Amfipaattiset molekyylien rakenne, ominaisuudet, esimerkit

Se amfififaattiset tai amfifialiset molekyylit He ovat niitä, jotka saattavat tuntea affiniteetin tai torjumisen samanaikaisesti tietyn liuottimen toimesta. Liuottimet luokitellaan kemiallisesti polaariksi tai apolaariksi; hydrofiilinen tai hydrofobinen. Siksi tämäntyyppiset molekyylit voivat "rakastaa" vettä, koska he voivat "vihata sitä".

Edellisen määritelmän mukaan tämä on vain yksi tapa olla mahdollista: näillä molekyyleillä on oltava polaariset ja apolaariset alueet niiden rakenteissa; Jakautuvatko ne enemmän tai vähemmän homogeenisesti (kuten esimerkiksi proteiinien kanssa) vai lukittuna heterogeenisesti (pinta -aktiivisten aineiden tapauksessa)

Kuplat, fysikaalinen ilmiö, joka johtuu pinta-aktiivisen aineen vaikutuksen pintajännityksen pelkistyksestä, joka on amfiffyinen yhdiste. Lähde: Pexels.

Pinta -aktiiviset aineet, joita kutsutaan myös pesuaineiksi, ovat kenties tunnetuimpia amfipaattisia molekyylejä kaikista muinaisista ajasta lähtien. Koska mies oli kiehtova kuplan omituisella fysiognomialla, joka koski saippuan valmistelua ja puhdistustuotteita, hän on tavannut uudestaan ​​ja uudestaan ​​pintajännityksen ilmiön kanssa.

Kuplan tarkkailu on yhtä suuri kuin "ansa" todistaminen, jonka seinät, jotka muodostuvat amfipaattisten molekyylien kohdistamisella, säilyttävät ilman kaasupitoisuuden. Sen pallomaiset muodot ovat vakain matematiikka ja geometrisesti, kun ilma-vesi-rajapinnan pintajännitys pienenee minimiin.

Toisin sanoen kaksi muuta amfaattisten molekyylien ominaisuutta on paljastettu: niillä on taipumus liittyä tai itse kokoonpanoon, ja joitain nesteiden pintajännityksiä (niitä, jotka voivat tehdä niin, kutsutaan pinta -aktiivisia aineita).

Korkean taipumuksen yhdistämisen seurauksena nämä molekyylit avaavat nanoaggregaattien ja niiden säveltävien supramolekyylien morfologisen (ja jopa arkkitehtonisen) kentän; tavoitteena suunnitella yhdisteitä, jotka voivat funktionaaloida ja olla vuorovaikutuksessa mittaamattomien tapojen kanssa solujen ja niiden biokemiallisten matriisien kanssa.

[TOC]

Rakenne

Amfaattisen molekyylin yleinen rakenne. Lähde: Gabriel Bolívar.

Sanottiin. Apolaarinen alue koostuu yleensä tyydyttyneestä tai tyydyttymättömästä hiiliketjusta (kaksois- tai kolminkertaisilla sidoksilla), jota esitetään "apolaarisena hännällä"; Mukana "polaarinen pää", jossa eniten elektronegatiivisia atomeja sijaitsevat.

Ylivoimainen yleinen rakenne kuvaa sitä, mitä edellisessä kappaleessa kommentoidaan. Polaarinen pää (violetti pallo), voi olla funktionaalisia ryhmiä tai aromaattisia renkaita, joilla on pysyviä dipolimomentteja, ja jotka kykenevät myös muodostamaan vety silloja. Siksi korkeimman happi- ja typpipitoisuuden on oltava siellä.

Voi palvella sinua: Hapetusnumero: Konsepti, miten se pääsee ulos ja esimerkkejä

Tässä napapäässä voi olla myös ionisia, negatiivisia tai positiivisia kuormia (tai molemmat samanaikaisesti). Tämä alue osoittaa suuren affiniteetin veteen ja muihin polaarisiin liuottimiin.

Toisaalta apolaarinen häntä on ottaen huomioon sen hallitsevat C-H-linkit, vuorovaikutuksessa Lontoon dispersiovoimien kautta. Tämä alue johtuu siitä, että amfipaattiset molekyylit osoittavat myös affiniteettia rasvoihin ja apolaarisiin ilmamolekyyleihin (n₂, Yhteistyö₂, AR jne.-A.

Joissakin kemian teksteissä ylemmän rakenteen malliin sitä verrataan tutin muotoon.

Molekyylien väliset vuorovaikutukset

Kun amfipaattinen molekyyli koskettaa polaarista liuotinta, sanoakseen vettä, sen alueilla on erilaisia ​​vaikutuksia liuotinmolekyyleihin.

Aloittaa. Tässä prosessissa luodaan molekyylihäiriö.

Samaan aikaan vesimolekyylit apolaarisen hännän ympärillä on taipumus tilata ikään kuin ne olisivat pieniä kiteitä, jolloin ne minimoidaan torjuminen. Tässä prosessissa luodaan molekyylijärjestys.

