Tłuszcze nienasycone to pod względem chemicznym estryestryestry gliceroluglicerolglicerolu i wyższych kwasów karboksylowychwyższe kwasy karboksylowewyższych kwasów karboksylowych, posiadające wiązania wielokrotne pomiędzy atomami węgla w resztach kwasowych. Kwasy tłuszczowe, które budują tłuszcze nienasycone, występują w ciekłym stanie skupienia, ponieważ obecność w łańcuchu węglowym wiązań podwójnych znacznie obniża temperatury topnienia kwasów. Z tego względu tłuszcze nienasycone mają również w większości przypadków ciekły stan skupienia.

RDkDXDvYZWQ4z

Ilustracja przedstawiająca budowę tłuszczów nienasyconych, które to składają się z fragmentu pochodzącego od glicerolu, to jest propan-$1$,$2$,$3$-triolu oraz trzech reszt kwasowych pochodzących od nienasyconych wyższych kwasów karboksylowych. W wyniku estryfikacji pomiędzy trzema cząsteczkami kwasu oraz jedną cząsteczką glicerolu posiadającą trzy grupy hydroksylowe powstają trzy grupy estrowe. Wzór ogólny przedstawia się zatem następująco grupa ${\text{CH}}_2$ łączy się z grupą $\text{CH}$, ta zaś z kolejną grupą ${\text{CH}}_2$. Każda z wspomnianych trzech grup podstawiona jest atomem tlenu, który łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego, w przypadku pierwszej reszty kwasowej z grupą $\text{R}$, w przypadku drugiej z grupą $\text{R}$ prim, zaś w przypadku trzeciej z grupą $\text{R}$ dwa prim.

Reakcję otrzymywania tłuszczów nienasyconych można zapisać schematycznie jako:

Typowym przedstawicielem tłuszczów nienasyconych jest oleinian glicerolu, powstały w reakcji estryfikacji pomiędzy glicerolem a nienasyconym kwasem oleinowym
(o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}\text{COOH}$):

R1UbI4dYUpaYC

Ilustracja przedstawiająca reakcję estryfikacji kwasu oleinowego z glicerolem. Cząsteczka glicerolu zbudowana z grupy ${\text{CH}}_2$ podstawionej grupą hydroksylową oraz połączonej z grupą $\text{CH}$ również podstawioną grupą hydroksylową oraz związaną z grupą ${\text{CH}}_2$ łączącą się z trzecią, ostatnią grupą hydroksylową. Dodać trzy cząsteczki kwasu oleinowego ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}\text{COOH}$. Strzałki równowagowe, nad strzałą skierowaną w prawo znajduje się ${\text{H}}^{+}$. Za strzałkami znajduje się cząsteczka trioleinianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}$. Dodać trzy cząsteczki wody ${\text{H}}_2\text{O}$.

Nienasycone kwasy tłuszczowe można podzielić na dwie grupy:

• monoenowe kwasy tłuszczowe (tzw. MUFA):

  • zawierają jedno wiązanie podwójne;

  • wokół wiązania podwójnego występuje najczęściej konfiguracja cis,

  • przedstawicielem jest kwas oleinowy (kwas oktadek–$9$–enowy) o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}\text{COOH}$.

• polienowe kwasy tłuszczowe (tzw. PUFA):

  • zawierają od dwóch do sześciu wiązań podwójnych;

  • wokół wiązania podwójnego występuje najczęściej konfiguracja cis;

  • głównymi przedstawicielami są kwas linolowy (kwas oktadek–$9$,$12$–dienowy lub kwas omega–$6$), o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{31}\text{COOH}$, oraz kwas linolenowy (kwas oktadek–$9$,$12$,$15$–trienowy lub kwas
    omega–$3$), o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{29}\text{COOH}$.

Grupa karbonylowa oraz niepolarny łańcuch węglowy w cząsteczce tłuszczu pochodzi od monoenowego lub polienowego kwasu tłuszczowego, takiego jak:

• oleinian glicerolu – ester monoenowego kwasu oleinowego oraz glicerolu:

  • nazwa systematyczna: oktadek–$9$–enian propano–$1$,$2$,$3$–triolu;

  • wzór sumaryczny monoenowego kwasu oleinowego: ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}\text{COOH}$.

