asam organik. Asam apa yang ditemukan di alam? Sifat khusus asam organik

Asam organik, seperti yang Anda duga, adalah zat organik yang menunjukkan sifat asam. Mereka termasuk asam karboksilat, asam sulfonat, dan beberapa lainnya. Asam karboksilat mengandung gugus karboksil -COOH, dan asam sulfonat mengandung gugus sulfo dengan rumus umum SO3H.

asam karboksilat

Asam karboksilat adalah turunan dari hidrokarbon, di mana satu atau lebih atom karbon membentuk gugus karboksil. Asam karboksilat diklasifikasikan berdasarkan kebasaan (jumlah gugus karboksil) dan berdasarkan jenis radikal:

• Asam jenuh monobasa. Anggota pertama dari deret homolog adalah asam format HCOOH, kemudian asam asetat (etanoat) CH3COOH. Asam lemak yang lebih tinggi ditemukan secara alami dalam lemak. Dari jumlah tersebut, asam stearat C 17 H3 35 COOH adalah yang paling penting.
• Asam jenuh dibasa. Yang paling sederhana dari asam ini adalah asam oksalat (nama lain adalah ethanedioic) asam HOOC-COOH, yang terbentuk di beberapa tanaman (kemerah-merahan, rhubarb).

Karena saya seorang profesional medis dengan profesi, tentang peran asam dalam kehidupan manusia Saya cukup tahu. Saya akan berbicara tentang asam yang ditemukan di alam, serta yang paling penting dari sudut pandang medis.

Di mana asam ditemukan di alam?

Kita bertemu mereka setiap hari, misalnya, tetesan hujan tampak bersih hanya pada pandangan pertama. Faktanya, mereka mengandung banyak zat dalam bentuk terlarut. Misalnya ada larutan asam karbonat- karbon dioksida, atau Asam sulfur, yang merupakan konsekuensi dari emisi gas buang. Makanan kita juga kaya akan asam, misalnya, asam laktat dalam kefir atau asam karbonat dalam soda. Terimakasih untuk asam hidroklorik dalam tubuh kita, pencernaan dimungkinkan, di mana protein dipecah untuk sintesis terutama elemen penting - asam amino.

asam organik

Namun, yang paling penting bagi kehidupan di planet kita adalah asam organik yang memainkan peran sangat penting dalam siklus hidup. Dasar seseorang adalah sel, yang terdiri dari protein dan protein, jadi kita perlu makan untuk mengisi kembali pasokan zat-zat ini. Namun, hanya itu yang penting untuk nutrisi protein yang mengandung asam amino. Tapi apa itu asam amino? Ada lebih dari 165 spesies, tetapi hanya 20 yang bernilai bagi tubuh, yang bertindak sebagai unit struktural utama setiap sel.

Kita tubuh hanya dapat mensintesis 12 tentu saja, selama Anda makan dengan baik. 8 sisanya tidak dapat disintesis, tetapi hanya diperoleh dari luar:

• valin- mendukung pertukaran senyawa nitrogen. Produk susu, serta jamur;
• lisin- tujuan utama adalah penyerapan, distribusi kalsium dalam tubuh. Daging, serta produk roti;
• fenilalanin- Mendukung aktivitas otak dan peredaran darah. Hadir dalam daging sapi, kedelai dan keju cottage;
• triptofan- salah satu komponen kunci dari sistem vaskular. Oat, pisang, dan kurma;
• treonin- berperan dalam sistem kekebalan tubuh, mengatur fungsi hati. Produk susu, telur ayam;
• metionin- memperkuat otot jantung. Hadir dalam kacang, telur;
• leusin- Membantu memulihkan tulang dan otot. Ini ditemukan berlimpah dalam kacang-kacangan dan ikan;
• isoleusin- menentukan kadar gula dalam darah. Biji, hati, ayam.

Dengan kekurangan satu asam tubuh tidak dapat mensintesis protein yang diperlukan, yang berarti bahwa ia dipaksa untuk memilih elemen yang diperlukan dari protein lain. Ini menyebabkan ketidakseimbangan umum, yang berkembang menjadi penyakit, dan pada masa kanak-kanak menyebabkan cacat mental dan fisik.

