informacje



poniedziałek, 23 maja 2011

Synteza dwuetapowa I : otrzymywanie 2,4,6-tribromoaniliny

Ponieważ tą syntezę przeprowadzałem w dwóch etapach, również dwuczęściowa będzie notka na ten temat. Celem tej syntezy, było przeprowadzenie Aniliny w 1,3,5-tribromobenzen, przy czym reakcja została rozbita na dwie części:
I - otrzymanie z Aniliny jej tribromopochodnej
II - otrzymanie z produktu poprzedniej reakcji, tribromopochodnej benzenu
Musiałem tak dobrać ilości reagentów, aby otrzymać około 1 g końcowego produktu. Zanim jednak opowiem jak do tego doszło, omówię wyjściowe związki:

Anilinę omawiałem już pokrótce w notce o otrzymywaniu benzylidenoaniliny, jednak powtórzę: jest to najprostsza amina aromatyczna, w której do jednego z węgli pierścienia benzenowego przyłączona jest grupa -NH2 . Ma postać bezbarwnej cieczy o zapachu nieświeżych ryb. Jest toksyczna, powoduje rozpad czerwonych krwinek, i łatwo wchłania się przez skórę - dlatego podczas pracy z nią nosiłem rękawiczki. Jednak dla chemika najważniejsza jest jej reaktywność.
Anilina jest pod tym względem podobna do fenolu, gdyż i tutaj zachodzi zaktywowanie pierścienia i ułatwienie ataku elektrofilowego w reakcjach substytucji. Wskutek efektu mezomerycznego, wolna para elektronowa z atomu azotu grupy aminowej może przechodzić na pierścień, tworząc trzy możliwe struktury, w których nadmiarowy ładunek ujemny pojawia się w trzech pozycjach:

Struktury mezomeryczne aniliny
dlatego też podstawniki podstawiają się w tych miejscach, tworząc orto i para pochodne. Jednak anilina jest w reakcjach znacznie bardziej reaktywna. Gdy nitrowałem fenol, musiałem potraktować go stężonym kwasem i przez dłuższy czas mieszać, również dla bromowania wymagane są specjalne warunki, a i tak najpierw otrzyma się monopochodne a dopiero przy dalszym bromowaniu powstaną pochodne bardziej podstawione. Natomiast w przypadku aniliny od razu otrzymujemy pochodną podstawioną w trzech miejscach i nie musimy stosować agresywnych reagentów - natomiast otrzymanie pochodnej z jednym podstawnikiem wymaga całkiem innych niż tu przedstawione, specyficznych reakcji .

Brom

Brom to niemetaliczny pierwiastek chemiczny z grupy fluorowców, mający w temperaturze pokojowej postać brunatnej, łatwo lotnej cieczy - jako drugi pierwiastek po rtęci - wydzielającej cięższe od powietrza, brązowe opary o ostrym, niemiłym zapachu. Stąd zresztą wywodzi się jego nazwa - łacińskie bromos znaczy "smród". Osobiście nie kojarzyłem tego zapachu z niczym konkretnym, był ciężki, nieprzyjemny, ostry niczym chlor ale nie tak świdrujący w nosie. Nawąchałem się go podczas pracowni, aż zaczęło mi się kręcić w głowie - nic zresztą dziwnego, jest bowiem równie jak chlor trujący, a w postaci ciekłej powoduje ciężkie, trudno się gojące oparzenia skóry, stąd praca w rękawiczkach i pod wyciągiem.

Brom ma postać cząsteczek dwuatomowych, lecz chętnie tworzy aniony. Stąd pytanie - skoro tworzy aniony, a więc postać obdarzoną ładunkiem ujemnym, to dlaczego reaguje w substytucji elektrofilowej? Powinien przecież chętniej oddawać jeden nadmiarowy elektron, niż przyjmując podczepiać się do czegokolwiek. Gdy się tak zastanowić, jest to pytanie jak najbardziej słuszne. Gdy nitrowałem fenol, kwas azotowy i siarkowy reagowały ze sobą, dając nietrwały ale dodatnio naładowany kation nitroniowy (NO2+), tutaj natomiast wykorzystywał będę praktycznie tylko sam brom. Otóż jak już pisałem, tworzy on cząsteczki dwuatomowe. Gdy taka cząsteczka zbliży się do pełnego elektronów pierścienia benzenowego, nastąpi jej częściowa polaryzacja - na jednym atomie pojawi się mały ładunek ujemny a na drugiej mały ładuneczek dodatni. To wystarcza, aby jeden atom bromu mógł podstawić się do miejsc z zagęszczonym ładunkiem ujemnym, wypychając wodór, który z drugim bromem utworzy bromowodór, ogółem zatem reakcja przebiegnie tak:
Bromowanie aniliny
I tak oto powstaje nasz półprodukt.

U Vogla* pojawiają się dwie metody prowadzenia syntezy. Pierwsza wymagała złożenia aparatury złożonej z dwóch kolb dwuszyjnych. W jednej kolbie znajduje się brom, zaś rurka odchodząca od bocznego wylotu tej kolby, prowadzi do drugiej, gdzie zanurzona jest w roztworze aniliny w kwasie octowym lodowatym. Boczny wylot drugiej kolby połączony jest z pompką wodną wytwarzającą podciśnienie. Ogółem zatem rzecz miała wyglądać następująco: w kolbie z bromem, włożonej do miski z ciepłą wodą powstają opary gazowego pierwiastka, które następnie są zasysane i wprowadzane bezpośrednio do aniliny w drugim naczyniu. Reakcja miałaby być prowadzona aż do zażółcenia mieszaniny w drugiej kolbie. Byłby to proces trwający około 2 - 3 godziny (przy przepisowej ilości składników) i z wydajnością 63%. Nie mam nigdzie rysunku aparatury i mam nadzieję, że czytelnik jakoś rzecz sobie wyobraził. Nie mam też zdjęcia, bo tego przepisu nie realizowałem, zająłem się drugim podawanym sposobem, będącym znacznie prostszym, szybszym i wydajniejszym. A zatem:

