также Амфифильные

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

ПАВ — это амфифильные соединения, которые состоят из водонерастворимой гидрофобной части, присоединенной к водорастворимой гидрофильной группе. В данном разделе особое внимание уделяется технологическим процессам и их использованию. Другие главы этой книги дают более подробную информацию по физической химии, областям применения и аналитическим методам. Также приводится информация по основным производителям и рыночном спросе на различные ПАВ. [c.29]

Многие амфифильные соединения и ПАВ образуют мицеллы. Концентрация, при которой начинается мицеллообразование, а также растворимость мицелл являются двумя важнейшими параметрами, характеризующими фазы их изотропных растворов в бинарных системах смесей ПАВ-растворитель . [c.152]

Мы уже обсудили линейные, дискообразные и сферические структуры ассоциатов, каждая из которых может образовываться из амфифильных соединений заданной функциональности. Детали структур мицелл интенсивно исследовались, и сейчас существуют различные методы их анализа. Вопрос упаковки ПАВ в мицеллах на атомном уровне и есть то, что мы понимаем под структурой. Ранние модели предлагали номинально сферическую модель для мицеллярной структуры. Вопрос о сферичности мицелл, форме мицелл, а также плотность таких форм с учетом молекулярной упаковки долгое время был спорным. [c.165]

Адсорбция дифильных ПАВ на поверхности воздух-вода наиболее интенсивно изучаемый процесс и, возможно, наиболее изученный и понятый. ПАВ концентрируются на поверхностях перед формированием мицелл или других трехмерных агрегатов. Кроме изучения адсорбции из раствора на поверхность воздух-вода , формирование так называемых монослоев также является основной областью исследования. ПАВ и амфифильные соединения с очень низкой растворимостью в воде по-прежнему изучаются на поверхностях воздух-вода монослои ПАВ получаются нанесением растворов таких ПАВ в легколетучих растворителях. [c.167]

Амфифильные вещества назьшают также дифильными. [c.36]

Обзор экспериментальных данных, касающийся различных растворов конкретных амфифильных веществ в воде и органических растворителях, а также фазовые диаграммы растворимости можно найти в [5]. [c.48]

Все перечисленные выше системы являются сложными микро-гетерогенными системами, для детального описания которых необходимо изучить свойства каждой из микрообластей. В подобных системах можно условно выделить три предположительно однородные структурные области, соответствующие преимущественной локализации основных групп, составляющих систему водную область, соответствующую преимущественной локализации молекул воды гидрофобное ядро, соответствующее преимущественной локализации гидрофобных групп амфифильных органических молекул, и переходный слой, в котором, в основном, локализованы полярные группы амфифильных органических молекул [47]. Используя в качестве спиновых зондов нитроксильные радикалы разной химической структуры, обладающие преимущественным сродством к различным микрообластям такой системы, можно с помощью параметров, описанных в главе II, изучать степень упорядоченности, полярность и микровязкость этих областей, а также их превращения при фазовых переходах. [c.167]

Вспомогательные приемы, например добавление в полярные водные растворы далапона подходящих поверхностноактивных веществ, могут увеличить совместимость далапона с растительными носками и даже с плазмолеммой. Объяснить это также можно тем, что амфифильная молекула ориентируется определенным образом по отношению к плазмолемме и тем самым снижает ее непроницаемость для анионов далапона. Вместе с тем, учитывая разнообразие современных поверхностноактивных и других добавок, нельзя не признать отсутствия ясной связи между поверхностноактивными свойствами раствора и токсичностью далапона. Существует также плохо объясненная зависимость от природы катиона. [c.234]

С точки зрения химического состава отличительной чертой мембран является высокая концентрация в них липидов. Эти молекулы легко экстрагируются из мембран с помощью органических растворителей и плохо растворяются в воде. Мембранные липиды — это в основном особые амфифильные молекулы, имеющие длинные углеводородные хвосты, а также холестерин или его эфиры. Особенности этих молекул и их взаимодействия в значительной степени определяют структуру и свойства биологических мембран. [c.214]

