Struktur Molekul Amphipatic, Ciri, Contoh

The molekul amphiphatik atau amphiphylic Mereka adalah orang -orang yang mungkin merasakan pertalian atau penolakan pada masa yang sama oleh pelarut tertentu. Pelarut diklasifikasikan secara kimia sebagai kutub atau apolar; hidrofilik atau hidrofobik. Oleh itu, jenis molekul ini boleh "suka" air, kerana mereka boleh "membencinya".

Menurut definisi sebelumnya, hanya ada satu cara untuk ini mungkin: molekul -molekul ini mesti mempunyai kawasan kutub dan apolar dalam struktur mereka; Sama ada mereka diedarkan lebih kurang homogen (seperti protein, misalnya), atau terkunci heterogen (dalam hal surfaktan)

Gelembung, fenomena fizikal yang disebabkan oleh pengurangan ketegangan permukaan produk antara muka cecair udara tindakan surfaktan, yang merupakan sebatian amphiphyllic. Sumber: Pexels.

Surfaktan, juga dikenali sebagai detergen, mungkin merupakan molekul amphipatic yang paling terkenal sejak zaman dahulu lagi. Sejak lelaki itu terpesona oleh fisiognomi aneh gelembung, yang prihatin dengan penyediaan sabun dan produk pembersihan, dia telah menemui lagi dan lagi dengan fenomena ketegangan permukaan.

Mengamati gelembung adalah sama dengan menyaksikan "perangkap" yang dindingnya, yang dibentuk oleh penjajaran molekul amphipatic, mengekalkan kandungan gas udara. Bentuk sfera adalah matematik yang paling stabil dan geometri, kerana ketegangan permukaan antara muka air udara berkurangan hingga minimum.

Yang mengatakan, dua ciri lain molekul amphipatic telah terdedah: mereka cenderung untuk mengaitkan atau mengasingkan diri, dan beberapa penurunan ketegangan permukaan dalam cecair (yang boleh berbuat demikian dipanggil surfaktan).

Hasil daripada kecenderungan yang tinggi untuk mengaitkan, molekul -molekul ini membuka medan morfologi (dan bahkan seni bina) nanoagregat mereka dan supramolekul yang membentuknya; Dengan objektif merancang sebatian yang dapat berfungsi dan berinteraksi dengan cara yang tidak dapat diukur dengan sel dan matriks biokimia mereka.

[TOC]

Struktur

Struktur umum molekul amphipatic. Sumber: Gabriel Bolívar.

Dikatakan bahawa molekul amphiphilic atau amphipatic mempunyai rantau kutub dan apolar lain. Rantau apolar biasanya terdiri daripada rantai karbon tepu atau tak tepu (dengan ikatan berganda atau tiga), yang diwakili sebagai "ekor apolar"; disertakan dengan "kepala kutub", di mana atom elektronegatif yang paling tinggi.

Struktur Umum Superior menggambarkan apa yang dikomentari dalam perenggan sebelumnya. Kepala kutub (sfera ungu), boleh menjadi kumpulan berfungsi atau cincin aromatik yang mempunyai momen dipol tetap, dan juga mampu membentuk jambatan hidrogen. Oleh itu, kandungan oksigen dan nitrogen tertinggi mesti ada.

Boleh melayani anda: nombor pengoksidaan: konsep, bagaimana untuk mengeluarkannya dan contohnya

Di kepala kutub ini juga terdapat beban ionik, negatif atau positif (atau kedua -duanya pada masa yang sama). Wilayah ini adalah yang menunjukkan pertalian yang tinggi untuk air dan pelarut kutub yang lain.

Sebaliknya, ekor apolar diberikan pautan C-H yang utama, berinteraksi melalui daya penyebaran London. Rantau ini disebabkan oleh fakta bahawa molekul amphipatic juga menunjukkan pertalian untuk lemak dan molekul udara apolar (n₂, Co₂, Ar, dll.).

Dalam beberapa teks kimia ke model untuk struktur atas, ia dibandingkan dengan bentuk pacifier.

Interaksi intermolecular

Apabila molekul amphipatic menghubungkan pelarut kutub, untuk mengatakan air, kawasannya memberi kesan yang berbeza pada molekul pelarut.

Untuk bermula. Dalam proses ini, gangguan molekul dibuat.

Sementara itu, molekul air di sekitar ekor apolar cenderung untuk memerintahkan seolah -olah mereka adalah kristal kecil, dengan itu membolehkan mereka meminimumkan penolakan. Dalam proses ini, pesanan molekul dibuat.

