Аскорбинска киселина

С Википедије, слободне енциклопедије
L-Аскорбинска киселина
Називи
IUPAC назив
(5R)-[(1S)-1,2-dihidroksietil]-3,4-dihidroksifuran-2(5H)-on
Други називи
Витамин C
Идентификација
3Д модел (Jmol)
ChEBI
ChemSpider
EC број 200-066-2
Е-бројеви Е300 (антиоксиданси, ...)
КЕГГ[1]
УНИИ
  • OC=1C(OC(=O)C=1O)[C@@H](O)CO
  • C([C@@H]([C@@H]1C(=C(C(=O)O1)O)O)O)O
Својства
C6H8O6
Моларна маса 176,12 g·mol−1
Агрегатно стање Бела или светло жута чврста материја
Густина 1,65 g/cm3
33 g/100 mL
Растворљивост у етанол 2 g/100 mL
Растворљивост у глицерол 1 g/100 mL
Растворљивост у пропилен гликол 5 g/100 mL
Растворљивост у [[{{{Солвент4}}}]] нерастворна у диетил етру, хлороформу, бензену, петролеумском етру, уљима, мастима
Киселост (пКа) 4.10 (први), 11.6 (други)
Опасности
Безбедност приликом руковања JT Baker
Oxford University
Летална доза или концентрација (ЛД, ЛЦ):
ЛД50 (ЛД50)
 11.9 g/kg (орално, пацов)[4]
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ДаY верификуј (шта је ДаYНеН ?)
Референце инфокутије

Аскорбинска киселина је органско једињење које се јавља у природи. Она има антиоксиданске особине. Она је бела чврста материја. Узорци који садрже нечистоће имају светло жуту боју. Аскорбинска киселина се добро раствара у води, при чему формира благо киселе растворе.

Аскорбинска киселина је једна од компоненти витамина C. Њено име је изведено из а- (са значењем "не") и scorbutus (скорбут), обољење изазвано недостатком витамина C. Она је дериват глукозе који многе биљке и животиње производе, док људи морају да је уносе путем исхране. Други кичмењаци који немају способност биосинтезе аскорбинске киселине су примати, морско прасе, телеост рибе, слепи мишеви, и птице. Код свих ових врста аскорбинска киселина је дијетарни микронутријент (витамин).[5]

Историја[уреди | уреди извор]

Од средине 18-тог века, било је познато да лимунов сок може да спречи појаву скорбута код морнара. У почетку се претпостављало да до тога долази услед киселости, међутим ускоро је постало јасно да друге прехрамбене киселине, на пример сирће, немају ту способност. Два норвешка лекара су 1907. објавила проналазак есенцијалног једињења из хране које спречава болест, и које се разликује од једињења које спречава берибери. Они су испитивали болести дијетарних дефицијенција користећи нови животињски модел на морским прасцима, који су подложни скорбуту. Ново откривени прехрамбени фактор је временом назван витамин C.

Мађарски истраживачки тим предвођен Алберт Сент Ђерђи‎‎јем, као и амерички научник Чарлс Глен Кинг, су током 1928. до 1932. идентификовали антискорбутски фактор као специфичну хемијску супстанцу. На Мајо клиници, Сент Ђерђи је изоловао хексуронску киселину из животињске адреналне жлезде. Он је претпостављао да је то антискорбутни фактор, али није могао то да докаже без биолошког теста. Тај тест је коначно изведен на Универзитету Питсбурга у Кинговој лабораторији, који је радио на том проблему годинама, користећи морске прасиће. Крајем 1931. Кингова лабораторија је добила адреналну хексуронску киселину индиректно од Сент Ђерђија и користећи свој животињски модел, доказала да је то витамин C почетком 1932.