В природе жирные кислоты в свободном виде встречаются редко. Однако, образуя эфирные или амидные связи, они входят в состав различных классов липидов, перечисленных выше, а также многих промежуточных продуктов метаболизма липидов. Целесообразно рассмотреть некоторые свойства жирных кислот, которые во многих отношениях сходны с другими амфифильными липидами. Биологически важные жирные кислоты характеризуются следующим 1) являются, как правило, монокарбоновыми кислотами, содержащими одну ионизируемую карбоксильную группу и неполярную ациклическую неразветвленную углеводородную цепь [c.55]

Таким образом, показано, что амфифильные гюлимеры N-иинилпирролидона, содержащие гидрофобный остаток длинноцепной алифатической кислоты, способны образовывать полимерные частицы в водных растворах, а также изучено их поведение в присутствии и отсутствии ВВ1. [c.78]

Как правило, любое растворимое или нерастворимое ПАВ, распределенное на поверхности раздела воздух-вода , может быть приготовлено в виде пленки Лэнгмюра-Блоджет. Фосфолипиды, полимеризующиеся амфифильные соединения, содержащие одну или более двойных связей, или оксирановую группу амфифильные фто-роуглероды, порфирины, а также соединения, способные к формированию жидкокристаллических фаз, — все они были изучены в виде пленок Лэнгмюра-Блоджет. Многие из этих исследований направлены на их применение в устройствах отображения информации (дисплеях). [c.178]

Бислои — основной компонент множества клеточных мембран. Гликолипиды на основе глицерина, сфинголипиды на основе сфингозинов и стеринов — главные амфифильные составляющие бислойных мембран с ламеллярной упаковкой. Эти встречающиеся в природе липиды, различные по форме и заряду, как правило, асимметричны. Их структура зависит от того, находятся ли они преимущественно во внутренне или внешне повернутом монослое бислойной мембраны. Распределение заряда по голове липида оказывает существенное влияние на структуру локального двойного электрического слоя, а также на гидратацию головы. [c.179]

Рентгеноструктурный анализ многих ПАВ показывает, что ламеллярная бислойная структура является вполне естественным механизмом плотной молекулярной упаковки. Многие ПАВ, не имеющие биологического назначения, также стремятся укладываться в бислои. Эта тенденция, по всей видимости, исходит из основной линейной амфифильной структуры ПАВ, наличия гидрофильных голов, соединенных с линейным гидрофобным радикалом В водных средах ассоциация (или агрегация) углеводородных (хвостовых) групп является естественным термодинамическим следствием. Форма липидов ПАВ играет большую роль так же, как и в случае других ПАВ. Большинство липидов и ПАВ, имеющих два углеводородных радикала, склонны к образованию ламеллярных бислойных структур, как результат присущего им значения параметра упаковки (см. раздел 5.3.1). Следовательно, синтетические ПАВ с двумя углеводородными (хвостовыми) группами являются оптимальными представителями для конструирования бислоев, везикул (полостей, пузырьков) и линосом. [c.180]

Большинство микроэмульсий являются аналогами нормальных (либо обратных) мицеллярных систем, но, помимо этого, они могут содержать третий или четвертый компонент, например, соли или соПАВ. Соли, как правило, добавляются для воздействия на упругость поверхностных пленок ПАВ. СоПАВ представляют собой органические молекулы, как правило, амфифильные, которые также влияют на упругость. Они выполняют свою роль, так как при их добавлении увеличивается количество дисперсной фазы жидкости, стабилизированной в микроэмульсии. [c.183]