Rozpuściłem w zleweczce odpowiednią ilość aniliny w czterokrotnej objętości stężonego kwasu octowego, służącego za rozpuszczalnik. Z kwasem octowym wymieszałem też płynny brom i umieściłem we wkraplaczu. Do zlewki wrzuciłem mieszadełko magnetyczne, włożyłem ją do krystalizatora napełnionego wodą z lodem i postawiłem na mieszadle. Moja nieskomplikowana aparatura wyglądała zatem tak:
Aparatura
Teraz należało zatem włączyć mieszadło, odkręcić kurek wkraplacza i po wlaniu całej ilości odczekać jakiś kwadrans aż całość się dobrze rozmiesza, przyjmując postać brązowo-pomarańczowej pasty:
Miesza się
Po zakończeniu reakcji zawartość zlewki wylałem na dużą ilość wody a następnie całość przesączyłem pod zmniejszonym ciśnieniem przez lejek Buchnera, kilkukrotnie przemywając wodą dla usunięcia resztek bromu.

Po wysuszeniu tribromoanilina miała postać miałkiego, białego proszku, przypominającego talk:
2,4,6-trobromoanilina

Zaletą tak prowadzonej reakcji, oprócz krótkiego czasu i łatwości przeprowadzania, jest też wydajność - składniki reagują ze sobą ilościowo, co oznacza że cała użyta anilina powinna zostać zbromowana. I rzeczywiście, otrzymałem tyle produktu ile wynikałoby z obliczeń a nawet i trochę więcej, co przypisuję temu, że mając na uwadze małą wydajność moich poprzednich syntez, zaokrąglałem ilości reagentów gdy je odmierzałem.

I tak z głową ciężką od smrodliwego bromu, skończyłem pierwszy etap syntezy. A jak to było z drugim etapem i po co to całe zamieszanie, objaśnię w następnym wpisie.
----
Źródła:
* Vogel Arthur Israel, Preparatyka organiczna, WNT 1984, s. 592-3

Zdjęcia moje. Co do rysunku mezomerii aniliny - nie znalazłem dobrego w internecie, więc przerobiłem w Paincie rysunek mezomerii fenolu, który wykorzystałem w poprzednich wpisach

środa, 11 maja 2011

Bez chemii

Przyczyna dla której tworzę tą notkę, nie jest dla mnie zupełnie jasna. Zaczęło się od tego, że na pewnym blogu, w jednej ze starszych notek, natknąłem się na wzmiankę o nagrodzie którą ustanowili Brytyjscy chemicy za dostarczenie im substancji nie zawierającej żadnych związków chemicznych. Uznałem to za świetny temat na nową notkę i zaraz nawet udało mi się odnaleźć informację na ten temat na jednej ze stron newsowo-plotkarskich. Uznałem jednak, że lepiej gdy zacznę pisać notkę w bibliotece, gdzie mają lepszy komputer niż mam w domu, dzięki czemu łatwiej znajdę potrzebne informacje - dlatego nie zapisałem linka do odnalezionej strony.
To ostatnie okazało się brzemienne w skutki, ponieważ ponownie tej strony nie odnalazłem, ani w bibliotece ani w domu i nawet przeglądanie historii wejść na strony nic nie dało. Co ciekawsze nie odnalazłem też owej pierwszej wzmianki, bo oczywiście nie zapisałem nigdzie gdzie też ją wypatrzyłem. Podejrzewałem, że mogło to być na Miggu albo na Miskach do mleka, ale przeszukiwanie pod tym kątem nie przyniosło rezultatów. Ostatecznie zacząłem podejrzewać, że cała sprawa mi się przyśniła. Stanowiło to by zatem fenomen z kategorii psychologicznych, zwłaszcza że jest coś na rzeczy, i temat faktycznie naprowadził mnie na ciekawy trop.

"Chemia" stała się współcześnie słowem wieloznacznym. Hasło słownikowe, uwzględniające te semantyczne rozmycie, wyglądałoby zapewne tak:

Chemia - 1: (str. gr. khemeia - "egipska sztuka" [1]) - jedna z nauk ścisłych, zaliczana do nauk przyrodniczych, zajmująca się badaniem właściwości i przemian substancji, zamianą jednych w drugie, wytwarzaniem ich i zastosowaniem. Wywodzi się ze starożytności od alchemii (patrz - Alchamia). We właściwej formie ukształtowana od XVII wieku; 2: pot. - chemioterapia - terapia stosowana w leczeniu nowotworów; 3: pot. - środki czystości stosowane w gospodarstwie domowym; 4: przen. - miłość, zauroczenie; 5: - pot. chemiczne dodatki do żywności
Najbardziej interesujące jest ostatnie znaczenie - "cała ta chemia" to dodatki, nawaniacze, emulgatory, regulatory, konserwanty, wszystkie te "E" wymieniane w składzie danego produktu. W powszechnym przekonaniu wszystko to jest trujące i złe. Hasło "Syntetyczne - szkodliwe" ma dziś duże rozpowszechnienie. Nic złego, gdy skłania ludzi do zajęcia się sobą, zwrócenia uwagi na właściwą dietę i zastanowienia się nad konsumenckimi wyborami. Życie świadome, z trybem wynikłym nie z nawyków i wpojonych wzorców zachowań, lecz z wyborów, jest bardzo światłą ideą, i to również w zakresie tego co wprowadzamy do swego organizmu. Problem pojawia się, gdy doszukiwanie się szkodliwości wszystkiego co sztuczne, przerobione, sklepowe i opatrzone trudno brzmiącą nazwą, przybiera postaci przesadne, nakręcane przez media, stając się raczej zbiorem pogłosek niż rzetelną informacją.

