कक्षा 12 रसायन विज्ञान अध्याय 6: जैव-अणु NCERT समाधान

ग्लूकोस ($C\_6H\_\{12\}O\_6$) में पाँच हाइड्रॉक्सिल (-OH) समूह होते हैं, और सुक्रोज ($C\_\{12\}H\_\{22\}O\_\{11\}$) में भी कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। ये हाइड्रॉक्सिल समूह ध्रुवीय प्रकृति के होते हैं और जल के अणुओं के साथ अंतराण्विक हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं। हाइड्रोजन बंध बनाने की यह क्षमता ग्लूकोज और सुक्रोज को जल में आसानी से विलेय बनाती है।

इसके विपरीत, बेंजीन ($C\_6H\_6$) और साइक्लोहेक्सेन ($C\_6H\_\{12\}$) हाइड्रोकार्बन हैं जिनमें कोई महत्वपूर्ण ध्रुवीय समूह नहीं होता है। इसलिए, वे जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध नहीं बना पाते हैं। इस कारण से, वे जल में अविलेय होते हैं।

लैक्टोस एक डाइसैकेराइड है। जब लैक्टोस का जल-अपघटन किया जाता है, तो यह दो मोनोसैकेराइड इकाइयों में टूट जाता है। ये उत्पाद D-(+)-ग्लूकोज का एक अणु और D-(+)-गैलेक्टोज का एक अणु होते हैं।

रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:

$$C\_\{12\}H\_\{22\}O\_\{11\}\; +\; H\_2O\; \backslash xrightarrow\{H\_3O^+\}\; C\_6H\_\{12\}O\_6\; +\; C\_6H\_\{12\}O\_6$$

लैक्टोस (डाइसैकेराइड) $$\backslash rightarrow$$ D-(+)-ग्लूकोज + D-(+)-गैलेक्टोज

D-ग्लूकोस एक एल्डोहैक्सोस है और सामान्यतः एल्डिहाइड समूह की विशिष्ट अभिक्रियाएँ (जैसे HCN, टॉलेन अभिकर्मक, या फेहलिंग अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया) प्रदर्शित करता है। हालाँकि, D-ग्लूकोस का पेन्टाऐसीटेट ये अभिक्रियाएँ नहीं देता है। इसका कारण यह है कि पेन्टाऐसीटेट में एल्डिहाइड समूह रासायनिक रूप से उपलब्ध नहीं रहता है।

वास्तव में, D-ग्लूकोस में एल्डिहाइड समूह एक चक्रीय हेमीएसिटल संरचना का हिस्सा होता है। जब इसका एसिटिलीकरण किया जाता है, तो यह हेमीएसिटल समूह भी एसिटिलेटेड हो जाता है, जिससे एक एसिटल बनता है। यह एसिटल लिंकेज एल्डिहाइड समूह को प्रतिक्रिया के लिए अनुपलब्ध बना देता है।

संरचनात्मक रूप से, D-ग्लूकोस का पेन्टाऐसीटेट निम्नलिखित अभिक्रिया द्वारा बनता है:

$$D\backslash text\{-ग्लूकोस\}\; +\; 5(CH\_3CO)\_2O\; \backslash rightarrow\; D\backslash text\{-ग्लूकोस\; का\; पेन्टाऐसीटेट\}\; +\; 5CH\_3COOH$$

पेन्टाऐसीटेट में, एल्डिहाइड कार्बन एसिटॉक्सी समूह (-OCOCH₃) से जुड़ा होता है, जो इसे प्रतिक्रियाशील एल्डिहाइड के रूप में कार्य करने से रोकता है।

अमीनो अम्ल अपनी द्विध्रुवीय (zwitterionic) प्रकृति के कारण उच्च गलनांक प्रदर्शित करते हैं। एक द्विध्रुवीय आयन में, अणु में एक ही समय में एक ऋणात्मक आवेशित (-COO^-) और एक धनात्मक आवेशित (-NH₃⁺) समूह होता है। यह द्विध्रुवीय प्रकृति मजबूत अंतराण्विक स्थैतिक आकर्षण (electrostatic attraction) उत्पन्न करती है, जिसके लिए उच्च तापमान पर गलने की आवश्यकता होती है।

जब अमीनो अम्ल जल में घोले जाते हैं, तो वे जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं, जिससे वे जल में विलेय हो जाते हैं (समविभव बिंदु पर छोड़कर, जहाँ उनकी विलेयता न्यूनतम होती है)।

इसके विपरीत, हैलो अम्ल द्विध्रुवीय नहीं होते हैं। उनमें केवल कार्बोक्सिल समूह (-COOH) ही हाइड्रोजन बंध में भाग ले सकता है, हैलोजन परमाणु नहीं। इस कारण, हैलो अम्लों में अमीनो अम्लों की तुलना में कमजोर अंतराण्विक आकर्षण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनके गलनांक और जल में विलेयता कम होती है।

जब अंडे को उबाला जाता है, तो अंडे के सफेद भाग में मौजूद ग्लोबुलर प्रोटीन (मुख्य रूप से एल्ब्यूमिन) विकृत हो जाते हैं। विकृतीकरण की प्रक्रिया में, प्रोटीन अपनी त्रि-आयामी संरचना खो देते हैं और फैल जाते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, प्रोटीन अणु पानी को अवशोषित या अधिशोषित कर लेते हैं। यह पानी प्रोटीन संरचना में बंध जाता है और उबले हुए अंडे से बाहर निकलता हुआ दिखाई नहीं देता, जिससे ऐसा प्रतीत होता है कि जल 'चला गया' है।

विटामिन C, जिसे एस्कॉर्बिक एसिड भी कहा जाता है, एक जल-विलेय विटामिन है। इसका मतलब है कि यह शरीर के जलीय वातावरण में आसानी से घुल जाता है। शरीर अतिरिक्त विटामिन C को जमा नहीं करता है; इसके बजाय, यह लगातार मूत्र के माध्यम से शरीर से उत्सर्जित होता रहता है। इस निरंतर उत्सर्जन के कारण, विटामिन C शरीर में महत्वपूर्ण मात्रा में संचित नहीं हो पाता है।