R10c9phXkgfHs

Ilustracja przedstawiająca wzór kreskowy cząsteczki trioleinianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który stanowi łamana reprezentująca siedemnaście atomów węgla, to znaczy dwa atomy węgla reprezentują końce pojedynczej kreski. Pomiędzy ósmym a dziewiątym atomem węgla znajduje się wiązania podwójne symbolizowane przez podwójną kreskę.

RQoiQD2KOJ7GY

Ilustracja przedstawiająca wzór uproszczony cząsteczki trioleinianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}$.

R1O8zsQMv7BYm

Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny cząsteczki trioleinianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który buduje siedem kolejno połączonych ze sobą grup ${\text{CH}}_2$, co zostało przedstawione jako ${\left[{\text{CH}}_2\right]}_7$. Ostatnia z grup łączy się z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$, która to z kolei związana jest z łańcuchem utworzonym przez siedem połączonych ze sobą kolejno grup ${\text{CH}}_2$, co zaprezentowano jako ${\left[{\text{CH}}_2\right]}_7$. Ostatnia z grup w łańcuch jest związana z grupą ${\text{CH}}_3$.

• linolan glicerolu – ester polienowego kwasu linolowego oraz glicerolu:

  • nazwa systematyczna: oktadek–$9$,$12$–dienian propano–$1$,$2$,$3$–triolu;

  • wzór sumaryczny polienowego kwasu linolowego ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{31}\text{COOH}$.

RlnTOuZvEBtpo

Ilustracja przedstawiająca wzór kreskowy cząsteczki trilinolanu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który stanowi łamana reprezentująca siedemnaście atomów węgla, to znaczy dwa atomy węgla reprezentują końce pojedynczej kreski. Pomiędzy ósmym a dziewiątym atomem węgla oraz jedenastym a dwunastym znajdują się wiązania podwójne symbolizowane przez podwójną kreskę. Warto nadmienić, że jest to opis struktury, faktycznie zgodnie z nomenklaturą węgiel grupy estrowej ma pierwszy lokant, a zatem wiązania podwójne występują przy węglach w pozycji dziewiątej oraz dwunastej.

R11ZZUx7zDluC

Ilustracja przedstawiająca wzór uproszczony cząsteczki trilinolanu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{31}$.

RSRoZ5FQOF1e4

Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny cząsteczki trilinolanu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który buduje siedem kolejno połączonych ze sobą grup ${\text{CH}}_2$, co zostało przedstawione jako ${\left[{\text{CH}}_2\right]}_7$. Ostatnia z grup łączy się z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$, która to z kolei związana jest z grupą ${\text{CH}}_2$ połączoną z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$. Ostatnia wspomniana grupa $\text{CH}$ łączy się z czterema kolejno związanymi grupami ${\text{CH}}_2$, co zaprezentowano jako ${\left[{\text{CH}}_2\right]}_4$. Ostatnia z grup w łańcuch jest związana z grupą ${\text{CH}}_3$.

• linoleinian glicerolu – ester polienowego kwasu linolowego oraz glicerolu:

  • nazwa systematyczna: oktadek–$9$,$12$,$15$–trienian propano–$1$,$2$,$3$–triolu;

  • wzór sumaryczny polienowego kwasu linolenowego ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{29}\text{COOH}$.

RENWwqbSR9vOt

Ilustracja przedstawiająca wzór kreskowy cząsteczki trilinolenianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który stanowi łamana reprezentująca siedemnaście atomów węgla, to znaczy dwa atomy węgla reprezentują końce pojedynczej kreski. Pomiędzy ósmym a dziewiątym atomem węgla oraz jedenastym a dwunastym, a także czternastym a piętnastym znajdują się wiązania podwójne symbolizowane przez podwójną kreskę. Warto nadmienić, że jest to opis struktury, faktycznie zgodnie z nomenklaturą węgiel grupy estrowej ma pierwszy lokant, a zatem wiązania podwójne występują przy węglach w pozycji dziewiątej, dwunastej oraz piętnastej.

R32qkQNf7NTHk

Ilustracja przedstawiająca wzór uproszczony cząsteczki trilinolenianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym o wzorze sumarycznym ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{29}$.

