Struktur, karakteristik, contoh molekul amphipatic

Itu molekul amphiphatic atau amphiphylic Mereka adalah mereka yang mungkin merasakan afinitas atau tolakan pada saat yang sama dengan pelarut tertentu. Pelarut secara kimia diklasifikasikan sebagai kutub atau apolar; hidrofilik atau hidrofobik. Dengan demikian, jenis molekul ini dapat "mencintai" air, karena mereka dapat "membencinya".

Menurut definisi sebelumnya, hanya ada satu cara agar ini dimungkinkan: molekul -molekul ini harus memiliki daerah polar dan apolar dalam strukturnya; Apakah mereka didistribusikan secara homogen (seperti dengan protein, misalnya), atau terkunci secara heterogen (dalam kasus surfaktan)

Gelembung, fenomena fisik yang disebabkan oleh pengurangan tegangan permukaan produk antarmuka udara-cair dari aksi surfaktan, yang merupakan senyawa amphiphyllic. Sumber: Pexels.

Surfaktan, juga disebut deterjen, mungkin merupakan molekul amphipatic yang paling terkenal dari semuanya sejak dahulu kala. Karena pria itu terpikat oleh fisiognomi gelembung yang aneh, peduli dengan persiapan sabun dan produk pembersih, ia telah bertemu lagi dan lagi dengan fenomena tegangan permukaan.

Mengamati gelembung sama dengan menyaksikan "jebakan" yang dindingnya, dibentuk dengan penyelarasan molekul amfipatic, mempertahankan kandungan gas udara. Bentuk bulatnya adalah matematika yang paling stabil dan secara geometris, karena tegangan permukaan antarmuka air-air berkurang seminimal mungkin.

Yang mengatakan, dua karakteristik lain dari molekul amphipatic telah terekspos: mereka cenderung mengasosiasikan atau merampok diri, dan beberapa penurunan ketegangan permukaan dalam cairan (yang dapat melakukannya disebut surfaktan).

Sebagai hasil dari kecenderungan tinggi untuk bergaul, molekul -molekul ini membuka bidang morfologis (dan bahkan arsitektur) dari nanoagregat mereka dan supramolekul yang menyusunnya; Dengan tujuan merancang senyawa yang dapat memfungsikan dan berinteraksi dengan cara yang tak terukur dengan sel dan matriks biokimia mereka.

[TOC]

Struktur

Struktur Umum Molekul Amfipatic. Sumber: Gabriel Bolívar.

Dikatakan bahwa molekul amphiphilic atau amphipatic memiliki daerah kutub dan apolar lainnya. Wilayah apolar biasanya terdiri dari rantai karbon jenuh atau tidak jenuh (dengan ikatan ganda atau tiga), yang direpresentasikan sebagai "ekor apolar"; disertai dengan "kepala kutub", di mana atom paling elektronegatif berada.

Struktur Umum Superior Mengilustrasikan Apa yang Dikomentari Dalam Paragraf Sebelumnya. Kepala kutub (bola ungu), dapat berupa kelompok fungsional atau cincin aromatik yang memiliki momen dipol permanen, dan juga mampu membentuk jembatan hidrogen. Oleh karena itu, kandungan oksigen dan nitrogen tertinggi harus ada.

Dapat melayani Anda: nomor oksidasi: konsep, cara mengeluarkannya dan contoh

Di kepala kutub ini mungkin juga ada beban ionik, negatif atau positif (atau keduanya pada saat yang sama). Wilayah ini adalah yang menunjukkan afinitas tinggi terhadap air dan pelarut kutub lainnya.

Di sisi lain, ekor apolar memberikan tautan C-H yang dominan, berinteraksi melalui kekuatan dispersi London. Wilayah ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul amphipatic juga menunjukkan afinitas terhadap lemak dan molekul udara apolar (n₂, BERSAMA₂, AR, dll.).

Dalam beberapa teks kimia dengan model untuk struktur atas, itu dibandingkan dengan bentuk dot.

Interaksi antarmolekul

Ketika molekul amphipatic menghubungi pelarut polar, untuk mengatakan air, daerahnya memberikan efek yang berbeda pada molekul pelarut.

Memulai. Dalam proses ini, gangguan molekuler dibuat.