Добавление органических растворителей к водным растворам амфифильных соединений может стабилизировать (понизить ККМ) или дестабилизировать (увеличить ККМ) мицеллярное состояние. Те добавки, которые включаются в мицеллу, повышают ее устойчивость. Все непроникающие органические неэлектролиты, за исключением наиболее полярных, должны дестабилизировать мицеллярное состояние согласно одному из двух следующих механизмов понижения коэффициента активности мономера RX (за счет улучшения растворяющей способности среды) и увеличения отталкивания между заряженными полярными группами (за счет понижения диэлектрической проницаемости). По способности увеличивать ККМ додецилтриметиламмонийбро-мида при 25 °С за счет добавок (их мольная доля составляет 0,04) в водный раствор растворители располагаются в следующий ряд про-панол-1 < пропанол-2 < этанол < метанол < гликоль < глицерин < про-пандиол-1,3 < мочевина < ацетон < ацетамид < диоксан < /V, /V -диметил-мочевина< тетраметилмочевина [168]. Влияние на додецилсульфат натрия носит аналогичный характер. Эти добавки снижают также число агрегации. Первые три спирта из указанного выше ряда на самом деле снижают ККМ и, вероятно, проникают в мицеллу. В мочевине отсутствуют группы углеводородного типа, и она увеличивает диэлектрическую проницаемость воды своей эффективностью в разрушении мицелл мочевина обязана способности разрушать или менять образованную водородными связями структуру воды, устраняя часть движущей силы образования гидрофобной связи. Мицеллы и явление ККМ могут сохраняться при относительно высоких концентрациях дестабилизирующих органических растворителей. Например, кривая электро- [c.512]

Вращательное время корреляции 19 (из уширения линий в спектрах Э ПР) несколько превышает величины для чистых воды или доде-кана, но его величина значительно ниже, чем следует ожидать для молекулы, прикрепленной к частице, размером с мицеллу. Картина, согласующаяся со спектральными данными, представляет мицеллу частицей с непрерывным радиальным градиентом полярности, являющимся результатом значительного проникновения воды в углеводородный район. Быстро кувыркающиеся молекулы солюбилизата могут иметь в зависимости от структуры усредненное по времени окружение, напоминающее либо центр мицеллы, либо ее периферию. Прямое доказательство существования такого водного градиента между поверхностью и ядром мицеллы дает зонд 20, Z которого монотонно изменяется до величин, соответствующих углеводородному окружению, по мере сдвига нитроокисной функции от периферии мицеллы [457]. Величины Z, определяемые фтором в положениях 2, 4, 6 и 8 мицеллярного перфтороктаноата натрия, также заметно увеличиваются при таком продвижении [381]. Аналогичным образом интерпретировали времена спин-решеточной релаксации метиленовых протонов амфифильного соединения [108]. [c.584]

Наличие единственного сигнала ЯМР для мономерного и мицел-лярного амфифильного соединений указывает, что частота обмена между этими частицами должна быть не ниже 104 с"1. Избыточное поглощение ультразвука, фиксируемое при концентрациях, превышающих ККМ, приводит к частоте обмена релаксационный процесс был также приписан обмену противоионов [565], но частота обмена для спина амфифильного нитроокисного зонда 22, [c.590]

Если М. содержат ионогенные группы полиэлектролиты) или, будучи сополимерпыми, группы резко различающейся полярности (д и ф и л ь н ы е, или амфифильные. М.), они при вариации растворителя могут приобретать различные фиксированные конформации. Гомополимерпые М. с достаточно сложной структурой звеньев также могут проявлять черты дифильности (внутренняя дифильность), приводящие к тем же последствиям. [c.51]

Крупные однозарядные ионы также могут действовать как структурообразующие. Так, Франк [53] считает, что структура воды значительно стабилизируется ионами тетрабутилам-мония, что объясняется влиянием на воду бутиловой группы. Аналогичный эффект вызывают и другие ионы тетралкиламмония и все достаточно крупные амфифильные ионы [46]. [c.88]

Эффективным методом получения нанопленок служит технология Ленгмюра—Блоджетт. Необходимо отметить, что метод был предложен более чем пятьдесят лет назад лауреатом Нобелевской премии ( 1932) Ленг-мюром еще в 1920 г. и развит его коллегой Блоджетт в 1935 г. На поверхности воды формируется монослой ПАВ, в который могут входить ионы металлов и их комплексы. В пленку можно включить также и нанокластеры. Затем с помощью ванн Ленгмюра—Блоджетт пленки с поверхности жидкой фазы переносят на твердую поверхность. В результате получаются организованные нанопленки с регулируемым числом молекулярных слоев. Процесс получения пленок показан на рис. 1.18 [14]. На поверхность воды впрыскивается раствор амфифильного соединения (ПАВ). Количество вещества подбирается так, чтобы площадь его монослоя не превысила площадь рабочей поверхности ванны Ленгмюра. Затем с помощью плавучего барьера задается поверхностное давление, для того чтобы перевести монослой в жидкокристаллическое состояние, которое необходимо для его переноса на твердую подложку. Это давление регистрируется специальными весами. Далее с помощью микрометрической подачи подложка опускается или поднимается сквозь монослой со скоростью от см/мин [c.35]

