Inhoud
- Oplosbaarheid van vitamine
- Moleculaire structuur van vitamine C
- Fysieke eigenschappen van koolhydraten
- Fysieke eigenschappen van vitamine C die verschillen van die van koolhydraten
Vitamine C, ook bekend als L-ascorbinezuur, wordt aangetroffen in zachte citrusvruchten en groene bladgroenten zoals broccoli, paprika, spruitjes en zoete aardappelen. Vitamine C is essentieel voor de synthese van collageen, een structureel eiwit in de huid, bindweefsel, kraakbeen van pezen en botten. Zonder vitamine C in het dieet zouden mensen scheurbuik krijgen, wat resulteert in bloeding uit zwakke bloedvaten, tandverlies, een gebrek aan vermogen om wonden te genezen en uiteindelijk de dood. Mensen, apen, cavia's en sommige andere gewervelde dieren missen de enzymen die essentieel zijn voor de biosynthese van ascorbinezuur uit glucose. Daarom moet het in de voeding worden opgenomen.
Oplosbaarheid van vitamine
Vitaminen zijn ofwel in water oplosbaar of in vet oplosbaar, afhankelijk van hun moleculaire structuur. In water oplosbare stoffen hebben veel polaire groepen en zijn oplosbaar in polaire oplosmiddelen zoals water. In vet oplosbare zijn overwegend en oplosbaar in niet-polaire oplosmiddelen, zoals het vetweefsel van het lichaam.
Moleculaire structuur van vitamine C
De moleculaire structuur van vitamine C lijkt op die van het vijfringen monosaccharide, ribose, hoewel vitamine C verschillende aanvullende eigenschappen heeft. Ten eerste is de koolstofring met vijf elementen niet verzadigd, wat betekent dat de twee hydroxidegroepen (OH) zijn gehecht aan dubbelgebonden koolstofatomen. Dit is niet het geval bij de ribosestructuur, waarbij elk koolstofatoom (C) verzadigd is met waterstofatomen (H), met twee enkele bindingen in plaats van een enkele dubbele binding. Bovendien is de eerste koolstof van vitamine C onverzadigd, waarbij het koolstofatoom dubbel is gekoppeld aan het zuurstofatoom. Nogmaals, in het ribosemolecuul bestaat de dubbele binding niet vanwege de verzadiging van het koolstofatoom met waterstofatomen.
Fysieke eigenschappen van koolhydraten
Vitamine C is echter geclassificeerd als een koolhydraat. Koolhydraatchemie is voornamelijk de gecombineerde chemie van twee functionele groepen: de hydroxylgroep (OH) en de carbonylgroep (-CHO), die beide oplosbaar zijn in water. De oplosbaarheid van deze twee groepen in water ontstaat doordat zowel water als deze functionele groepen polaire moleculen zijn, wat betekent dat ze een negatieve en positieve lading hebben. Omdat tegenpolen worden aangetrokken, zullen ze, wanneer we de twee polaire stoffen samen introduceren, tot elkaar worden aangetrokken, waarbij de positieve pool van het ene molecuul wordt verbonden met de negatieve pool van de andere. Dit is ontbinding.
In het geval van de functionele carboxylgroep (OH) is het zuurstofatoom elektronegatiever dan het waterstofatoom. Het heeft dus een sterke neiging om elektronen in een waterstof-zuurstofbinding naar zichzelf toe te trekken. Hierdoor wordt het zuurstofatoom negatief geladen en het waterstofatoom positief. Dit is ook het geval voor de zuurstof- en waterstofatomen in het watermolecuul. Bij elkaar geplaatst, zal een negatief geladen zuurstofatoom in water een positief geladen hydroxylwaterstofatoom aantrekken, het van zijn eigen zuurstofatoom scheiden en het naar de waterige fase trekken.
In het geval van de carbonyl-functionele groep (-CHO) is zuurstof weer elektronegatiever dan koolstof, zodat het elektronen aantrekt in een koolstof-zuurstofbinding die naar zichzelf toe gericht is. Bovendien wordt een van de twee elektronenparen die een dubbele koolstof-zuurstofbinding vormen gemakkelijker in de richting van zuurstof getrokken, waardoor de dubbele koolstof-zuurstofbinding zeer polair wordt.
Fysieke eigenschappen van vitamine C die verschillen van die van koolhydraten
Vitamine C heeft niet echt de carbonylgroep (-CHO), maar het is niet minder oplosbaar in water, aangezien de waterstof van de hydroxylgroep op koolstof drie zuur is en 1 miljard keer meer kans heeft om geïoniseerd te worden dan dan een simpele OH-groep. De betekenis van zuur zijn is dat zodra de waterstof het molecuul heeft verlaten (geïoniseerd), het resterende negatief geladen zuurstofmolecuul zijn negatieve lading zal verdelen tussen zuurstof op koolstof 3 en zuurstof op koolstof 1, waardoor een bekende resonerende structuur ontstaat. als een stabiel en resonerend ascorbinezuuranion. Resonante structuren zijn stabieler dan eenvoudige ionen, waardoor het waarschijnlijker is dat dergelijke moleculen ioniseren, waardoor hun oplosbaarheid in water toeneemt.