תוֹכֶן
- מסיסות בויטמינים
- מבנה מולקולרי של ויטמין C
- תכונות פיזיות של פחמימות
- התכונות הפיזיקליות של ויטמין C שונות מאלו של הפחמימות
ויטמין C, המכונה גם חומצה L- אסקורבית, נמצא בפירות הדרים רכים וירקות עליים ירוקים כמו ברוקולי, פלפלים, נבטי בריסל ובטטה. ויטמין C חיוני לסינתזה של קולגן, שהוא חלבון מבני בעור, רקמת חיבור, סחוס של גידים ועצמות. ללא ויטמין C בתזונה, לבני אדם יש מחלת צפדינה, שגורמת לדימום מכלי דם חלשים, אובדן שיניים, חוסר יכולת לרפא פצעים ובסופו של דבר למוות. לבני אדם, קופים, חזירי ים וכמה בעלי חוליות אחרים חסרים את האנזימים החיוניים לביוסינתזה של חומצה אסקורבית מגלוקוז. לכן, זה צריך להיכלל בתזונה.
מסיסות בויטמינים
ויטמינים מסיסים במים או מסיסים בשומן, תלוי במבנה המולקולרי שלהם. למסיסים במים יש קבוצות קוטביות רבות, והם מסיסים בממיסים קוטביים כמו מים. מסיסים בשומן הם בעיקר ומסיסים בממיסים לא קוטביים, כמו רקמת השומן בגוף.
מבנה מולקולרי של ויטמין C
המבנה המולקולרי של ויטמין C דומה לזה של חד-סוכר בן חמש הטבעות, ריבוז, אם כי לוויטמין C יש כמה מאפיינים נוספים. ראשית, טבעת הפחמן בעלת חמשת היסודות אינה רוויה, משמע ששתי קבוצות ההידרוקסיד (OH) מחוברות לאטומי פחמן כפולים. זה לא המקרה עם מבנה הריבוז, שבו כל אטום פחמן (C) רווי באטומי מימן (H), עם שני קשרים בודדים במקום קשר כפול יחיד. בנוסף, הפחמן הראשון של ויטמין C אינו רווי, כאשר אטום הפחמן קשור כפול לאטום החמצן. שוב, במולקולת הריבוז, הקשר הכפול אינו קיים בגלל הרוויה של אטום הפחמן באטומי מימן.
תכונות פיזיות של פחמימות
עם זאת, ויטמין C מסווג כפחמימה. כימיה של פחמימות היא בעיקר הכימיה המשולבת של שתי קבוצות פונקציונליות: קבוצת ההידרוקסיל (OH) וקבוצת הפחמן (-CHO), שתיהן מסיסות במים. המסיסות של שתי קבוצות אלה במים מתעוררת מכיוון שגם המים וגם הקבוצות הפונקציונליות הללו הם מולקולות קוטביות, כלומר יש להם מטען שלילי וחיובי. מכיוון שהפכים נמשכים, כאשר אנו מכניסים את שני החומרים הקוטביים יחד הם יימשכו זה לזה, כאשר הקוטב החיובי של מולקולה אחת מתחבר לקוטב השלילי של האחר. זו פירוק.
במקרה של הקבוצה הפונקציונלית הקרבוקסילית (OH) אטום החמצן הוא יותר אלקטרוני שלילי מאשר אטום המימן. לפיכך, יש לו נטייה חזקה למשוך אלקטרונים בקשר מימן-חמצן הפונה לעצמם. זה גורם לאטום החמצן לטעון שלילי ולאטום המימן לטעון באופן חיובי. זה המקרה גם לאטומי החמצן והמימן במולקולת המים. כשהוא ממוקם יחד, אטום חמצן בעל מטען שלילי במים ימשוך אטום מימן הידרוקסיל טעון חיובי, ויפריד אותו מאטום החמצן שלו וימשוך אותו לשלב המימי.
במקרה של הקבוצה הפונקציונלית של קרבוניל (-CHO), חמצן הוא שוב יותר אלקטרוני שלילי מאשר פחמן, כך שהוא מושך אליו אלקטרונים בקשר פחמן-חמצן הפונה אל עצמו. בנוסף, אחד משני צמדי האלקטרונים שיוצרים קשר כפול פחמן-חמצן נמשך בקלות רבה יותר לכיוון החמצן, ובכך הופך הקשר הכפול לפחמן-חמצן לקוטבי ביותר.
התכונות הפיזיקליות של ויטמין C שונות מאלו של הפחמימות
למעשה אין ויטמין C את הקבוצה הפונקציונלית של קרבוניל (-CHO), אך הוא מסיס לא פחות במים, מכיוון שהמימן של קבוצת ההידרוקסיל על פחמן שלוש הוא חומצי, וסביר פי 1 מיליארד להיות מיונן מ מאשר קבוצת OH פשוטה. המשמעות של חומציות היא שברגע שהמימן עזב את המולקולה (מיונן), מולקולת החמצן הטעונה השלילית הנותרת תחלק את המטען השלילי שלה בין חמצן על פחמן שלוש לחמצן על פחמן אחד, וליצור מבנה מהדהד ידוע. כאניון אסקורבי יציב ומהדהד. מבנים מהדהדים יציבים יותר מאשר יונים פשוטים, מה שמביא למולקולות מסוג זה ליינון יותר ובכך להגדיל את המסיסות שלהן במים.