Hvorfor er lipider uopløselige i vand?

Lipider er en bred gruppe af kemikalier, der omfatter steroider, fedtstoffer og voks, der er karakteriseret ved deres uopløselighed i vand. Denne uopløselighed kaldes ofte hydrofob eller "vand-frygtende". Dette udtryk kan imidlertid være vildledende, da deres uopløselighed i vand skyldes vandmolekylets langt større affinitet for andre vandmolekyler end en afstødning mellem lipid- og vandmolekylerne .

Polære og ikke-polære bindemidler

Kulet til kulstof og kulstof til hydrogenbindinger, der findes i lipider, betragtes som ikke-polære. Det betyder, at elektronerne i båndet deles relativt ens mellem atomerne. Omvendt deles elektronerne i bindingerne mellem hydrogen og oxygen i et vandmolekyle ikke lige, hvilket resulterer i en lille positiv ladning på hydrogenatomet og en lille negativ ladning på oxygenatomet. Disse små afgifter på atomer i vandmolekylet, kaldet dipoler, resulterer i, at vand betegnes som et polært molekyle.

Hydrogenbindende

Polære kovalente bindinger som dem der findes i vand tillader dannelse af hydrogenbindinger, en svag attraktiv kraft mellem den lette negative ladning i et polært molekyle og den lille positive ladning i et tilstødende polarmolekyle. Mens de enkelte hydrogenbindinger er svage, påvirker deres kumulative virkning i høj grad de fysiske egenskaber af polære forbindelser. Polære forbindelser har en tendens til at have meget højere smeltepunkter end ikke-polære forbindelser med lignende molekylvægt, og opløseligheden er påvirket af tilstedeværelsen eller fraværet af hydrogenbindinger.

Lipidstruktur

Lipider er dannet af lange kæder af carbonhydrider. Kulbrinteforbindelser er bemærkelsesværdige for den lange sekvens af carbon til carbonbindinger med hydrogenatomer bundet til carbonatomerne. Den tilsvarende elektronegativitet, en måling af et atoms evne til at tiltrække elektroner, af carbon- og hydrogenatomer resulterer i carbonhydrider, der danner lange, ikke-polære kæder.

Mættet og umættet

Carbonatomer kan binde med op til fire yderligere atomer. Et enkelt par elektroner delt mellem to atomer betegnes som en enkeltbinding. Mættede lipider har enkeltbindinger mellem carbonerne på kæden (carbonhydrider udgør altid enkeltbindinger med hydrogener). I umættede lipider er et af carbon-carbon-bindingerne dobbeltbundet (fire elektroner deles mellem atomerne). Denne dobbeltbinding reducerer antallet af hydrogenatomer på molekylet og skaber en bøjning i kæden. Enkelt sagt har de mættede lipider så mange hydrogenatomer som muligt omkring kæden af ​​carboner, hvor umættede lipider har mindre end det maksimale antal mulige hydrogenatomer, der omgiver carbonkæden som følge af dobbeltbindingen mellem to eller flere af carbonet atomer.

Amphipathiske forbindelser

Nogle lipider er amfipatiske, hvor en hydrofil kemisk gruppe, såsom en carboxyl eller phosphatgruppe, er fastgjort i den ene ende. Den hydrofile ende interagerer med vandmolekylerne, medens den hydrofobe hale af molekylet bevarer sin hydrofobe natur. Denne dobbelte natur tillader disse molekyler at danne membraner i levende celler. De er også til stede i sæber, hvor kombinationen af ​​en hydrofob hale og et hydrofilt hoved gør det muligt for andre lipider at blive opløst i vand.