Asam organik adalah bagian penting dari mesin biologis. Mereka bertindak dalam proses yang terkait dengan penggunaan energi zat makanan; dengan partisipasi asam dalam sistem enzim, tahapan penataan ulang bertahap dan oksidasi molekul karbohidrat, lemak dan asam amino berlanjut. Beberapa asam karboksilat diperoleh dan dikonsumsi dalam proses metabolisme (metabolisme) dalam jumlah yang sangat mengesankan. Jadi, dalam sehari, 400 G asam asetat. Jumlah ini akan cukup untuk membuat 8 aku cuka biasa. Naik turunnya apapundalam skala besar, tentu saja, berarti zat ini diperlukan untuk melakukan beberapa fungsi penting. Analisis tersebut mendeteksi sejumlah asam lain dalam sel organisme, dan sebagian besar adalah senyawa dengan fungsi campuran, yaitu selain gugus COOH, asam ini mengandung gugus lain, seperti CO, OH, dll.

Variasi asam anorganik tidak begitu besar: hanya asam fosfat, karbonat dan hidroklorida (dan sebagian silikat) yang ditemukan di sebagian besar organisme baik dalam bentuk garam maupun dalam keadaan bebas (misalnya, jus lambung).

Asam karboksilat penting terutama karena, bekerja bersama dengan enzim khusus, mereka membentuk sistem reaksi tertutup (siklus Krebs) yang mengoksidasi asam piruvat. Asam piruvat sendiri merupakan produk penataan ulang molekul makanan, seperti karbohidrat.

Saat mempelajari siklus Krebs, asam berikut akan ditemui: piruvat, asetat, sitrat, cis-akonitik, isositik, oksalo-suksinat, -ketoglutarat, suksinat, fumarat, malat, oksaloasetat.

Reaksi enzimatik diamati dalam sel berbagai mikroorganisme (jamur), menunjukkan betapa mudahnya asam ini diubah menjadi satu sama lain. Jadi, asam oksaloasetat terbentuk dari karbon monoksida (IV) dan asam piruvat:

CH 3 -CO-COOH + CO 2 → HOOS-CH 2 -CO-COOH

Dari asam asetat, dengan menghilangkan hidrogen, asam suksinat dan fumarat dapat diperoleh.

Dari asam asetat juga terbentuk asam glikolat CH 2 OHCOOH, asam glioksilat CHO-COOH dan asam oksalat COOH-COOH. Asam fumarat dapat diubah menjadi asam malat, asam oksaloasetat, dll.

Berkat fleksibilitas kimia seperti itu - kemampuan untuk berubah menjadi satu sama lain di bawah pengaruh enzim, menambah atau memberikan berat molekul rendah (CO 2, H 2 O, H), asam organik (terutama asam di- dan trikarboksilat) telah menjadi biologis senyawa berharga - bagian permanen dari mesin biologis.

Ada kelompok asam organik lain, yang tidak dapat dihilangkan dalam pembuatan struktur biologis - ini adalah asam lemak. Molekul asam lemak adalahrantai yang relatif panjang, di salah satu ujungnya terdapat gugus polar - karboksil COOH. Di alam, paling sering ada asam lemak dengan rantai lurus dan jumlah atom karbon genap; pada tumbuhan, asam lemak yang mengandung siklus telah ditemukan (khususnya, asam chaulmuric memiliki cincin siklopentena dalam molekul).

Asam lemak jenuh meliputi: butirat, kaproat, kaprilat, palmitat, stearat, dll. Asam lemak tak jenuh termasuk krotonik, oleat, linoleat, linolenat.

Asam tak jenuh tampaknya penting untuk fungsi normal tubuh, meskipun fungsi spesifiknya tidak sepenuhnya jelas. Asam lemak umumnya ditemukan dalam makanan sebagai ester dari gliserol (lemak dan minyak) yang disebut trigliserida. Dalam ester ini, tiga hidroksil gliserol membentuk ikatan ester dengan tiga residu asam R 1 , R 2 , R3.