Касније те године, Сент Ђерђијева група је открила да је паприка, уобичајени зачин у мађарској кухињи, богат извор хексуронске киселине. Он је послао узорак ове сад далеко доступније хемикалије Волтеру Норману Хауорту, британском хемичару специјализованом у шећерима.[6] Радећи са тад асистентом директора за истраживања Едмундом Хирстом и њиховим истраживачким тимовима, Хауорт је 1933. одредио коректну структуру и оптички изомерну природу витамина C и 1934. је објавио прву синтезу витамина.[7] Хауорт и Сент Ђерђи су предложили ново име једињења, „а-скорбинска киселина“. Име је постало L-аскорбинска киселина кад су Хауорт и Сент Џерџи доказали структуру путем њене синтезе.[8]

Нобелова награда за хемију је додељена 1937. Нормау Хауорту за његов рад на одређивању структуре аскорбинске киселине (заједно са Полом Карером, који је добио награду за рад на витаминима), и награда за физиологију или медицину је те године додељена Алберту Сент Ђерђију ја његове студије биолошких функција L-аскорбинске киселине. Амерички лекар Фред Р. Кленер M.D. је промовисао витамин C као лек за многе болести током 1950-их путем знатног повећања његовог дозирања до десетина грама дневно ињекцијама. Нобеловац Лајнус Полинг је такође препоручивао високе дозе аскорбинске киселине (он је сам користио 18 грама дневно) као превентивну меру против прехладе и канцера. Кленерови резултати су били и остали контроверзни, пошто његова испитивања не задовољавају модерне методолошке стандарде.[9]

Реакције[уреди | уреди извор]

Структура аскорбинске киселине подсећа на шећер из ког је изведена. Њен прстен има знатан број функционалних група које садрже кисеоник. Овај молекул је у равнотежи са два кетонска таутомера, који су мање стабилни од енолне форме. У растворима, ови облици аскорбинске киселине се брзо претварају један у други.

Нуклеофилни напад аскорбинског енола на протон којим се формира 1,3-дикетон

Антиоксидансни механизам[уреди | уреди извор]

Као благ редукујући агенс, аскорбинска киселина се разграђује при излагању ваздуху, конвертујући кисеоник у воду. Редокс реакцију убрзава присуство металних јона и светлост. Она се може оксидовати електроном до радикалног стања или двоструко оксидовати до стабилне форме под именом дехидроаскорбинска киселина.

Аскорбат обично делује као антиоксиданс. Он типично реагује са оксидансима реактивних врста кисеоника, као што је хидроксил радикал који се формира из водоник пероксида. Такви радикали су штетни за животиње и биљке јер могу да реагују са нуклеинским киселинама, протеинима, и липидима. Понекад ти радикали иницирају ланчане реакције. Аскорбат може да прекине те ланчане реакције електронским трансфером. Аскорбинска киселина је посебна по томе што може да пренесе један електрон услед стабилности њеног радикалног јона који се назива „семидехидроаскорбат“, дехидроаскорбат. Нето реакција је:

RO• + C
6H
7O−
6 → ROH + C
6H
6O-•
6 .

Оксидоване форме аскорбата су релативно нереактивне, тако да не узрокују ћелијско оштећење.

Међутим, пошто је она добар донор електрона, вишак аскорбата у присуству слободних металних јона може не само да промовише него и да иницира реакције слободних радикала. То је чини потенцијално опасним прооксидативним једињењем у одређеним метаболичким контекстима.

Киселост[уреди | уреди извор]

Аскорбинска киселина, редуктон, се понаша као винилогна карбоксилна киселина, код које електрони двоструких веза, слободни електрони хидроксилних група, и карбонилне двоструке везе формирају коњуговани систем. Зато што две главне резонантне структуре стабилизују депротонисану коњуговану базу аскорбинске киселине, хидроксилна група аскорбинске киселине је знатно киселија од типичних хидроксилних група. Другим речима, аскорбинска киселина се може сматрати енолом код кога је депротонисани облик стабилизовани енолат.