Häiriöiden ja tilausten välillä on kohta, jossa amfipaattinen molekyyli pyrkii vuorovaikutukseen toisen kanssa, mikä johtaa paljon vakaampaan prosessiin.

Sekalaiset

Molemmat lähestyvät apolaaristen pyrstöjensä tai polaaristen päänsä läpi, niin että siihen liittyvät alueet ensimmäiset vuorovaikutukset. Tämä on sama kuvitella, että ylemmän kuvan kaksi "violetti tutti", lähestymistapa kietoutua heidän mustiin pyrstöihin.

Ja siten alkaa mielenkiintoinen assosiaatioilmiö, jossa useat näistä molekyyleistä liittyvät peräkkäin. Niihin ei liity mielivaltaisesti, vaan rakenneparametrien sarjan mukaan, joka lopulta eristää apolaariset pyrstöt eräänlaisena "apolaarisessa ytimessä", samalla kun se paljastaa polaariset päät kuin polaarinen kuori.

Silloin sanotaan, että pallomainen miscellane syntyi. Miscellanen muodostumisen aikana on kuitenkin alustava vaihe, joka koostuu siitä, mitä tunnetaan lipidikaksoiskerroksena. Nämä ja muut ovat joitain monista makrorakenteista, jotka voivat ottaa käyttöön amfifialliset molekyylit.

Amfipaattisten molekyylien ominaisuudet

Yhdistys

Amfipaattisten molekyylien muodostama pallomainen sekalaiset. Lähde: Gabriel Bolívar.

Jos apolaariset pyrstöt otetaan mustina yksiköinä ja purppurayksiköiden polaariset päät, ymmärretään, miksi Miscellane Cortex asuu ylemmässä kuvassa ja sen mustassa ytimessä. Ydin on apolaarinen, ja siellä sen vuorovaikutukset veden tai liuotinmolekyylien kanssa ovat tyhjiä.

Se voi palvella sinua: ioninen voima: Yksiköt, kuinka se lasketaan, esimerkkejä

Jos päinvastoin, liuotin tai väliaine on apolaarinen, palaariset päät kärsivät torjunnoista, ja näin ollen ne sijaitsevat Miscellanen keskellä; eli se sijoitetaan (a, alempi kuva).

Erityyppiset sekalaiset rakenteet tai morfologiat. Lähde: Gabriel Bolívar.

On havaittu, että käänteinen Miscela. Mutta ennen miscoles -muodostumista, amfipryyylimolekyylit muuttavat yksilöllisiä liuotinmolekyylien järjestystä. Lisääntynyt pitoisuus, ne alkavat liittyä yhden tai kahden kerroksen rakenteeseen (b).

B: stä arkit alkavat käyrälle peräisin olevan sappirakon sappirakon. Toinen mahdollisuus, riippuen apolaarisen hännän muodosta heidän polaariseen päänsä suhteen, on, että niihin liittyy sylinterimäisen sekalaisen miscellane (c).

Nanoaggregaatit ja supramolekyylit

Siksi on viisi päärakenteita, jotka pettävät näille molekyyleille perustavanlaatuisen ominaisuuden: niiden korkea taipumus yhdistää ja itse kokoontua supramolekyyleihin, jotka lisätään nanoaggregaattien muodostamiseen.

Siten amfifialiset molekyylit eivät ole yksin, vaan niihin liittyviä.

Fyysinen

Amfipaattiset molekyylit voivat olla neutraaleja tai ladata ionisesti varautuneita. Niillä, joilla on negatiivisia varauksia. Jotkut näistä happiatomeista ovat peräisin funktionaalisista ryhmistä, kuten: -coo^-, -Sw₄^-, -Sw₃^- tai -po₄^-.

Positiivisten maksujen suhteen ne ovat yleensä amiineista, RNH₃⁺.

Näiden kuormien läsnäolo tai puuttuminen ei muuta sitä tosiasiaa, että nämä molekyylit muodostavat yleensä kiteisiä kiinteitä aineita; Tai jos ne ovat suhteellisen kevyitä, ne ovat kuin öljyjä.

Esimerkit

Joitakin esimerkkejä amfipaattisista tai amfifiilisistä molekyyleistä mainitaan alla:

-Fofolipidit: fosfatidyletanoliamiini, sfingomyeline, fosfatidyyliseriini, fosfatidyylikoliini.

-Kolesteroli.

-Glukolipidit.

-Natrium laurilsulfaatti.

-Proteiinit (ne ovat amfifyllisiä, mutta eivät pinta -aktiivisia aineita).

-Fenolirasvat: kardanoli, kardoleilit ja anakardiahapot.

-Cetitrimontylammoniumbromidi.

-Rasvahapot: Palmitic, Linoleic, öljy, Lauric, Stearic.