Beberapa lemak diasosiasikan dengan protein sel; sebagian besar lemak membentuk timbunan, yang merupakan cadangan bahan bakar tubuh. Lemak (trigliserida) juga ditemukan dalam darah, di mana mereka masuk dari mukosa usus melalui jalur limfatik. Di dalam darah, lemak dengan sedikit campuran protein dan beberapa lipid membentuk partikel kecil (kilomikron), yang ukurannya sekitar 50 mk. Ketika lemak dioksidasi, banyak panas yang dilepaskan (dua kali lebih banyak ketika jumlah karbohidrat yang sama dioksidasi), jadi lemak adalah zat energi.

Oksidasi lemak terjadi terutama di ginjal, hati, tetapi juga dapat terjadi di jaringan organ lain.

Dalam proses oksidasi, dikatalisis oleh sejumlah enzim, "fragmen" yang hanya mengandung dua atom karbon secara berurutan dipisahkan dari molekul asam lemak yang panjang. Agar reaksi ini dapat dimulai, ulangi beberapa kali yang diperlukan dan ubah asam lemak menjadi air, karbon monoksida (IV), asam asetoasetat, partisipasi koenzim khusus A (CoA) dan asam adenosin trifosfat (ATP) ternyata menjadi perlu. Kami akan kembali ke masalah ini nanti.

Lemak tidak larut dalam air, tetapi dapat diperoleh dalam bentuk emulsi tipis. Emulsifikasi lemak difasilitasi oleh garam empedu (glikokolik dan taurokolik).

Artikel tentang asam organik

Sejumlah besar senyawa yang dikenal dunia modern adalah asam organik. Di alam, mereka diperoleh terutama dari gula sebagai hasil dari reaksi biokimia yang kompleks. Peran mereka dalam semua proses kehidupan sangat berharga. Misalnya, dalam biosintesis glikosida, asam amino, alkaloid, dan zat reaktif biologis lainnya; dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein ... Ada banyak sekali proses vital yang melibatkan asam organik.

Apa yang spesial dari mereka? Asam organik memperoleh sifat kimia dan biologis yang unik karena komposisi unsur dan fungsional molekulnya sendiri. Urutan tertentu dari atom penghubung yang sifatnya berbeda dan kekhususan kombinasinya memberikan karakteristik individu zat dan fitur interaksi dengan orang lain.

Komposisi kualitatif zat organik

Bata utama, sejenis monometer semua makhluk hidup, adalah karbon, atau, sebagaimana disebut juga, karbon. Semua "kerangka" dibangun darinya - struktur dasar, kerangka - senyawa organik dan juga asam. Di tempat kedua dalam hal prevalensi adalah hidrogen, nama lain untuk unsur tersebut adalah hidrogen. Ini mengisi valensi karbon bebas dari hubungan dengan atom lain, memberikan volume dan kepadatan molekul.

Yang ketiga adalah oksigen, atau oksigen, ia bergabung dengan karbon sebagai bagian dari kelompok atom, memberikan zat alifatik atau aromatik sederhana karakteristik yang sama sekali baru, misalnya, kemampuan pengoksidasi. Berikutnya dalam kisaran prevalensi adalah nitrogen, kontribusinya terhadap sifat-sifat asam organik khusus, ada kelas terpisah dari senyawa yang mengandung amina. Juga dalam senyawa organik ada belerang, fosfor, halogen dan beberapa elemen lain dalam jumlah yang jauh lebih kecil.

Zat organik lainnya juga dipisahkan ke dalam kelas tersendiri. Asam nukleat adalah polimer biologis yang mengandung fosfor dan nitrogen yang dibangun dari monomer - nukleotida, membentuk struktur DNA dan RNA yang paling kompleks.