Електронско потискивање главних структура коњуговане базе аскорбинске киселине

Прехрамбена хемија[уреди | уреди извор]

Аскорбинска киселине и њене натријумске, калијумске, и калцијумске соли су у широкој употреби као антиоксидансни прехрамбени адитиви. Та једињења су растворна у води те стога не могу да заштите масти од оксидације. За ту сврху, у масноћи растворни естри аскорбинске киселине са дугим ланцима масних киселина (аскорбил палмитат или аскорбил стеарат) се могу користити као прехрамбени антиоксиданси. Осамдесет процената светске понуде аскорбинске киселине се производи у Кини.[10]

Релевантни европски прехрамбени адитиви (Е бројеви) су:

  1. Е300 аскорбинска киселина (одобрена за употребу као прехрамбени адитив у Европској Унији,[11] САД-у[12] и Аустралији и Новом Зеланду)[13]
  2. Е301 натријум аскорбат (одобрен за употребу као прехрамбени адитив у Европској Унији,[11] САД-у[14] и Аустралији и Новом Зеланду)[13]
  3. Е302 калцијум аскорбат (одобрен за употребу као прехрамбени адитив у Европској Унији,[11] САД-у[12] и Аустралији и Новом Зеланду)[13]
  4. Е303 калијум аскорбат
  5. Е304 масно киселински естри аскорбинске киселине (и) аскорбил палмитат (ии) аскорбил стеарат.

У производњи пластике, аскорбинска киселина се може користити за убрзавање формирања молекулских ланаца и са мање отпада него традиционални синтетички методи.[15]

Она формира испарљива једињења кад се помеша са глукозом и аминокиселинама.[16]

Аскорбинска киселина је кофактор у оксидацији тирозина.[17]

Алтернативна употреба[уреди | уреди извор]

  • Аскорбинска киселина се лако оксидује, те се користи као редуктант у растворима за развијање фотографија (између осталог) и као презерватив.
  • У флуоресцентној микроскопији и сродним техникама заснованим на флуоресценцији, аскорбинска киселина се може користити коа антиоксиданс за увећање флуоресцентног сигнала и хемијску ретардацију боје фотоизбељавање.[18]
  • Она се такође користи за уклањање металних мрља, као што је гвожђе са површина фиберглас базена за пливање.
  • Корисници хероина користе аскорбинску киселину за растварање хероина у води, да би био у облику подесном за унос ињекцијом.[19]

Биосинтеза[уреди | уреди извор]

Главни чланак: Витамин C

Аскорбинска киселина је присутна у биљкама, животињама, и једноћелијским организмима где се формира из глукозе.[20] Неке животиње имају способност формирања аскорбинске киселине, док је остале морају уносити путем хране. Недостатак аскорбинске киселине узрокује скорбут. Рептили и старији родови птица формирају аскорбинску киселину у бубрезима. Новији родови птица и већина сисара је формирају у јетри, при чему је ензим L-гулонолактон оксидаза неопходан за конвертовање глукозе у аскорбинску киселину.[20] Људи и неки други примати, не изражавају L-гулонолактон оксидазу услед генетичке мутације, и из тог разлога не могу да биосинтетишу аскорбинску киселину. Синтеза и сигнална својства се још увек проучавају.[21]

Индустријска припрема[уреди | уреди извор]

Застарела али историјски важна синтеза аскорбинске киселине из глукозе путем Реицхстеиновог процеса.

Аскорбинска киселина се индустријски припрема из глукозе методом базираним на историјским Реицхстеиновом процесу. У првом степену овог петостепеног процеса, глукоза се каталитички хидрогенише до сорбитола, који се затим оксидује микроорганизмом Acetobacter suboxydans до сорбозе. Само једна од шест хидроксилних група се оксидује овом ензиматском реакцијом. Од ове тачке су могућа два пута. Третман производа са ацетоном у присуству киселог катализатора конвертује четири преостале хидроксилне групе до ацетала. Незаштићена хидроксилна група се оксидује до карбоксилне киселине реакцијом са каталитичким оксидансом TEMPO (који се регенерише натријум хипохлоритом - раствором зе обељавање). Киселином каталисана хидролиза овог производа има двоструку функцију уклањања две ацеталне групе и лактонизационо затварање прстена. Овај степен производи аскорбинску киселину. Сваки од пет степени има принос већи од 90%.[22]