We wpisie na temat szkodliwości i zdrowotności cukru, pisałem już o hasłowym pojmowaniu pewnych pojęć, prowadzącym do przekonania, że jeśli coś nie nazywa się "Cukier biały" - będący oczywiście wszelkim złem i białą śmiercią - to na pewno jest to coś zdrowego. Na przykład cukier trzcinowy, o takim samym składzie jak buraczany, w sklepach ze zdrową żywnością często w formie zabarwnionej dodatkiem melasy, sugerującym że jest to produkt nierafinowany. W analogiczny sposób rozumie się pojęcie "związek chemiczny", czego przykładem charakterystycznym jest pewien artykuł omawiający temat zdrowej żywności:
...Nie możemy jednak twierdzić, że żywność ekologiczna nie zawiera żadnych substancji chemicznych. Oprócz wspomnianych wyżej dodatków do żywności, pozostaje jeszcze kwestia kwaśnych deszczy czy zanieczyszczeń przemysłowych w powietrzu i glebie. Poziom substancji chemicznych w nich jest jednak o wiele niższy, niż w przypadku żywności z normalnej uprawy czy przetwórstwa(...)
Ekologiczna żywność jest produkowana bez substancji chemicznych. Jeżeli przy produkcji klasycznej żywności stosowane są chemiczne środki ochrony roślin i nawozy sztuczne, substancje chemiczne częściowo dostaną się również do twojego organizmu. W przypadku żywności ekologicznej, to ryzyko zmniejsza się do minimum.[2]
A zatem "substancja chemiczna" to to coś niepożądanego, co pochodzi z oprysków, zanieczyszczeń, kwaśnych deszczy, natomiast to, co roślina pobiera z naturalnych nawozów i gleby, substancją chemiczną najwyraźniej nie jest. Każdy gimnazjalista, który choć trochę uważał na zajęciach, dostrzeże w tym idiotyzm, niemniej takie opinie są bardzo powszechne, nie jako skróty myślowe, lecz jako myślenie na zasadzie "naturalne - bez chemii; zdrowe - bez związków chemicznych". W internecie odnalazłem bardzo liczne przykłady które pokrótce zacytuję. Nie będę linkował, aby nie robić reklamy tym, którzy nie zawsze na nią zasługują:

Skład Depilacyjnej Pasty Cukrowej oparty jest na starożytnych
bliskowschodnich przepisach, składa się ona tylko z wody i cukru. Pasta
wykonana jest wyłącznie z surowców naturalnych, nie zawiera żadnych
substancji chemicznych. [3]
---
 ...jest neutralizatorem zapachu, wyprodukowanym na bazie wody. W
swoim składzie zawiera mieszaninę nietoksycznych, biodegradowalnych,
powierzchniowo czynnych składników, likwidujących większość
nieprzyjemnych zapachów.
Innowacyjność produktu
* w 100% naturalny (nie zawiera związków chemicznych)
---
Środek opalający, używany podczas opalania natryskowego, zawarty jest w
specjalnym sprayu, który nanoszony jest na skórę w sposób jednolity i
przy tym łatwy. Opalenizna powstaje wskutek reakcji, jaka zachodzi między
aminokwasami naskórka a DHA – składnikiem opalającym, który nie
zawiera związków chemicznych i jest środkiem całkowicie bezpiecznym
---
Koncentrat wyprodukowany na bazie naturalnych surowców pochodzenia
roślinnego - zawiera olejek kokosowy i wyciąg ze skrzypu. Nie zawiera
alkoholu, fosforanów i substancji chemicznych.
---
W skład mieszanki ziołowej wchodzą wyłącznieprodukty pochodzenia ziołowego, nie zawiera ona żadnych substancji chemicznych
Uff...! Jest tego na prawdę dużo, więcej niż podaję. A zatem schemat ten sam: naturalne - więc bez chemii; ziołowe - więc bez związków chemicznych; organiczne/ekologiczne - więc bez substancji chemicznych; bez chemii - więc zdrowe. Działa to również w drugą stronę, przykładowo od dawna krąży po internecie (a wcześniej w formie listów) lista szkodliwych dodatków do żywności. Najgroźniejszy miał być E330 - pod tą groźną nazwą krył się kwasek cytrynowy. Sama lista okazała się fałszywką, ale wielu w nią uwierzyło. Na liście znajdują się substancje o wątpliwym wpływie zdrowotnym, inne mogą wywołać objawy uboczne w zbyt dużej ilości, inne z kolei wciągnięto na listę mimo że są zakazane, dlatego tylko, że nadal mogą się znaleźć w produktach spoza europy. Natomiast sądzenie, że jeśli coś jest na liście E, to jest szkodliwe, wiedzie na manowce, bo co powiedzieć wówczas o E 300? Pod tym numerem kryje się kwas askorbinowy, znany też jako witamina C.

Najciekawszy jest jednak ostatni przypadek, mianowicie ziołowy suplement na potencję:
# INTIM - X jest w 100% produktem ziołowym.
# Stanowi połączenie 10 różnych wyciągów roślinnych, będących
naturalnym źródłem alkaloidów, które otrzymane w skomplikowanym
procesie nanotechnologii , polegającym na ekstrakcji aktywnych
składników starannie dobranych ziół w niskich temperaturach (ciekły
CO2 w -75°C) oraz skomplikowanego procesu ich rozdrabniania,
* Produkt nie zawiera żadnych substancji chemicznych i steroidów
(popularnie zwanych "sterydami"), spełniając przy tym wymogi
międzynarodowych regulacji zdrowotnych i standardów bezpieczeństwa
Ostatecznie okazało się, że jednak jakieś związki zawiera i to w dodatku takie, jakich nie powinien:
Miały pobudzać seksualnie mężczyzn i kobiety, a szkodziły zdrowiu - twierdzi prokuratura, która oskarżyła importera suplementów diety spod Strzyżowa o narażenie klientów na niebezpieczeństwo utraty życia. (...) Bio-Trends zapewniał, że oba suplementy w 100 procentach są ziołowe i nie zawierają żadnych substancji chemicznych. O tym, że jest inaczej jako pierwszy dowiedział się Narodowy Instytut Leków, który stwierdził, że w suplementach znajdują się niedozwolone substancje lecznicze. A dokładnie pochodne sildenafilu, który jest używany do produkcji popularnego leku Viagra. Instytut o sprawie powiadomił GIF, a ten Prokuraturę Rejonową w Strzyżowie. Suplement diety dla kobiet zawierał natomiast fibanserynę - substancję, która jest w dopiero w trakcie badań klinicznych i w żadnym kraju dotychczas nie została zarejestrowana jako lek. [4]
Ostatnio zresztą słyszałem o innych takich przypadkach, jak choćby chińskich cudownych ziołach na odchudzanie, zawierających syntetyczne silne farmaceutyki nie wymienione w składzie; czy zioła zawierające metale ciężkie - dlatego z dziwnymi suplementami, częstokroć pokątnie sprowadzanymi do kraju, radzę uważać.

