Vsebina
- Topnost v vitaminu
- Molekularna struktura vitamina C
- Fizikalne lastnosti ogljikovih hidratov
- Fizične lastnosti vitamina C se razlikujejo od lastnosti ogljikovih hidratov
Vitamin C, znan tudi kot L-askorbinska kislina, najdemo v mehkih, agrumih in zelenolistni zelenjavi, kot so brokoli, paprika, brstični ohrovt in sladki krompir. Vitamin C je bistvenega pomena za sintezo kolagena, ki je strukturna beljakovina v koži, vezivnem tkivu, hrustancu kit in kosti. Brez vitamina C v prehrani bi ljudje imeli skorbut, ki povzroči krvavitev iz šibkih krvnih žil, izgubo zob, pomanjkanje sposobnosti celjenja ran in nenazadnje smrt. Ljudem, opicam, morskim prašičkom in nekaterim drugim vretenčarjem primanjkuje encimov, ki so bistveni za biosintezo askorbinske kisline iz glukoze. Zato ga je treba vključiti v prehrano.
Topnost v vitaminu
Vitamini so topni v vodi ali v maščobah, odvisno od njihove molekularne strukture. V vodi topni imajo veliko polarnih skupin, saj so topni v polarnih topilih, kot je voda. V maščobah topni so pretežno in so topni v nepolarnih topilih, kot je maščobno tkivo telesa.
Molekularna struktura vitamina C
Molekularna struktura vitamina C je podobna strukturi monosaharida s petimi obroči, riboze, čeprav ima vitamin C še nekaj dodatnih lastnosti. Prvič, ogljikov obroč s petimi elementi ni nasičen, kar pomeni, da sta hidroksidni skupini (OH) pritrjeni na dvojno vezane ogljikove atome. To ne velja za strukturo riboze, pri kateri je vsak atom ogljika (C) nasičen z vodikovimi atomi (H) z dvema enojnima vezema namesto enojne dvojne vezi. Poleg tega je prvi ogljik vitamina C nenasičen, pri čemer je ogljikov atom dvojno povezan z atomom kisika. Tudi v molekuli riboze dvojna vez ne obstaja zaradi nasičenosti ogljikovega atoma z vodikovimi atomi.
Fizikalne lastnosti ogljikovih hidratov
Vendar je vitamin C uvrščen med ogljikove hidrate. Kemija ogljikovih hidratov je v glavnem kombinirana kemija dveh funkcionalnih skupin: hidroksilne skupine (OH) in karbonilne skupine (-CHO), ki sta topni v vodi. Topnost teh dveh skupin v vodi nastane, ker sta voda in te funkcionalne skupine polarni molekuli, kar pomeni, da imata negativni in pozitivni naboj. Ker se nasprotji privlačita, ko uvajamo dve polarni snovi skupaj, ju bosta privlačili med seboj, pri čemer se pozitivni pol ene molekule poveže z negativnim polom druge. To je razpustitev.
V primeru karboksilne funkcionalne skupine (OH) je atom kisika bolj elektronegativen kot atom vodika. Tako ima močno težnjo, da vleče elektrone v vodikovo-kisikovi vezi, obrnjeni sam proti sebi. Zaradi tega se atom kisika napolni negativno, atom vodika pa napolni pozitivno. To velja tudi za atome kisika in vodika v molekuli vode. Ko je postavljen skupaj, negativno nabit kisikov atom v vodi pritegne pozitivno nabit hidroksilni atom vodika, ga loči od lastnega kisikovega atoma in privabi v vodno fazo.
V primeru karbonilne funkcionalne skupine (-CHO) je kisik spet bolj elektronegativen kot ogljik, tako da privlači elektrone v vezi ogljik-kisik, obrnjen sam proti sebi. Poleg tega enega od dveh elektronskih parov, ki tvorita dvojno vez ogljik-kisik, lažje povlečemo v smeri kisika, zaradi česar je dvojna vez ogljik-kisik zelo polarna.
Fizične lastnosti vitamina C se razlikujejo od lastnosti ogljikovih hidratov
Vitamin C dejansko nima karbonilne funkcionalne skupine (-CHO), vendar ni nič manj topen v vodi, saj je vodik hidroksilne skupine na ogljiku tri kisel, saj je 1 milijarda krat večja verjetnost, da bo ioniziran kot kot preprosta skupina OH. Pomen kislosti je, da ko vodik zapusti molekulo (ionizira se), bo preostala negativno nabita molekula kisika razdelila svoj negativni naboj med kisikom na ogljiku tri in kisikom na ogljiku, kar bo ustvarilo znano resonančno strukturo kot stabilen in odmeven askorbinski anion. Resonančne strukture so stabilnejše od preprostih ionov, zaradi česar je takšna molekula bolj verjetno, da se ionizira, s čimer se poveča njihova topnost v vodi.