Sisu
- Vitamiinides lahustuvus
- C-vitamiini molekulaarne struktuur
- Süsivesikute füüsikalised omadused
- C-vitamiini füüsikalised omadused, mis erinevad süsivesikute omadustest
C-vitamiini, tuntud ka kui L-askorbiinhapet, leidub pehmetes, tsitrusviljades ja rohelistes lehtköögiviljades nagu brokoli, paprika, rooskapsas ja bataat. C-vitamiin on oluline kollageeni sünteesiks, see on naha, sidekoe, kõõluste ja luude kõhre struktuurvalk. Kui toidus ei oleks C-vitamiini, oleks inimestel skorbuuthaigus, mille tagajärjeks on nõrkade veresoonte verejooks, hammaste kaotus, haavade paranemisvõime puudumine ja lõpuks surm. Inimestel, ahvidel, merisigadel ja mõnel teisel selgroogsel puudub ensüümid, mis on vajalikud askorbiinhappe biosünteesiks glükoosist. Seetõttu tuleb see lisada dieeti.
Vitamiinides lahustuvus
Vitamiinid on kas vees lahustuvad või rasvlahustuvad, sõltuvalt nende molekulaarsest struktuurist. Vees lahustuvatel on palju polaarseid rühmi, mis lahustuvad polaarsetes lahustites, näiteks vees. Rasvlahustuvad lahustuvad peamiselt ja lahustuvad mittepolaarsetes lahustites, näiteks keha rasvkoes.
C-vitamiini molekulaarne struktuur
C-vitamiini molekulaarne struktuur sarnaneb viirõngulise monosahhariidi riboosiga, kuigi C-vitamiinil on mitmeid täiendavaid omadusi. Esiteks ei ole viielementne süsinikuring küllastunud, mis tähendab, et kaks hüdroksiidrühma (OH) on seotud kaksiksidemega süsinikuaatomitega. See ei kehti riboosi struktuuri kohta, kus iga süsinikuaatom (C) on küllastunud vesinikuaatomitega (H), ühe kaksiksideme asemel on kaks üksiksidet. Lisaks on C-vitamiini esimene süsinik küllastumata, süsinikuaatom on hapniku aatomiga kahekordselt seotud. Jällegi ei esine riboosmolekulis kaksiksidet süsinikuaatomi küllastumise tõttu vesinikuaatomitega.
Süsivesikute füüsikalised omadused
C-vitamiin on aga klassifitseeritud süsivesikuteks. Süsivesikute keemia on peamiselt kahe funktsionaalse rühma kombineeritud keemia: hüdroksüülrühm (OH) ja karbonüülrühm (-CHO), mis mõlemad on vees lahustuvad. Nende kahe rühma lahustuvus vees tekib seetõttu, et nii vesi kui ka need funktsionaalsed rühmad on polaarmolekulid, mis tähendab, et neil on negatiivne ja positiivne laeng. Kuna vastandid tõmbuvad ligi, tõmbavad need kaks polaarset ainet koos tutvustades üksteise poole, kusjuures ühe molekuli positiivne poolus ühendub teise negatiivse poolusega. See on lahustumine.
Karboksüülfunktsionaalse rühma (OH) korral on hapnikuaatom elektronegatiivsem kui vesinikuaatom. Seega on sellel tugev kalduvus tõmmata elektrone vesiniku-hapniku sidemega enda poole. See muudab hapniku aatomi laetud negatiivselt ja vesiniku aatomi positiivselt. See kehtib ka veemolekuli hapniku ja vesiniku aatomite kohta. Koos asetatuna meelitab vees olev negatiivselt laetud hapniku aatom positiivselt laetud hüdroksüülvesiniku aatomi, eraldades selle oma hapniku aatomist ja meelitades veefaasi.
Karbonüülfunktsionaalse rühma (-CHO) korral on hapnik jällegi rohkem elektronegatiivne kui süsinik, nii et see meelitab elektronid enda poole suunatud süsiniku-hapniku sidemesse. Lisaks tõmmatakse üks kahest süsinik-hapnik kaksiksidet moodustavast elektronipaarist kergemini hapniku suunas, muutes süsinik-hapnik kaksiksideme väga polaarseks.
C-vitamiini füüsikalised omadused, mis erinevad süsivesikute omadustest
C-vitamiinil ei ole tegelikult karbonüülfunktsionaalrühma (-CHO), kuid see ei ole vees vähem lahustuv, kuna süsiniku kolmel oleva hüdroksüülrühma vesinik on happeline, ioniseerudes 1 miljard korda suurema tõenäosusega kui kui lihtne OH-rühm. Happelise olemuse tähendus on see, et kui vesinik on molekulist lahkunud (ioniseeritud), jagab ülejäänud negatiivselt laetud hapniku molekul oma negatiivse laengu kolmanda süsiniku ja süsiniku hapniku vahel, luues teadaoleva resonantsstruktuuri stabiilse ja resonantse askorbiinioonina. Resonantsstruktuurid on lihtsamatest ioonidest stabiilsemad, mistõttu sellised molekulid ioniseeruvad suurema tõenäosusega, suurendades seeläbi nende lahustuvust vees.