Tak na prawdę trudno aby jakikolwiek kosmetyk, lek czy owoc, nie zawierał żadnych substancji chemicznych, bo wszystko co materialne jest jakąś substancją. Gdy wstajesz nad ranem, przeciągasz się i przecierasz oczy, wciągasz głęboko w płuca mieszaninę tlenu, azotu, dwutlenku węgla i śladów helu, argonu, neonu - tylko ten pierwszy ci się przydaje. Przenika przez ścianki pęcherzyków płucnych i wiąże się jako ligand z atomem żelaza II w hemoglobinie, i jako nietrwały kompleks rozprowadzany jest czerwonymi krwinkami po całym organizmie. Na śniadanie wypijasz zapewne herbatę - mieszaninę tlenku wodoru, sacharozy, garbników, flawonoidów, teiny, kofeiny i kilkudziesięciu innych substancji, decydujących o smaku, aromacie i kolorze. Zjadasz kanapkę, złożoną z polisacharydów (skrobia), polipeptydów (białka), estrów długołańcuchowych kwasów karboksylowych z trihydroksypropanem (tłuszcze) i innych substancji. Amyloza zawarta w ślinie, rozkłada te pierwsze na oligosacharydy. W żołądku przeżuta mieszanka zostaje potraktowana kwasem chlorowodorowym, zaś pepsyna rozbije białka na aminokwasy. W jelicie uwalniana jest żółć, zawierająca enzymy trzustkowe, rozkładające tłuszcze na kwasy tłuszczowe. Nawet cząsteczki DNA trawione są odpowiednimi enzymami, i jako cząsteczki składowe trafiają do organizmu (między innymi dzięki temu, gdy zjesz dużo cebulki, to nie wyrośnie ci na głowie szczypiorek). Sacharydy trawione są ostatecznie do glukozy, ta z krwią trafia do komórek organizmu. Tam wchodzą w skomplikowany cykl przemian, aby poprzez kolejne utlenienia zamienić się na wodę, dwutlenek węgla i energię. Zatem dwutlenek węgla który wydychasz wieczorem, ziewając, ma może swe źródło w kanapce zjedzonej nad ranem. Nie ma substancji, których nie dałoby się opisać chemicznie.


Jak naukowcy widzą świat
Dlatego cytowane wyżej przykłady są tak absurdalne, i dlatego, aby nagłośnić problem, angielscy chemicy (jeśli mi się nie przyśniło) ogłosili nagrodę miliona funków "za dostarczenie materiału, który można dotknąć i spróbować, a który nie zawiera żadnych związków chemicznych". Zapewne nikt jej dotychczas nie odebrał.

Jeśli któryś z czytelników odnajdzie wspomnianą wiadomość, będę wdzięczy za link.

Edit:
No nareszcie: http://www.rsc.org/AboutUs/News/PressReleases/2008/ChemicalFree.asp
-----------
Przypisy:
[1] Zdzisław Zwoźniak, "Wszystko o... Alchemia", KAW 1978
[2] http://www.ladiva.pl/artykul/bon-appetit/ekologiczna-zywnosc/476
[3] Ciekaw jestem swoją drogą, skąd na starożytnym bliskim wschodzie cukier, którego nie znano aż do odkrycia trzciny cukrowej w XVI wieku
[4] http://rzeszow.gazeta.pl

