Vraag 23Ascorbinezuur

Vanaf het begin van de twintigste eeuw is geprobeerd om de structuur op te helderen van ascorbinezuur ( C H O ), bekend als vitamine C. 6 8 6 In 1932 werd de structuur van ascorbinezuur geheel opgehelderd. De structuurformule van ascorbinezuur is hiernaast weergegeven. Ascorbinezuur is een zwak zuur. Van andere stoffen was al bekend dat de zure eigenschap kan worden veroorzaakt door de aanwezigheid van een carbonzuurgroep in het molecuul, maar ook door een zogeheten enolgroep. Een enolgroep is een C=C–OH groep. Om uitsluitsel te krijgen over de aanwezigheid van een carbonzuurgroep dan wel een enolgroep in het molecuul, voerde men de volgende twee reacties uit. 1 Reactie met diazomethaan. Diazomethaan zet OH groepen van uitsluitend carbonzuren en enolgroepen om tot O–CH groepen. Bij de reactie van ascorbinezuur 3 met diazomethaan ontstond één reactieproduct met de molecuulformule C H O . Deze stof noemde men 8 12 6 dimethylascorbinezuur. De ontstane stof had geen zure eigenschappen meer. 2 Hydrolyse van het reactieproduct in basisch milieu. Onder deze omstandigheden worden alleen esterbindingen verbroken. Het bleek dat hierbij slechts één koolstofverbinding ontstond.

Op basis van de beschreven reacties trok men de volgende conclusies over ascorbinezuur: − een molecuul ascorbinezuur bevat geen carbonzuurgroep; − een molecuul ascorbinezuur bevat een cyclische esterbinding; − ascorbinezuur heeft zure eigenschappen vanwege de aanwezigheid van enolgroepen in het molecuul.

De zuurconstante van ascorbinezuur is in 1935 bepaald door een titratie met natronloog. In figuur 1 is het pH-verloop van deze titratie weergegeven. Op het punt dat de lijn uit figuur 1 het steilst is, is alle ascorbinezuur omgezet. Uit figuur 1 is op te maken dat ascorbinezuur in deze titratie reageert als een eenwaardig zuur. figuur 1 Met behulp van de grafiek kan worden berekend wat de waarde is van de K z van ascorbinezuur. Hiertoe lazen de onderzoekers de waarde van de pH af, op het punt dat de helft van alle ascorbinezuur met natronloog heeft gereageerd.

Slechts één van de OH groepen op C-2 en C-3 kan in zuur-basereacties een H + ion afstaan. Dit kan worden verklaard met behulp van Lewisstructuren. In één van beide zuurrestionen treedt namelijk mesomerie op en in het andere zuurrestion niet. Op de uitwerkbijlage staan twee onvolledige Lewisstructuren weergegeven van de zuurrestionen die gevormd zouden worden als van ascorbinezuur een OH groep op C-2 dan wel op C-3 een H + ion afstaat.

In later onderzoek is onderzocht hoe ascorbinezuur wordt gesynthetiseerd door planten. Het bleek dat ascorbinezuur wordt gesynthetiseerd uit de beginstof ( α D-glucose. In een aantal stappen wordt glucose eerst omgezet tot stof X . Vervolgens treden de reacties op die zijn weergegeven in figuur 2. figuur 2

Beide omzettingen uit figuur 2 worden gekatalyseerd door enzymen. In stap 1 en 2 wordt in planten slechts één mogelijke stereo-isomeer van de ontstane stoffen gevormd. De omzetting van stap 2 kan in het laboratorium ook worden uitgevoerd zonder enzym.

Leg uit of in stap 2 ook nog andere stereo-isomeren van ascorbinezuur kunnen ontstaan als de reactie wordt uitgevoerd zonder het enzym.