R19xDH0Vqk0dT

Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny cząsteczki trilinolenianu glicerolu, który to zbudowany jest z trójwęglowego fragmentu pochodzącego od glicerolu, w którym to połączone ze sobą kolejno grupy ${\text{CH}}_2$, $\text{CH}$ oraz ${\text{CH}}_2$ połączone są z trzema atomami tlenu. Każdy z trzech atomów tlenu łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z nienasyconym łańcuchem węglowodorowym, który buduje siedem kolejno połączonych ze sobą grup ${\text{CH}}_2$, co zostało przedstawione jako ${\left[{\text{CH}}_2\right]}_7$. Ostatnia z grup łączy się z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$, która to z kolei związana jest z grupą ${\text{CH}}_2$ połączoną z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$. Ta zaś związana jest z grupą ${\text{CH}}_2$ połączoną z grupą $\text{CH}$, która to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z kolejną grupą $\text{CH}$ związaną z grupą ${\text{CH}}_2$ połączoną z grupą metylową ${\text{CH}}_3$.

Obecność wiązań podwójnych w tłuszczach nienasyconych powoduje, że ulegają one reakcjom addycji elektrofilowejaddycja elektrofilowaaddycji elektrofilowej. Polega to na przyłączeniu atomów wodoru do atomów węgla, związanych wiązaniem podwójnym kosztem jego rozerwania.

Reakcja addycji wodoru pod wpływem katalizatora (palladu, platyny lub niklu)

Jest to reakcja katalitycznego uwodornienia, czyli tzw. utwardzanie tłuszczów. Tłuszcz zmienia wówczas stan skupienia z ciekłego na stały.

Reakcja addycji wody bromowej

Trzy cząsteczki bromu przyłączają się do wiązań podwójnych, które występują między $9.$ a $10.$ atomem węgla każdej reszty kwasowej trioleinianu glicerolu. Powoduje to pęknięcie wiązania nienasyconego i powstania tłuszczu o nazwie
$9$,$10$–dibromostearynodioleinian glicerolu.

W wyniku tego następuje odbarwienie wody bromowej. Jest to charakterystyczna reakcja, która służy do wykrywania wiązań wielokrotnych w tłuszczach nienasyconych.

Warto również pamiętać, że tłuszcze pochodzenia zwierzęcego i roślinnego są mieszaniną tłuszczów składających się zarówno z nasyconych, jak i nienasyconych kwasów tłuszczowych. Poniżej przedstawiono przybliżony skład niektórych tłuszczów zwierzęcych i olejów roślinnych.

RNrWJcceTxh7S1

Zdjęcie przedstawiające smalec w glinianym naczyniu, które stoi na stole. Na nim znajduje się napis "Smalec". W tle po prawej stronie talerzyk z pokrojonymi ogórkami kiszonymi, na środku na talerzyku kawałki posypanego cukrem pudrem ciasta marchewkowego, po prawej stronie miska z twarożkiem.

RxqVQVElDPTpc1

Zdjęcie przedstawiające kawałek masła na niebieskim talerzu z wbitym w nie nożem.

R1MwS9kADvYAp1

Zdjęcie przedstawiające szklany dzbanuszek wypełniony oliwą z oliwek, w której zatopionych jest kilka oliwek.

Rzr3f7CUYHqxS1

Zdjęcie przedstawiające dwa szklane dzbanki wypełnione oliwą. Znajdują się na stole, w tle butelki z oliwą.

Słownik

konfiguracja cis

konfiguracja cis

jedna z możliwości rozmieszczenia atomów lub grup atomów wokół wiązania podwójnego w izomerii geometrycznej; oznacza, że po dwóch stronach wiązania podwójnego te same atomy lub grupy atomów rozmieszczone są w tym samym kierunku; przeciwieństwem jest konfiguracja trans, oznaczająca rozmieszczenie po dwóch stronach wiązania podwójnego tych samym atomów lub grup atomów w różnych kierunkach

RbVtzTwpu9xnO

Ilustracja przedstawiająca dwa wzory ogólne alkenów, każdy z nich posiada przy wiązaniu podwójnym dwa podstawniki a oraz dwa podstawniki b. Pierwszy z nich to alken o konfiguracji cis, w którym dwa podstawniki a znajdują się po tej samej stronie płaszczyzny oraz dwa podstawniki b również znajdują się po tej samej stronie płaszczyzny. Drugi alken trans posiada po tej samej stronie płaszczyzny podstawnik a i b, po drugiej stronie płaszczyzny znajdują się podstawniki b i a. W obu izomerach każdy atom węgla przy wiązaniu podwójnym posiada zarówno podstawnik a, jak i b.

Bibliografia

Danikiewicz W., Chemia organiczna. Część III, Warszawa 2009.

Kaznowski K., Chemia. Vademecum maturalne, Warszawa 2016.

John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2016.

Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, Warszawa 1985.