Pembuktian identitas kimia

Faktor penentu perbedaan dari zat lain adalah adanya dalam senyawa seperti asosiasi atom, yang memiliki urutan yang ketat mengikat mereka satu sama lain dan membawa semacam kode genetik kelas, seperti kelompok fungsional asam organik. . Ini disebut karboksil, terdiri dari satu atom karbon, hidrogen dan dua oksigen, dan, pada kenyataannya, menggabungkan gugus karbonil (-C=O) dan hidroksil (-OH).

Bagian-bagian penyusunnya berinteraksi pada tingkat elektronik, menghasilkan sifat-sifat individu asam. Secara khusus, reaksi adisi karbonil tidak melekat di dalamnya, dan kemampuan untuk menyumbangkan proton beberapa kali lebih tinggi daripada alkohol.

Fitur struktural

Apa yang terjadi pada tingkat elektronik yang saling mempengaruhi dalam gugus fungsi dari kelas asam organik? Atom karbon memiliki muatan sebagian positif karena tarikan kerapatan ikatan ke oksigen, di mana kemampuan untuk menahannya jauh lebih tinggi. Oksigen dari bagian hidroksil memiliki pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, yang sekarang mulai tertarik ke karbon. Ini mengurangi kepadatan ikatan oksigen-hidrogen, akibatnya hidrogen menjadi lebih mobile. Untuk senyawa, disosiasi tipe asam menjadi mungkin. Penurunan muatan positif karbon menyebabkan terhentinya proses adisi, seperti yang telah disebutkan di atas.

Peran fragmen tertentu

Setiap kelompok fungsional memiliki sifat individu dan memberikannya pada zat di mana ia dikandung. Kehadiran beberapa dalam satu mengecualikan kemungkinan memberikan reaksi tertentu yang sebelumnya membedakan fragmen tertentu secara terpisah. Ini adalah fitur penting yang menjadi ciri kimia organik. Asam dapat mengandung gugus yang mengandung nitrogen, belerang, fosfor, halogen, dll.

Kelas asam karboksilat

Kelompok zat paling terkenal dari seluruh keluarga. Seharusnya tidak diasumsikan bahwa hanya senyawa dari kelas ini yang semuanya asam organik. Perwakilan karbon adalah kelompok yang paling banyak jumlahnya, tetapi bukan satu-satunya. Ada, misalnya, asam sulfonat, mereka memiliki fragmen fungsional yang berbeda. Dari jumlah tersebut, turunan aromatik, yang secara aktif terlibat dalam produksi kimia fenol, memiliki status khusus.

Ada kelas penting lain yang termasuk dalam bagian kimia seperti zat organik. Asam nukleat adalah senyawa terpisah yang memerlukan pertimbangan dan deskripsi individu. Mereka telah disebutkan secara singkat di atas.

Perwakilan karbonat dari zat organik mengandung gugus fungsi yang khas dalam komposisinya. Ini disebut karboksil, spesifikasi struktur elektroniknya dijelaskan sebelumnya. Ini adalah kelompok fungsional yang menentukan keberadaan sifat asam yang kuat, karena proton hidrogen bergerak, yang mudah dipisahkan selama disosiasi. Yang paling lemah dari seri ini hanya asetat (asetat).

Klasifikasi asam karboksilat

Menurut jenis struktur kerangka hidrokarbon, alifatik (persegi panjang) dan siklik dibedakan. Misalnya, asam organik propionat, heptanoat, benzoat, trimetilbenzoat karboksilat. Dengan ada atau tidak adanya ikatan rangkap - membatasi dan tidak jenuh - butirat, asetat, akrilik, heksena, dll. Tergantung pada panjang kerangka, ada asam karboksilat (lemak) yang lebih rendah dan lebih tinggi, kategori yang terakhir dimulai dengan a rantai sepuluh atom karbon.

Kandungan kuantitatif unit struktural, seperti gugus fungsi asam organik, juga merupakan prinsip klasifikasi. Ada yang satu, dua, tiga, dan multi-basis. Misalnya asam karboksilat format, oksalat, sitrat dan lain-lain. Perwakilan yang mengandung, selain kelompok utama, juga kelompok tertentu yang disebut heterofungsional.

