раздели отрицателния си заряд между кислород върху въглерод три и кислород върху въглерод, създавайки известна резонансна структура като стабилен и резонансен аскорбинов анион. Резонансните структури са по-стабилни от обикновените йони, което прави такива молекули по-склонни да се йонизират, като по този начин увеличават тяхната разтворимост във вода.