niedziela, 8 maja 2011

O popularnych serialach i magnezie

Pomysł niniejszej notki przyszedł mi do głowy przed godziną, gdy na Polsacie zaczął się serial kryminalno-sensacyjny "Kości". Nie jestem jakimś wielkim fanem serialu, ale okazyjnie zdarza mi się go oglądać. Należy do popularnej ostatnio na zachodzie grupy seriali, które określam na własny użytek kryminałami "specjalistycznymi" - to ostatnie w cudzysłowie, bo stanowiący podstawę osi fabularnej specjaliści od różnych dziedzin, mają jedynie sprawiać wrażenie mądrych, tak aby widz miał poczucie, że odsłania się przed nim tajniki zawodu. W rzeczywistości wierność przedstawionych wydarzeń z rzeczywistością śledczą jest bardzo luźna.
Nikt zresztą nie oczekuje takiej wierności. Serial ma stanowić rozrywkę dla mas, ma zatem być efektowny, zabawny i poruszać ważne społecznie tematy; pokazywać, że wystarczy kilka uśmiechów i słowa "Przepraszam", "Kocham cię" czy "Jestem z ciebie dumny" a życiowe problemy dadzą się rozwiązać; zagadka ma być nie aż nadto oczywista, aby widz nie poczuł się jakby był brany za idiotę, zaś rozwiązanie powinno być zadowalające i najlepiej jeśli odsłoni jakieś ciemne kąty ludzkiej duszy - oczywiście nie nadto głęboko. Odpowiednie elementy próbuje się wprowadzać i u nas - w "Na dobre i na złe" (obejrzałem niechcący) pojawia się kulejąca lekarka stawiająca niezwykłe diagnozy, dobrze że nie zaczęła ćpać, bo scenarzyści "Doktora House'a" mogliby podejrzewać plagiat. W "Instynkcie" pani inspektor ma swoje intuicje i porównuje mózg umierającego do nadajnika radiowego.
Aby spełnić te wszystkie wymogi, scenarzyści muszą upraszczać wiele rzeczy, naginać prawdopodobieństwa zdarzeń a niekiedy i troszkę podszachrować, byle zachować dynamiczność akcji. W zasadzie nikt się temu nie dziwi. Można by dopasować tu pewną trafną uwagę, nie pamiętam czyją, odnoszącą się pierwotnie do fantastyki - autor ma sprawić aby czytelnik/widz dobrowolnie zawiesił poczucie nierzeczywistości, fałszywości zdarzeń. Jeśli mu się to uda, odbiorca będzie oglądał (czytał) z zapamiętaniem aż do ostatniej strony, choćby i miał później stwierdzić, że to takie sobie bzdurki. Mimo to trudno aby w każdym z kilkuset odcinków zachować ten sam poziom i tak samo skutecznie zakrywać niedostatki scenariusza, a wówczas widz wyłapie, ze coś jest nie tak.
Dobrze pamiętam jeden z odcinków "Wzoru" (w śledztwie pomaga geniusz matematyczny), w którym pojawiła się taka zabawna sytuacja: jeden ze śledczych zdobywa informacje o wykorzystaniu kart kredytowych ściganego przestępy; wymienia po kolei: sklep Taki w mieście Tamtym, stacja benzynowa na drodze jakiejś, ileśtam mil od miasta Ówdzie... - nagle matematyk wpada na pomysł: - Słuchajcie, jest taki wzór wymyślony przez profesora Matrikesa - tu rozpisuje wzór na obowiązkowej przezroczystej tablicy - wykorzystuje się go do lokalizacji gniazd ptaków migrujących - tu pokazuje się stosowna animacja - jeśli zastosujemy go i zrzucimy wszystkie lokalizacje na mapę, to stwierdzimy gdzie ukrył się nasz ptaszek! Dopiero po tym wywodzie doświadczeni śledczy wpadają na pomysł zaznaczenie miejsc wykorzystania karty na mapę, i odkrywają że wszystkie koncentrują się w okolicach miasteczka Ówdzie...
W odcinkach "Kryminalnych zagadek" (w śledztwie pomagają kryminolodzy z masą nowoczesnego sprzętu), niezależnie od miasta w tytule, śledczy mają niesamowicie dużo szczęścia i zastanawiająco mało wątpliwości co do orzeczeń. Typowym numerem jest powieszony, postrzelony i przebity mieczem trup, mający przyklejone piórko ptaka żyjącego tylko w małym rezerwacie na wybrzeżu, z przyczepionym do krawata strzępkiem glonu żyjącego w pewnej zatoce, z siniakiem z odbitym wzorem wyjątkowego sygnetu rodowego i szlachetnym urodzeniem, co prowadzi śledczych do wniosku, że zabity został na leśnej polanie w rezerwacie trzy i ćwierć mili na północ od miasta S, na wysokości 20 m n.p.m., o godzinie 22:25, przez milionera X. mającego dom nad wspomnianą zatoczką i będącego członkiem tajnego stowarzyszenia biznesmenów piorących brudne pieniądze. No i natychmiastowe badania DNA polegające na wsunięciu próbki i naciśnięciu guziczka - genetycy byliby zachwyceni, gdyby było to kiedykolwiek możliwe.

Ale dosyć luźnych uwag, czas przejść do powodu napisania tej notki.
Tak więc w 8 odcinku 6 sezonu serialu "Kości" (w śledztwie pomaga specjalistka antropologii), śledczy znajdują spalone zwłoki. Właściwie został z nich tylko stopiony szkielet. Stopiony? Jak to? Młoda asystentka, pragnąca się wykazać, zaraz rzecz objaśnia: zwłoki spalono w ogniu palącego się magnezu, który ma temperaturę 500 stopni, więc kości się częściowy skrystalizowały i dlatego wyglądają na stopione. Laborant studzi zapał tłumacząc, że magnez do palenia się potrzebuje wody a od paru dni nie padało. Nie wiem, czy to niewyraźność lektora czy ja źle słyszałem, ale na przemian słyszałem "Magnez" i "Magnes" - nie o to mi jednak chodziło.
500 stopni? od magnezu? Ktoś się chyba grubo pomylił.