Nomenklatur modern

Sampai saat ini, dalam ilmu kimia, dua metode digunakan untuk menamai senyawa. Nomenklatur rasional dan sistematis sebagian besar memiliki aturan yang sama, tetapi berbeda dalam beberapa detail penamaan. Secara historis, ada "nama" senyawa yang diberikan kepada zat berdasarkan sifat kimia yang melekat, lokasi di alam, dan poin lainnya. Misalnya, asam butanoat disebut butirat, propenoat - akrilik, diureidoasetat - allantoat, pentanoat - valerat, dll. Beberapa di antaranya sekarang diizinkan untuk digunakan dalam tata nama yang rasional dan sistematis.

Algoritma bertahap

Cara penyusunan nama zat, termasuk asam organik, adalah sebagai berikut. Pertama, Anda perlu menemukan rantai hidrokarbon terpanjang dan memberi nomor. Angka pertama harus dekat dengan percabangan ujung sehingga substituen atom hidrogen dalam kerangka menerima locants terkecil - angka yang menunjukkan jumlah atom karbon yang terkait dengannya.

Selanjutnya, Anda perlu menemukan grup fungsional utama, dan kemudian mengidentifikasi sisanya, jika ada. Jadi, namanya terdiri dari: tercantum dalam urutan abjad dan dengan locants substituen yang sesuai, bagian utama berbicara tentang panjang kerangka karbon dan saturasinya dengan atom hidrogen, pada gilirannya kedua dari belakang, milik kelas zat ditentukan, menunjukkan sufiks khusus dan awalan di- atau tri- untuk polibasa , misalnya, untuk karboksilat adalah "-ovaya" dan kata asam ditulis di akhir. Ethanoic, methanedioic, propenoic, butic acid, hydroxyacetic, pentanedioic, 3-hydroxy-4-methoxybenzoic, 4-methylpentanoic dan sebagainya.

Fungsi utama dan artinya

Banyak asam, baik organik maupun anorganik, sangat penting bagi manusia dan aktivitasnya. Bertindak dari luar atau diproduksi di dalam, mereka memulai banyak proses, berpartisipasi dalam reaksi biokimia, memastikan berfungsinya tubuh manusia, dan juga digunakan olehnya di banyak area lain.

Asam klorida (atau hidroklorik) adalah dasar jus lambung dan penetralisir sebagian besar bakteri yang tidak perlu dan berbahaya yang telah memasuki saluran pencernaan. Asam sulfat merupakan bahan baku yang sangat diperlukan dalam industri kimia. Bagian organik dari perwakilan kelas ini bahkan lebih signifikan - susu, askorbat, asetat, dan banyak lainnya. Asam mengubah lingkungan pH sistem pencernaan ke sisi basa, yang penting untuk mempertahankan mikroflora normal. Dalam banyak aspek lain, mereka memiliki dampak positif yang tak tergantikan pada kesehatan manusia. Sama sekali tidak mungkin membayangkan industri tanpa menggunakan asam organik. Semua ini hanya berfungsi berkat kelompok fungsionalnya.

Buah-buahan, sayuran, beberapa tumbuhan dan zat lain dari tumbuhan dan hewan mengandung zat yang memberikan rasa dan aroma tertentu. Sebagian besar asam organik ditemukan dalam berbagai buah-buahan, mereka juga disebut asam buah.

Asam organik yang tersisa ditemukan dalam sayuran, daun dan bagian lain dari tanaman, di kefir, serta di semua jenis bumbu.

Fungsi utama asam organik adalah menyediakan kondisi optimal untuk proses pencernaan yang lengkap.

Produk kaya asam organik:

Karakteristik umum asam organik

Asetat, suksinat, format, valerat, askorbat, butirat, salisilat ... Ada banyak asam organik di alam! Mereka hadir dalam buah juniper, raspberry, daun jelatang, viburnum, apel, anggur, coklat kemerah-merahan, keju, dan kerang.