Antara gangguan dan pesanan, akan ada titik di mana molekul amphipatic akan berusaha untuk berinteraksi dengan yang lain, yang akan menghasilkan proses yang lebih stabil.

Miscelables

Kedua -duanya akan mendekati ekor apolar atau kepala kutub mereka, sehingga kawasan yang berkaitan dengan interaksi pertama. Ini adalah sama untuk membayangkan bahawa dua "pacifier ungu" imej atas, pendekatan untuk menjalin ekor hitam mereka, atau dengan menyertai dua kepala ungu mereka.

Dan dengan itu memulakan fenomena persatuan yang menarik, di mana beberapa molekul ini bergabung secara berturut -turut. Mereka tidak sewenang -wenangnya dikaitkan, tetapi menurut satu siri parameter struktur, yang akhirnya mengasingkan ekor apolar dalam sejenis "nukleus apolar", sambil mendedahkan kepala kutub seperti cangkang kutub.

Dikatakan bahawa miscellane sfera dilahirkan. Walau bagaimanapun, semasa pembentukan miscellane terdapat peringkat awal yang terdiri daripada apa yang dikenali sebagai lipid bilayer. Ini dan lain -lain adalah sebahagian daripada banyak struktur makros.

Ciri -ciri molekul amphipatic

Persatuan

Miscellane sfera dibentuk oleh molekul amphipatic. Sumber: Gabriel Bolívar.

Jika ekor apolar diambil sebagai unit hitam, dan kepala kutub unit ungu, ia akan difahami mengapa dalam imej unggul korteks miscellane adalah kediaman dan nukleus hitamnya. Nukleus adalah apolar, dan ada interaksi dengan molekul air atau pelarut adalah tidak sah.

Ia boleh melayani anda: daya ionik: unit, cara mengira, contohnya

Jika sebaliknya, pelarut atau medium adalah apolar, ia adalah kepala kutub yang akan menderita penolakan, dan akibatnya mereka akan terletak di tengah -tengah Miscellane; iaitu, ia dilaburkan (a, imej yang lebih rendah).

Pelbagai jenis struktur atau morfologi miscellane. Sumber: Gabriel Bolívar.

Diperhatikan bahawa miscela terbalik. Tetapi, sebelum bentuk salah laku, molekul amphipriclic adalah individu yang mengubah urutan molekul pelarut. Peningkatan kepekatan, mereka mula mengaitkan dalam struktur satu atau dua lapisan (b).

Dari b lembaran mula melengkung hingga berasal dari D, pundi hempedu. Kemungkinan lain, bergantung kepada bentuk ekor apolar berkenaan dengan kepala kutub mereka, adalah bahawa mereka dikaitkan untuk menimbulkan miscellane silinder (c).

Nanoaggregat dan supramolekul

Oleh itu, terdapat lima struktur utama, yang mengkhianati ciri asas molekul -molekul ini: kecenderungan mereka yang tinggi untuk mengaitkan dan mengasingkan diri dalam supramolekul, yang ditambah untuk membentuk nanoagregates.

Oleh itu, molekul amphiphylik tidak bersendirian tetapi dikaitkan.

Fizikal

Molekul amphipatic boleh neutral atau dimuatkan secara ionik. Mereka yang mempunyai caj negatif mempunyai atom oksigen dengan beban formal negatif di kepala kutub mereka. Beberapa atom oksigen ini berasal dari kumpulan berfungsi seperti: -COO^-, -SW₄^-, -SW₃^- atau -po₄^-.

Mengenai caj positif, mereka biasanya datang dari amina, RNH₃⁺.

Kehadiran atau ketiadaan beban ini tidak mengubah fakta bahawa molekul -molekul ini umumnya membentuk pepejal kristal; Atau, jika mereka agak ringan, mereka seperti minyak.

Contoh

Beberapa contoh molekul amphipatic atau amphifilic akan disebutkan di bawah:

-Fofolipid: phosphatidyletanolamine, sphingomyeline, phosphatidylserine, phosphatidylcholine.

-Kolesterol.

-Glucolipids.

-Natrium laurilsulfate.

-Protein (mereka amphiphyllical, tetapi bukan surfaktan).

-Lemak fenolik: Kardanol, Kad dan Asid Anacardial.

-Cetitrimonthylammonium bromida.

-Asid Lemak: Palmiti, Linoleic, Oleic, Lauric, Stearic.