Процес који је у већој мери биотехнолошки, и који је иницијално био развијен у Кини 1960-тих а унапређен током 1990-тих, изоставља примену ацетонских заштитних група. Друге генетички модификоване врсте микроба (као што је мутант Erwinia, између осталих) оксидују сорбозу у 2-кетоглуконску киселину (2-KGA), која затим подлеже затварању прстена лактонизацијом путем дехидрације.[23] Истраживања с циљем развоја мутанта који би изводио ферментацију директно из глукозе до 2-KGA су у току.[24]

Одређивање[уреди | уреди извор]

Традиционални начин одређивања садржаја аскорбинске киселине је титрација са оксидујућим агенсом. Неколио различитих процедура је било развијено. Оне су углавном засноване на јодометрији. Јод се користи у присуству скробног индикатора. Јод се редукује аскорбинском киселином, и кад сва аскорбинска киселина изреагује, јод који је у вишку формира плаво-црни комплекс са скробним индикатором. То је индикација крајње тачке титрације. Алтернативни приступ је третман аскорбинске киселине са вишком јода, чему следи повратна титрација натријум тиосулфатом користећи скроб као индикатор.[25]

Претходно описани јодометријски метод је даље разрађен да се искористи реакција аскорбинске киселине са јодатом и јодидом у киселом раствору. Електролиза раствора калијум јодида производи јод, који реагује са аскорбинском киселином. Крај процеса се одређује потенциометријском титрацијом на начин који је сличан са Карл Фишеровом титрацијом. Количина аскорбинске киселине се може израчунати применом Фарадајовог закона. Овај метод користи оксидујући агенс N-бромосукцинимид, (NBS). У овој титрацији, NBS оксидује аскорбинску киселину у присуству калијум јодида и скроба. Кад је НБС у вишку (и.е., реакција је завршена), НБС ослобађа јод из калијум јодида, који затим формира плаво-црни комплекс са скробом, индицирајући крајњу тачку титрације.