Peran utama asam adalah untuk membuat tubuh menjadi basa, yang menjaga keseimbangan asam-basa dalam tubuh pada tingkat yang diperlukan dalam pH 7,4.

Kebutuhan harian untuk asam organik

Untuk menjawab pertanyaan tentang berapa banyak asam organik yang harus dikonsumsi per hari, Anda harus berurusan dengan masalah efeknya pada tubuh. Selain itu, masing-masing asam di atas memiliki efek khusus sendiri. Banyak dari mereka yang dikonsumsi dalam jumlah sepersepuluh gram dan bisa mencapai 70 gram per hari.

Kebutuhan asam organik semakin meningkat:

• dengan kelelahan kronis;
• dengan asam lambung rendah.

Kebutuhan asam organik berkurang:

• pada penyakit yang terkait dengan pelanggaran keseimbangan air-garam;
• dengan peningkatan keasaman jus lambung;
• pada penyakit hati dan ginjal.

Penyerapan asam organik

Asam organik paling baik diserap dengan gaya hidup yang tepat. Senam dan nutrisi rasional mengarah pada pemrosesan asam yang paling lengkap dan berkualitas tinggi.

Semua asam organik yang kita konsumsi saat sarapan, makan siang, dan makan malam sangat cocok dengan makanan panggang yang terbuat dari gandum durum. Selain itu, penggunaan minyak sayur dari pengepresan dingin pertama dapat secara signifikan meningkatkan kualitas penyerapan asam.

Merokok, di sisi lain, mampu mengubah asam menjadi senyawa nikotinat yang memiliki efek negatif pada tubuh.

Sifat yang berguna dari asam organik, efeknya pada tubuh

Semua asam organik yang ada dalam makanan memiliki efek menguntungkan pada organ dan sistem tubuh kita. Pada saat yang sama, asam salisilat, yang merupakan bagian dari raspberry dan beberapa buah beri lainnya, mengurangi suhu, memiliki sifat antipiretik.

Asam suksinat, hadir dalam apel, ceri, anggur dan gooseberry, merangsang fungsi regeneratif tubuh kita. Hampir semua orang tahu tentang efek asam askorbat! Ini adalah nama vitamin C yang terkenal. Ini meningkatkan kekuatan kekebalan tubuh, membantu kita mengatasi pilek dan penyakit radang.

Asam tartronic melawan pembentukan lemak selama pemecahan karbohidrat, mencegah obesitas dan masalah pembuluh darah. Terkandung dalam kubis, zucchini, terong dan quince. Asam laktat memiliki efek antimikroba dan anti-inflamasi pada tubuh. Ini ditemukan dalam jumlah besar dalam yogurt. Tersedia dalam bir dan anggur.

Asam galat, yang ditemukan dalam daun teh, serta kulit kayu ek, akan membantu Anda menyingkirkan jamur dan beberapa virus. Asam caffeic ditemukan di daun coltsfoot, pisang raja, artichoke dan tunas artichoke Yerusalem. Ini memiliki efek anti-inflamasi dan koleretik pada tubuh.

Interaksi dengan elemen penting

Asam organik berinteraksi dengan vitamin tertentu, asam lemak, air dan asam amino.

Tanda-tanda kekurangan asam organik dalam tubuh

• kekurangan vitamin;
• pelanggaran asimilasi makanan;
• masalah kulit dan rambut;
• masalah pencernaan.

Tanda-tanda kelebihan asam organik dalam tubuh

• penebalan darah;
• masalah pencernaan;
• pelanggaran ginjal;
• masalah bersama.

Asam organik untuk kecantikan dan kesehatan

Asam organik yang dikonsumsi dengan makanan memiliki efek menguntungkan tidak hanya pada sistem internal tubuh, tetapi juga pada kulit, rambut, dan kuku. Selain itu, masing-masing asam memiliki efek khusus sendiri. Asam suksinat memperbaiki struktur rambut, kuku dan turgor kulit. Dan vitamin C memiliki kemampuan untuk meningkatkan suplai darah ke lapisan atas kulit. Itu memberi kulit tampilan yang sehat dan bercahaya.