Sementara itu, molekul air di sekitar ekor apolar cenderung memesan seolah -olah mereka adalah kristal kecil, sehingga memungkinkan mereka untuk meminimalkan tolakan. Dalam proses ini, urutan molekuler dibuat.

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

Kesalahpahaman

Keduanya akan mendekati melalui ekor apolar mereka atau kepala kutub, sehingga daerah terkait interaksi pertama. Ini sama untuk membayangkan bahwa dua "dot ungu" dari gambar atas, pendekatan untuk menjalin ekor hitam mereka, atau dengan bergabung dengan dua kepala ungu mereka.

Dan dengan demikian memulai fenomena asosiasi yang menarik, di mana beberapa molekul ini bergabung secara berurutan. Mereka tidak terkait sewenang -wenang, tetapi menurut serangkaian parameter struktural, yang akhirnya mengisolasi ekor apolar dalam semacam "inti apolar", sambil mengekspos kepala kutub seperti cangkang kutub.

Dikatakan kemudian bahwa Miscellane Bulat lahir. Namun, selama pembentukan Miscellane ada tahap awal yang terdiri dari apa yang dikenal sebagai bilayer lipid. Ini dan yang lainnya adalah beberapa dari banyak struktur makro yang dapat mengadopsi molekul amphiphyllic.

Karakteristik molekul amphipatic

Asosiasi

Lain -lain bulat yang dibentuk oleh molekul amfipatic. Sumber: Gabriel Bolívar.

Jika ekor apolar diambil sebagai unit hitam, dan kepala kutub unit ungu, akan dipahami mengapa dalam gambar superior korteks lain. Nukleus adalah apolar, dan di sana interaksinya dengan air atau molekul pelarut batal.

Itu dapat melayani Anda: kekuatan ionik: unit, cara menghitungnya, contoh

Jika sebaliknya, pelarut atau medium adalah apolar, kepala kutublah yang akan menderita tolakan, dan akibatnya mereka akan ditempatkan di tengah -tengah lain -lain; Artinya, diinvestasikan (a, citra yang lebih rendah).

Berbagai jenis struktur atau morfologi lain -lain. Sumber: Gabriel Bolívar.

Diamati bahwa miscela terbalik. Tetapi, sebelum kesalahan terbentuk, molekul amfiprylic adalah individu yang mengubah urutan molekul pelarut. Peningkatan konsentrasi, mereka mulai bergaul dalam struktur satu atau dua lapisan (b).

Dari B Lembaran mulai melengkung untuk berasal dari D, kandung empedu. Kemungkinan lain, tergantung pada bentuk ekor apolar sehubungan dengan kepala kutub mereka, adalah bahwa mereka dikaitkan untuk menimbulkan lain -lain silindris (C).

Nanoagregat dan supramolekul

Oleh karena itu ada lima struktur utama, yang mengkhianati karakteristik mendasar dari molekul -molekul ini: kecenderungan tinggi mereka untuk mengaitkan dan merampok diri dalam supramolekul, yang ditambahkan untuk membentuk nanoagregat.

Dengan demikian, molekul amphiphylic tidak sendirian tetapi terkait.

Fisik

Molekul amphipatic dapat bermuatan netral atau diisi secara ion. Mereka yang memiliki muatan negatif memiliki atom oksigen dengan beban formal negatif di kepala kutub mereka. Beberapa atom oksigen ini berasal dari kelompok fungsional seperti: -coo^-, -Sw₄^-, -Sw₃^- atau -po₄^-.

Mengenai tuduhan positif, mereka umumnya berasal dari amina, RNH₃⁺.

Ada atau tidak adanya beban ini tidak mengubah fakta bahwa molekul -molekul ini umumnya membentuk padatan kristal; Atau, jika mereka relatif ringan, mereka seperti minyak.

Contoh

Beberapa contoh molekul amphipatic atau amfifilik akan disebutkan di bawah ini:

-Fofolipids: fosfatidyletanolamine, sphingomyeline, fosfatidilserin, fosfatidilkolin.

-Kolesterol.

-Glukolipid.

-Sodium laurilsulfate.

-Protein (mereka amfifislis, tetapi bukan surfaktan).

-Lemak Fenolik: Cardanol, Cardoles dan Asam Anakardial.

-Cetitrimonthylammonium bromide.