Magnez jest srebrzystobiałym, bardzo lekkim metalem z grupy berylowców, o liczbie atomowej 12, wykorzystywanym głównie jako dodatek stopowy. Dawniej w fotografii używano go do otrzymania jasnego błysku - pakiecik pyłu magnezowego zmieszanego z utleniaczem, rozbłyskał ostrym, oślepiającym światłem, obsypując fotografa obłoczkiem białego pyłu - tlenku magnezowego przypominającego wyglądem talk. Jeszcze do niedawna drucik magnezowy, zapalany impulsem prądu z kondensatorka, stanowił podstawę lamp błyskowych. Taka lampa mogła być wykorzystana tylko raz. W genialnej scenie w "Oknie na podwórze" Hitchcocka, morderca wkracza do mieszkania unieruchomionego na wózku dziennikarza, i stojąc w cieniu pyta "Kim pan jest", robi krok i zostaje oślepiony błyskiem flesza; przystaje na moment, gdy dziennikarz wykręca bezużyteczną żaróweczkę, wkręca nową i gdy tamten robi kolejny krok, znów go oślepia. Morderca zatrzymuje się, dziennikarz zmienia lampę, morderca robi krok, błysk, krok, błysk, krok, coraz bliżej...
Wybaczcie rozwlekłość, ale mam dziś takie skojarzenia. Tak więc magnez jest metalem. I pali się.
Nie tak jak zimne ognie - będące ściślej mówiąc, płonącymi wiórkami żelaznymi - lecz oślepiająco jasnym, białym płomieniem o bardzo wysokiej temperaturze - różne źródła podają dane od 1200 do 2800 stopni (angielska Wikipedia nawet 3100 st.). W serialu ciało zostało spalone w ciężarówce załadowanej odpadkami magnezowymi, co mogłoby wystarczyć wręcz do spopielenia.
Czy do palenia się magnezu potrzebna jest woda? Cóż, w każdym razie, nie jest konieczna. Sam parokrotnie na lekcjach podpalałem suchą wstążkę magnezową i paliła się dobrze. W każdym jednak razie by nie przeszkadzała. W temperaturze pokojowej reakcja magnezu z wodą jest słabo zauważalna, w temperaturze pary wodnej przebiega już dość szybko, a w temperaturze palenia się magnezu jest wystarczająca, by płonący kawałek magnezu mógł płonąć w wodzie. Jako silny reduktor odbiera tlen wodzie i wydziela wodór, który również się pali, wedle reakcji:
Mg + H2O → MgO + H2
Natomiast dwutlenek węgla jest rozkładany z wydzieleniem węgla. Dlatego pożaru magnezu (i aluminium) nie można ugasić ani wodą, ani gaśnicą pianową ani śniegową. Ponieważ magnez można zapalić już zapalniczką, a wobec środków utleniających zapałką, był używany w bombach zapalających, przepalających wszystko. Zatem albo scenarzyści albo tłumacz, popełnili dość istotną pomyłkę. Zapewne wpadek w serialu "Kości" jest więcej, ja jednak nie będę się nimi zajmował (chyba że któraś z zauważonych będzie znacząca i inspirująca).

A co do seriali - w miarę regularnie staram się oglądać "Doktora House'a" - wiem, że to medyczno-diagnostyczna fantastyka, ale ogląda się bardzo miło.
Zawieszenia realizmu życzę i dobranoc.

poniedziałek, 2 maja 2011

Bez cukru ale słodzone...

W niniejszej notce zajmę się pewnym dość popularnym hasłem, wynikającym z błędnego rozumienia spraw związanych z żywieniem i chemią, i często, jak się przekonuję, wprowadzającym w błąd biednego, nierozeznanego konsumenta. Jakie to hasło?

"Nie zawiera cukru. Słodzone fruktozą" - napis takiej treści znalazłem niedawno na opakowaniu ciastek, co oczywiście wywołało mój uśmiech i zaraz po nim refleksję, że mało kto zapewne, dostrzega w nim coś niewłaściwego. No cóż, nie każdy uważał na chemii. Każdy wie co to jest cukier, lecz zarazem mało kto wie czym jest. Cukier to nie po prostu biały, krystaliczny proszek, którym doprawia się herbatę; cukier to specyficzny związek chemiczny o słodkim smaku, zaś ten którego używamy do słodzenia - a jest ich znacznie więcej - to sacharoza. Wspomniana fruktoza nie jest zatem może cukrem buraczanym, wypełniającym nasze cukierniczki, ale nie jest substancją aż tak całkiem od niego różną, aby można było powiedzieć, że produkt nią słodzony cukru nie zawiera. Bo przecież fruktoza też jest cukrem...

Cukry - inaczej węglowodany, to związki organiczne charakteryzujące się dużą liczbą grup hydroksylowych (-OH) połączonych z łańcuchem węglowym, oraz grupami karbonylowymi zamienne z mostkami półacetalowymi. Długość łańcucha węglowego cząsteczki może być różna, wyróżniamy zatem triozy, o łańcuchu trójwęglowym (np. aldehyd glicerynowy) , tetrozy (4 węgle), pentozy, heksozy itd. Te podstawowe cząsteczki nazywany monosacharydami bądź cukrami prostymi. Mogę się łączyć ze sobą, poprzez wiązania glikozydowe (Cukier-O-Cukier), tworząc bardziej złożone, dłuższe cząsteczki, nazywane wielocukrami.
Słodki smak nie jest cechą dla cukrów wyjątkową, zresztą i wśród cukrów jego intensywność jest różna, od wyraźnie słodkiej sacharozy, przez słodkawą maltozę, aż do cukrów całkiem nie słodkich jak choćby skrobia czy celuloza, będących długimi łańcuchami połączonych cząsteczek glukozy. Słodkie potrafią być też i inne związki, jak choćby gliceryna, będąca chemicznie rzecz biorąc, alkoholem, czy substancje używane jako sztuczne słodziki.
Znaczenie biologiczne mają właściwie tylko heksozy i pentozy, u większości zwierząt głównie Gukoza, będąca podstawowym źródłem energii dla mięśni. A nasza bohaterka?

Fruktoza to cukier prosty, należący do heksoz. Jego wzór sumaryczny - C6H12O6 - jest taki sam jak wzór glukozy. Oba związki są zatem izomerami a ich cząsteczki są bardzo do siebie podobne, różnią się właściwie tylko tym, że glukoza posiada grupę aldehydową (-CHO) należąc do aldoz, zaś fruktoza grupę ketonową (=C=O) stanowiąc ketozę - niby niewiele, ale wystarczy. Jest kilkukrotnie słodsza od glukozy, i około 1,7 raza słodsza od cukru białego - sacharozy. Tym samym jest najsłodszym z naturalnych cukrów. W stanie stałym jej cząsteczki przybierają formę zamkniętego, pięciokątnego pierścienia hemiacetalowego, powstającego w wyniku wewnątrzcząsteczkowej reakcji grupy ketonowej z hydroksylową przy piątym węglu węglu. W wodzie pierścień może ulegać rozerwaniu do postaci liniowej, stanowiącej w roztworach formę przeważającą
D-fruktoza w postaci liniowej. Wzór uwzględniający stereochemię
ß-D-fruktoza w postaci pierścieniowej. Wzór w projekcji Hawortha