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Јоанне Wиxон; Доуглас Келл (2000). „Wебсите Ревиеw: Тхе Кyото Енцyцлопедиа оф Генес анд Геномес — КЕГГ”. Yеаст. 17 (1): 48—55. дои:10.1002/(СИЦИ)1097-0061(200004)17:1<48::АИД-YЕА2>3.0.ЦО;2-Х. 
  2. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  3. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  4. ^ „Safety (MSDS) data for ascorbic acid”. Oxford University. 9. 10. 2005. Архивирано из оригинала 09. 02. 2007. г. Приступљено 21. 2. 2007. 
  5. ^ Y., Lachapelle M.; Drouin G. (2010). „Inactivation dates of the human and guinea pig vitamin C genes”. Genetica. 139 (2): 199—207. PMID 21140195. S2CID 7747147. doi:10.1007/s10709-010-9537-x. 
  6. ^ „Story of Vitamin C's chemical discovery”. Приступљено 21. 1. 2010. 
  7. ^ B, Davies Michael; Austin John; A, Partridge David (1991). Vitamin C: Its Chemistry and Biochemistry. The Royal Society of Chemistry. стр. 48. ISBN 978-0-85186-333-7. 
  8. ^ Svirbelf, Joseph Louis; Albert Szent-Györgyi (25. 4. 1932). The Chemical Nature Of Vitamin C (PDF). .Part of the National Library of Medicine collection. Accessed January 2007
  9. ^ Тхе Америцан пхyсициан Тхомас Е Левy, M.D. Ј.D. wроте а цритицал ревиеw абоут Кленнер'с wорк, Цуринг тхе Инцурабле, ЛивеОн Боокс 2002, 3рд едитион 2009. ISBN 978-0-9779520-2-1..
  10. ^ Weiss, Rick (20. 5. 2007), „Tainted Chinese Imports Common”, Washington Post, Приступљено 25. 4. 2010 .
  11. ^ а б в UK Food Standards Agency: „Цуррент ЕУ аппровед аддитивес анд тхеир Е Нумберс”. Приступљено 27. 10. 2011. 
  12. ^ а б US Food and Drug Administration: „Листинг оф Фоод Аддитивес Статус Парт И”. Фоод анд Друг Администратион. Приступљено 27. 10. 2011. 
  13. ^ а б в Australia New Zealand Food Standards Code„Стандард 1.2.4 - Лабеллинг оф ингредиентс”. Приступљено 27. 10. 2011. 
  14. ^ US Food and Drug Administration: „Listing of Food Additives Status Part II”. Food and Drug Administration. Приступљено 27. 10. 2011. 
  15. ^ „Vitamin C, water have benefits for plastic manufacturing”. Reliable Plant Magazine. 2007. Архивирано из оригинала 27. 9. 2007. г. Приступљено 25. 6. 2007. .
  16. ^ Seck, Souleymane; Crouzet, Jean (1981). „Formation of Volatile Compounds in Sugar-Phenylalanine and Ascorbic Acid-Phenylalanine Model Systems during Heat Treatment”. Journal of Food Science. 46 (3): 790—793. doi:10.1111/j.1365-2621.1981.tb15349.x. 
  17. ^ „The role of ascorbic acid in the oxidation of L-tyrosine by guinea pig liver extracts” (PDF). 
  18. ^ Widengren, Jerker; Andriy Chmyrov; Christian Eggeling; Per-Åke Löfdahl; Claus A. M. Seidel (2007). „Strategies to Improve Photostabilities in Ultrasensitive Fluorescence Spectroscopy”. The Journal of Physical Chemistry A. 111 (3): 429—440. Bibcode:2007JPCA..111..429W. PMID 17228891. doi:10.1021/jp0646325.  Непознати параметар |name-list-style= игнорисан (помоћ)
  19. ^ M, Beynon Caryl; McVeigh Jim; Chandler Martin; Wareing Michelle; A, Bellis Mark (1. 1. 2007). „The impact of citrate introduction at UK syringe exchange programmes: a retrospective cohort study in Cheshire and Merseyside, UK”. Harm Reduction Journal. 4 (1): 21. PMC 2245922 Слободан приступ. PMID 18072971. doi:10.1186/1477-7517-4-21. 
  20. ^ а б Irwin Stone (1972). „The Natural History of Ascorbic Acid in the Evolution of Mammals and Primates”. 
  21. ^ Valpuesta, Victoriano; Miguel Botella (2004). „Biosynthesis of L-ascorbic acid in plants: new pathways for an old antioxidant” (PDF). TRENDS in Plant Science. 9 (12): 573—577. PMID 15564123. doi:10.1016/j.tplants.2004.10.002. 
  22. ^ Eggersdorfer, Manfred; et al. (2000). „Витаминс”. Уллманн'с Енцyцлопедиа оф Индустриал Цхемистрy. Wеинхеим: Wилеy-ВЦХ. ИСБН 3527306730. дои:10.1002/14356007.а27_443. 
  23. ^ „Цхина'с грип он кеy фоод аддитиве”. Цхристиан Сциенце Монитор. 
  24. ^ Мустафа Елфари; Сеунг-Wоок Ха; Цхристопх Бремус; Марцел Мерфорт; Виола Кходаверди; Уте Херрманн; Херманн Сахм; Хелмут Гöрисцх (2005). „А Глуцонобацтер оxyданс мутант цонвертинг глуцосе алмост qуантитативелy то 5-кето-д-глуцониц ацид”. Апплиед Мицробиологy анд Биотецхнологy. 66 (6): 668—674. ПМИД 15735967. С2ЦИД 12969022. дои:10.1007/с00253-004-1721-4. 
  25. ^ „А wебсите wитх ан еxцерпт то усинг иодине” (ПДФ). Архивирано из оригинала (ПДФ) 22. 11. 2009. г. Приступљено 10. 2. 2012. 

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]


Askorbinska kiselina на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Askorbinska_kiselina&oldid=27558487”