-Asam Lemak: Palmitik, Linoleik, Oleik, Laurik, Stearat.

-Alkohol rantai panjang: 1-dodecanol dan lainnya.

-Polimer amphiphyll: seperti resin fenolik etoksilasi.

Aplikasi

Membran sel

Salah satu konsekuensi terpenting dari kapasitas molekul -molekul ini untuk dikaitkan, adalah bahwa mereka membangun semacam dinding: lipid bilayer (b).

Bilay ini. Itu dinamis, karena ekor apolar berputar membantu memindahkan molekul amphipatic.

Juga, ketika membran ini bergabung dengan dua ujungnya, untuk memilikinya secara vertikal, digunakan untuk mengukur permeabilitasnya; Dan dengan ini, data berharga diperoleh untuk desain bahan biologis dan membran sintetis dari sintesis molekul amphipatic baru dengan parameter struktural yang berbeda.

Itu dapat melayani Anda: tautan jembatan hidrogen

Dispersan

Dalam industri minyak, molekul -molekul ini digunakan, dan polimer disintesis dari mereka, untuk membubarkan asphaltene. Pendekatan untuk aplikasi ini bertumpu pada hipotesis bahwa asphaltens terdiri dari koloid padat, dengan kecenderungan tinggi untuk flokuler dan sedimen sebagai coklat hitam padat yang menyebabkan masalah ekonomi yang serius.

Molekul amphipatic membantu menjaga aspal yang tersebar untuk waktu yang lebih lama terhadap perubahan fisikokimia mentah.

Pengemulsi

Molekul -molekul ini membantu mencampur dua cairan yang dalam kondisi biasa tidak akan larut. Dalam es krim, misalnya, mereka membantu air dan udara menjadi bagian dari padatan yang sama bersama dengan lemak. Di antara pengemulsi yang paling banyak digunakan untuk tujuan ini adalah yang berasal dari asam lemak yang dapat dimakan.

Deterjen

Karakter amphiphyllic dari molekul -molekul ini digunakan untuk menangkap lemak atau pengotor apolar, dan kemudian diseret pada saat yang sama dengan pelarut kutub, seperti air.

Seperti contoh gelembung di mana udara terperangkap, deterjen menangkap lemak di dalam miselnya, yang, memiliki cangkang kutub, berinteraksi secara efisien dengan air untuk menghilangkan kotoran dengan demikian.

Antioksidan

Kepala kutub sangat penting karena mereka menentukan penggunaan berganda yang dapat dimiliki molekul -molekul ini di dalam tubuh.

Jika mereka memiliki, misalnya, satu set cincin aromatik (di antaranya, berasal dari cincin fenolik) dan kutub yang mampu menetralkan radikal bebas, mereka kemudian akan memiliki antioksidan amphiphyllic; Dan jika mereka juga tidak memiliki efek toksik, antioksidan baru akan tersedia di pasar.

Referensi

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, dkk. (2002). Biologi molekul sel. Edisi ke -4. New York: Garland Science; Bilayer lipid. Pulih dari: ncbi.Nlm.Nih.Pemerintah
2. Jianhua Zhang. (2014). Molekul Amphiphilic. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, dan. DROLI, L. Giorno (eds.), Ensiklopedia membran, doi 10.1007/978-3-642-40872-4_1789-1.
3. Kata Joseph. (2019). Definisi molekul ampat. Belajar. 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 Maret 2019). Apa itu surfaktan? Pulih dari: thinkco.com
7. Domenico Lombardo, Mikhail A. Kiseev, Salvatore Magazù, dan Pietro Calandra (2015). Amphiphiles Perakitan Sendiri: Konsep Dasar dan Perspektif Masa Depan Pendekatan Supramolekul. Kemajuan dalam Fisika Materi Kondensasi, Vol. 2015, ID Artikel 151683, 22 halaman, 2015. doi.org/10.1155/2015/151683.
8. Anankanbil s., Pérez b., Fernandes i., Magdalena k. Widzisz, wang z., Mateus n. & Guo Z. (2018). Kelompok baru molekul amfiphil fenolik sintetis untuk aplikasi multiguna: karakterisasi fisiko-kimia dan studi sel-toksisitas sel. Laporan Ilmiah Volume 8, Nomor Artikel: 832.