Naturalnie występuje w owocach, od których zresztą wzięła nazwę (łac. "fructus" - owoc). Najwięcej jest jej w soku jabłek i gruszek, gdzie stanowi główny cukier, a także w miodzie w mieszaninie z glukozą i sacharozą. Wraz z pożywieniem trafia do jelita cienkiego, gdzie wchłania się bardzo łatwo, stamtąd zaś żyłą wrotną do wątroby. Wchłonięta, nie powoduje wydzielania insuliny przez komórki trzustki, ma zresztą najniższy spośród naturalnych cukrów indeks glikemiczny (IG = 19). Stąd też diabetycy, muszący uważać na poziom cukru we krwi, chętnie używają jej zamiast słodzika, mając na uwadze, że zużywa się jej mniej na otrzymanie takiego samego efektu smakowego. Powstały również specjalne produkty spożywcze, słodzone fruktozą i przeznaczone dla diabetyków. Stąd zapewne wzięło się hasło o produktach bez cukru ale z fruktozą, które powędrowało dalej w świat.
W internecie można natknąć się na liczne oferty takiej żywności, po którą chętnie sięgają osoby pragnące się odchudzić, mają bowiem zakodowane w myślach, że biały cukier tuczy, więc jeśli ciasteczka czy czekolada zawiera jakąś tam fruktozę, to na pewno jest to coś nietuczącego. Podobne slogany powodują, że wielu uważa za zdrowszy cukier trzcinowy, zawierający 99,7% sacharozy, niż cukier buraczany składający się z... 99,7% sacharozy! Te i inne niejasności dobrze objaśnia ten artykuł: Brązowe nieporozumienie

A co to jest sacharoza? Sacharoza to dwucukier, którego cząsteczki składają się połączonych cząsteczek glukozy i fruktozy. Po dostaniu się do organizmu trafia do jelit, gdzie pod wpływem specjalnego enzymu - sacharazy - ulega rozpadowi na cząsteczki składowe. I dopiero w takiej postaci, jako mieszanina obu cukrów prostych, zostaje wchłonięta do organizmu. Dlaczego ma to znaczenie, objaśnię później. Warto jednak zająć się kwestią zdrowotności fruktozy, bo ta nie jest taka oczywista.

Jak już pisałem, fruktoza po wchłonięciu w jelicie cienkim trafia żyłą wrotną do wątroby, i właściwie tam już pozostaje. W odróżnieniu od glukozy, nie stanowi źródła energii dla mięśni i jej metabolizmem zajmuje się wątroba. Znacznie łatwiej od glukozy ulega glikogenezie, czyli zamianie w zapasową formę - glikogen, jednak na tym nie koniec. W toku dalszych przemian zostaje ostatecznie zamieniona w trójglicerydy. Krótko mówiąc, cukier zamienia się w tłuszcz, i to frakcji małocząsteczkowej, znanej pod skrótową nazwą VLDL. Ten tak zwany "zły cholesterol" przyczynia się do otyłości, zwłaszcza brzusznej, może też wywołać niealkoholowe stłuszczenie wątroby. Większe ilości fruktozy w jedzeniu, mogą też wywołać biegunki i rozwolnienia, wiąże się to z sytuacją, gdy stężenie fruktozy w treści jelita, staje się większe niż w komórkach ściany jelita. Dla wyrównania ciśnień osmotycznych do jelita uwalniana jest woda, rozcieńczająca treść jelitową prowokując szybsze wypróżnianie się - co skądinąd wyjaśniałoby przeczyszczające właściwości gruszek, o których miałem ongiś sposobność się przekonać. W podobny osmotyczny sposób działa sól glauberska.
Na tym jednak nie koniec. Gdy w organizmie pojawia się nadmiar cukrów reagują one z białkami w procesie Glikacji; jej końcowe produkty są związkami szkodliwymi, przyśpieszającymi lub wywołującymi choroby cukrzycowe, takie jak miażdżyca, astma, zapalenie stawów, retinopatia i neuropatia oraz uszkodzenie kłębuszków nerkowych, co nasila i tak już istniejące u cukrzyków problemy w tymi narządami. Te końcowe produkty, w skrócie AGE, wiążą się również z procesami starzenia organizmu. Fruktoza wchodzi w reakcję z białkami kilkukrotnie szybciej i przy mniejszych stężeniach, więc jej nadużywanie, bądź zastępowanie nią w diecie innych węglowodanów, może dać skutek zdrowotny odwrotny od zamierzonego.