-Pitkän ketjun alkoholit: 1-dodekanoli ja muut.

-Amfifyllipolymeerit: kuten etoksyloidut fenolihartsit.

Sovellukset

Solukalvot

Yksi näiden molekyylien kyvyn tärkeimmistä seurauksista on, että ne rakentavat eräänlaisen seinän: lipidikerroksinen (b).

Tämä kaksitahoinen. Se on dynaaminen, koska sen apolaariset pyrstöt pyörivät auttamalla siirtämään amfipaattisia molekyylejä.

Lisäksi, kun tämä kalvo liittyy kahteen päähän, jotta sitä voidaan pystysuoraan, sitä käytetään sen läpäisevyyden mittaamiseen; Ja tämän avulla saadaan arvokasta tietoa biologisten materiaalien ja synteettisten kalvojen suunnittelusta uusien amfipaattisten molekyylien synteesistä, joilla on erilaiset rakenneparametrit.

Se voi palvella sinua: vety silta -linkki

Hajauttajat

Öljyteollisuudessa näitä molekyylejä käytetään ja heistä syntetisoidaan polyteerit asfalteenien hajottamiseksi. Lähestymistapa tähän sovellukseen perustuu hypoteesiin, jonka mukaan asfaltens koostuu kiinteästä kolloidisesta, jolla on suuri taipumus flokkulaariseen ja sedimenttiin kiinteänä mustana ruskeana, joka aiheuttaa vakavia taloudellisia ongelmia.

Amfipaattiset molekyylit auttavat pitämään asfaltensat dispergoituneina pidempään raakan fysikaalis -kemiallisia muutoksia vastaan.

Emulgit

Nämä molekyylit auttavat sekoittamaan kaksi nestettä, jotka tavallisissa olosuhteissa eivät olisi sekoittuvia. Esimerkiksi jäätelössä ne auttavat vettä ja ilmaa olemaan osa samaa kiinteää rasvaa. Tähän tarkoitukseen eniten käytettyjä emulgointiainetta ovat syötäviä rasvahappoja, jotka ovat peräisin.

Pesuaineet

Näiden molekyylien amfifiallista luonnetta käytetään rasvan tai apolaaristen epäpuhtauksien saamiseen, ja sitten polaarinen liuotin, kuten vesi.

Kuten esimerkki kuplista, joissa ilma oli loukussa, pesuaineet tarttuvat rasvaan miselliensä sisällä, jotka polaarisella kuorella on vuorovaikutuksessa tehokkaasti veden kanssa lian poistamiseksi siten.

Antioksidantit

Polaariset päät ovat elintärkeitä, koska ne määrittelevät monikäytöt, joita näillä molekyyleillä voi olla kehossa.

Jos heillä on esimerkiksi joukko aromaattisia renkaita (heidän joukossaan, jotka on johdettu fenolirenkaasta) ja polaarinen, joka kykenee neutraloimaan vapaiden radikaalien, heillä on sitten amfififiset antioksidantit; Ja jos niillä ei ole myös myrkyllisiä vaikutuksia, markkinoilla on saatavana uusia antioksidantteja.

Viitteet

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et ai. (2002). Solumolekyylin biologia. 4. painos. New York: Garland Science; Lipidikerroksinen. Palautettu: NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
2. Jianhua Zhang. (2014). Amfifiiliset molekyylit. Springer-Verlag Berlin Heidelberg ja. Droli, l. Giorno (toim.), Kalvojen tietosanakirja, doi 10.1007/978-3-642-40872-4_1789-1.
3. Sanoi Joseph. (2019). Ampaattisten molekyylien määritelmä. Opiskelu. Toipunut: Opiskelu.com
4. Lehninger, a. Lens. (1975). Biokemia. (2. painos). Worth Publishers, Inc.
5. Mathews, c. K -k -., Van Holde, K. JA. Ja ahern, k. G. (2002). Biokemia. (3. painos). Pearson Addison Wehley.
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (31. maaliskuuta 2019). Mikä on pinta -aktiivinen aine? Toipunut: Admingco.com
7. Domenico Lombardo, Mikhail a. Kiseev, Salvatore -lehti ja Pietro Calandra (2015). Amfifiilien itsekokoonpano: Supramolekulaaristen lähestymistapojen peruskäsitteet ja tulevat näkökulmat. Kondensoituneen aineen fysiikan edistysaskele, Vol. 2015, artikkeli tunnus 151683, 22 sivua, 2015. doi.org/10.1155/2015/151683.
8. Anankanbil s., Pérez b., Fernandes i., Magdalena k. Widzisz, Wang Z., Mateus n. & Guo Z. (2018). Uusi ryhmä synteettisiä fenoli- ja amfifiilimolekyylejä monikäyttöisissä sovelluksissa: fysikaalis-kemiallinen karakterisointi ja solu-toksisuustutkimus. Scientific ReportsVolume 8, artikkelinumero: 832.