-Alkohol rantai panjang: 1-dodecanol dan lain-lain.

-Polimer amphiphyll: seperti resin fenolik etoksilat.

Aplikasi

Membran sel

Salah satu akibat yang paling penting dari kapasiti molekul -molekul ini untuk dikaitkan, ialah mereka membina sejenis dinding: lipid bilayer (b).

Ini bilay. Ia dinamik, kerana ekor apolarnya berputar membantu menggerakkan molekul amphipatic.

Juga, apabila membran ini menyertai dua hujung, untuk memilikinya secara menegak, ia digunakan untuk mengukur kebolehtelapannya; Dan dengan ini, data berharga diperolehi untuk reka bentuk bahan biologi dan membran sintetik dari sintesis molekul amphipatic baru dengan parameter struktur yang berbeza.

Ia boleh melayani anda: pautan jambatan hidrogen

Penyebaran

Dalam industri minyak, molekul ini digunakan, dan polimer disintesis dari mereka, untuk menyebarkan asphaltenes. Pendekatan aplikasi ini terletak pada hipotesis bahawa asfalten terdiri daripada koloid pepejal, dengan kecenderungan yang tinggi untuk floccular dan sedimen sebagai coklat hitam pepejal yang menyebabkan masalah ekonomi yang serius.

Molekul amphipatic membantu menjaga asfalten tersebar untuk masa yang lebih lama terhadap perubahan fizikokimia dalam minyak mentah.

Pengemulsi

Molekul ini membantu mencampurkan dua cecair yang dalam keadaan biasa tidak akan larut. Dalam ais krim, sebagai contoh, mereka membantu air dan udara menjadi sebahagian daripada pepejal yang sama bersama lemak. Antara pengemulsi yang paling banyak digunakan untuk tujuan ini adalah yang berasal dari asid lemak yang boleh dimakan.

Detergen

Watak amphiphyllic molekul ini digunakan untuk menangkap lemak atau kekotoran apolar, dan kemudian diseret pada masa yang sama dengan pelarut kutub, seperti air.

Seperti contoh gelembung di mana udara terperangkap, detergen menangkap lemak di dalam micelles mereka, yang, mempunyai shell kutub, berinteraksi dengan efisien dengan air untuk menghilangkan kotoran dengan demikian.

Antioksidan

Kepala kutub sangat penting kerana mereka menentukan kegunaan berganda yang dapat dimiliki oleh molekul -molekul ini dalam tubuh.

Jika mereka mempunyai, sebagai contoh, satu set cincin aromatik (di antaranya, yang berasal dari cincin fenolik) dan polar yang mampu meneutralkan radikal bebas, mereka akan mempunyai antioksidan amphiphyllic; Dan jika mereka juga kekurangan kesan toksik, antioksidan baru akan tersedia di pasaran.

Rujukan

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Biologi molekul sel. Edisi ke -4. New York: Sains Garland; Bilayer lipid. Pulih dari: NCBI.NLM.NIH.Gov
2. Jianhua Zhang. (2014). Molekul amphipilik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, dan. Droli, l. Giorno (eds.), Ensiklopedia Membran, DOI 10.1007/978-3-642-40872-4_1789-1.
3. Kata Yusuf. (2019). Definisi molekul amati. Kajian. Pulih dari: belajar.com
4. Lehninger, a. L. (1975). Biokimia. (Edisi ke -2). Worth Publishers, Inc.
5. Mathews, c. K., Van holde, k. Dan. Dan ahern, k. G. (2002). Biokimia. (Edisi ke -3). Pearson Addison Wehley.
6. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (31 Mac, 2019). Apa itu surfaktan? Pulih dari: Thoughtco.com
7. Domenico Lombardo, Mikhail A. Kiseev, Salvatore Magazge, dan Pietro Calandra (2015). Amphiphiles Perhimpunan Sendiri: Konsep Asas dan Perspektif Masa Depan Pendekatan Supramolekul. Pendahuluan dalam Fizik Matter Pekat, Vol. 2015, ID Artikel 151683, 22 muka surat, 2015. doi.org/10.1155/2015/151683.
8. Anankanbil s., Pérez b., Fernandes i., Magdalena k. Widzisz, Wang Z., Mateus n. & Guo z. (2018). Kumpulan baru molekul amphiphil fenolik sintetik untuk aplikasi pelbagai guna: pencirian fiziko-kimia dan kajian sel-toksisiti. Laporan SaintifikSvolume 8, Nombor Artikel: 832.