Wszystkie powyższe zastrzeżenia dotyczą głównie sytuacji nadmiernego spożycia fruktozy i tylko fruktozy, co może się zdarzyć nieuświadomionym konsumentom, którzy zewsząd słyszą hasła typu "biały cukier-biała śmierć" i chętnie zażyją cokolwiek, co etykietki "cukier" nie posiada. Innym takim hasłem jest "Przetworzone-szkodliwe" zdające się przyświecać wielu specjalistom ds. żywienia, zniechęcającym do wszystkiego co sklepowe, bądź w każdym razie nie opatrzone etykietą "żywność ekologiczna". Nie żebym miał coś przeciwko zdrowej diecie. Dieta niewłaściwa należy do głównych przyczyn chorób cywilizacyjnych, więc upowszechnianie świadomości skutków zdrowotnych jedzenia jest sprawą jak najwłaściwszą. Tyle tylko, że niekiedy zamiast faktów, upowszechniają się mity i bzdury, a niejeden z wymienionych specjalistów, posługuje się metodą straszenia na przemian ze złudną nadzieją. Żeby objaśnić rzecz wyraźniej, posłużę się konkretnym przykładem, z jednej ze stron dotyczących diet (pisownia oryginalna):
Cukierjest niewątpliwie jedną z najbardziej niebezpiecznych substancji, jakieznajdują się dzisiaj na rynku. Mówimy tutaj o sacharozie: białej, krystalicznejsubstancji rafinowanej z soku trzciny cukrowej lub buraka, co odziera ją zwszelkich witamin, minerałów, protein, włókien, wody oraz innych synergetyków,czyli substancji wzajemnie wzmacniających swe działanie. Biały cukier jestprzemysłowo przetworzonym związkiem chemicznym, a nie naturalnym produktemżywnościowym, nie nadaje się więc do spożycia. Inne cukry: fruktoza(występująca w owocach i miodzie), laktoza (w mleku) i maltoza (w ziarnachzbóż) są substancjami naturalnymi o wartości odżywczej.
Po pierwsze następuje tu pomylenie pojęcia substancji chemicznej sacharozy C12H22O11 z produktem spożywczym sprzedawanym pod nazwą cukru. Sacharoza sama w sobie, nie zawiera witamin, minerałów, enzymów, protein i innych substancji, niezależnie czy chodzi o sacharozę w cukierniczce czy owocach mango, bo sama jest substancją. Wymienionych składników same w sobie nie zawierają też laktoza, fruktoza i maltoza, a ich wartość odżywcza sprowadza się wyłącznie do wartości energetycznej. Gdyby autor tekstu miał tu na myśli możliwość odżywiania się samym białym cukrem, to przyznam mu rację, że jako składający się wyłącznie z jednej substancji nie będącej składnikiem budulcowym, rzeczywiście jest zły, i że taka już melasa byłaby w tej roli znacznie lepsza (choć i tak na samej melasie, człowiek wiele nie wyżyje). Jednak autor nie mówi o diecie cukrowej, lecz o używaniu cukru jako dodatku do jedzenia, a te przecież zawiera proteiny, witaminy, minerały itd. Jak to jest ze zdrowotnością fruktozy, już pisałem. Laktozy nie toleruje jedna trzecia ludzkości, niezależnie od postaci spożywczej. Co do maltozy, to o jej wartościach nie może się przekonać 5% ludzkości, uczulonych na gluten zawarty w ziarnach zbóż. I tak to jest z tymi naturalnymi, zdrowymi cukrami. Następny cytat (pisownia oryginalna) :
Rafinowany, biały cukier traktowany jest przez układ odpornościowy jak obceciało z uwagi na swą nienaturalną strukturę chemiczną oraz obecnośćprzemysłowych zanieczyszczeń powstałych w procesie przetwórczym. Tym samymcukier niepotrzebnie wywołuje reakcje obronne, osłabiając odporność organizmu,jest dla niej jak miecz obosieczny
Rafinowany, biały cukier, to sacharoza otrzymywania ze źródeł naturalnych, przez wymycie gorącą wodą z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej, strącenie roślinnych zanieczyszczeń i wykrystalizowanie. Jego struktura chemiczna nie ulega w tym procesie zmianie, jest to zatem taka sama sacharoza jak ta zawarta w brzoskwiniach, wiśniach, słodkiej papryce czy bananie. Jest to zatem naturalna struktura chemiczna. Natomiast co do reakcji organizmu na sacharozę, to już ją objaśniałem - w jelitach odpowiedni enzym sacharaza rozkłada j na fruktozę i glukozę, zatem sacharoza do organizmu się nie wchłania i reakcji odpornościowych nie wywołuje. Następny cytat (pisownia oryginalna) :

Cukier tłumi działanie układu odpornościowego, zmuszając trzustkę dowydzielania dużych ilości insuliny, która konieczna jest do jego rozłożenia.Insulina pozostaje w krwiobiegu jeszcze długo po rozkładzie cukru, co utrudniaprzysadce mózgowej wydzielanie hormonu wzrostu. Hormon ów pełni funkcjęgłównego regulatora układu odpornościowego, a więc każdego objadającego sięcodziennie cukrem prędzej czy później czeka ostry niedobór tego hormonu, w konsekwencjizaś obniżenie odporności na skutek nieustannego nadmiaru insuliny we krwi.[1]

Cukier jak wspomniałem rozkłada się na fruktozę i glukozę. Zwiększenie ilości glukozy we krwi powoduje wydzielanie przez trzustkę insuliny, potrzebnej do przeprowadzenia glukozy przez błonę komórkową do wnętrza komórek. Dlatego właśnie cukrzycy mają rekordowe ilości cukru we krwi, kilkadziesiąt razy przekraczające poziom normalny, a równocześnie ich organizm odczuwa niedobór cukru. Hormon wzrostu, jak nazwa wskazuje, zajmuje się regulowaniem rozrostu tkanek, nie zaś układem odpornościowym. Dodatkową jego funkcją jest egulacja wydzielania glukozy z wątroby. W dużych dawkach powoduje zwiększone wydzielenie insuliny przez trzustkę a to w wyniku podwyższenia poziomu glukozy. Natomiast sprzężenie zwrotne i zahamowanie jego wydzielania przy zwiększonym wydzielaniu insuliny się nie pojawia. Co więcej, ostatnie badania sugerują, że insulina zwiększa wydzielanie hormonów przysadkowych [2] nic zatem w powyższym tekście, nie jest zgodne z rzeczywistością.

Tekst pochodzi ze strony darmowediety.pl. U dołu strony możemy się dowiedzieć, że jest finansowana z unijnego projektu Innowacyjna Gospodarka. Nie no, strona propagująca bzdury, pisana metodą kopiuj/wklej przez kogoś, komu nie chce się sprawdzić tekstu przed wysłaniem i w dodatku opłacana z budżetu?! Przecież to absurd!
---
Źródła:
[1] - http://www.darmowediety.pl/Artykul/Zdrowie/40/Czy_cukier_szkodzi
[2] - http://wyborcza.pl/1,75476,8354485,Insulina_albo_dziecko_.html
* http://en.wikipedia.org/wiki/Fructose
* http://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_glycation_endproduct
- ilustracje z Wikipedii