Установлено также, что G-белки являются субстратом для модификации такими эндогенными энзимами, как протеинкиназа С (Рупе et al., 1989). Кроме того, G-белки подвержены прямой рецептор-независимой активации катионными амфифильными нейропептидами (субстанция Р) и пептидами из яда насекомых (Mousli et al., 1990). [c.14]

Второй вопрос касается молекул, нерастворимых в жирах. Каким образом поддерживаются трансмембранные градиенты концентраций таких веществ Объясняется это следуюшим мембраны содержат белки, а белки также являются амфифильными молекулами и могут соответствующим образом встраиваться в бислой. Эти белки формируют каналы, по которым могут перемещаться ионы и малые молекулы, а также служат переносчиками для больших молекул, которые другим способом не могут пересечь бислой. Все эти процессы мы рассмотрим ниже. [c.131]

Транспорт к клетке. Осуществляется в результате растворения, конвекции, диффузии, определяется внешними факторами и свойствами ксенобиотика. Из различных физико-химических свойств органических токсикантов для транспорта к клетке наиболее существенны растворимость в воде и степень гидрофобности-гидрофильности их молекул, которые во многом определяют интенсивность миграции ксенобиотика в различных средах и степень накопления его в организмфс. Эта стадия может быть лимитирующей в трансформации загрязнений при ограничении переноса веществ различными физико-химическими факторами внешней среды. Например, вещество может находиться в микросреде в виде осадка или гидрофобной фазы, нерастворимой в воде, вследствие чего его поступление в клетки микроорганизмов затруднено может адсорбироваться на глине или других коллоидах окружено или, окклюдировано неметаболизирую-щимся либо медленно разлагающимся веществом, в результате чего оно также недоступно для воздействия микроорганизмов. Как правило, биодоступность загрязнений увеличивается с повышением их растворимости. Образующиеся микроэмульсии загрязнений с поверхностно-активными веществами, гликолипидами и другими амфифильными соединениями, с нтези-руемыми организмами или поступающими в среду извне, могут ускорять поступление в клетку субстратов углеводородного типа, плохо растворимых в воде. [c.311]

Липиды — это амфифильные соединения они образуют мицеллы, если содержат по одной жирнокислотной цепи, и двойные слои или бислойные пузырьки, если таких цепей две. Свойства и состав двух поверхностей бислоя не обязательно одинаковы. Природные мембраны помимо липидов содержат большое количество белков. Периферические белки легко экстрагируются из мембраны, в то время как интегральные мембранные белки прочно связаны с ней, вероятно, с помощью гидрофобного участка пептидной цепи. Некоторые интегральные цепи локализуются только на одной поверхности мембраны, другие пронизывают ее насквозь. В липидных бислоях происходят фазовые переходы между состояниями, которые условно можно считать твердым и жидким. В природных мембранах тоже наблюдаются аналогичные переходы, а также латеральное фазовое разделение. От других биологических тpyктyi) мембраны отличает то, что они являются динамическими системами. В них происходит довольно быстрое латеральное перемещение белков и липидов и вращение различных компонентов. Однако перескок компонентов с одной поверхности на другую происходит весьма редко. [c.235]

Если взять амфифильное вещество с другой полярной головкой, например R—(0 H20 H2>g0H (алкилгексаоксиэтиленгликольмоноэфиры), то коэффициент при Nq фактически останется тем же, а свободный член в (25.31) станет существенно меньше. Таким образом, полярная головка влияет только на один из двух этих параметров. Важно отметить также, что изменение Ммц " зависимости от (= — 7СЮ Nq) несколько меньше, чем то, которое наблюдается при переносе углеводородов переменной длины из воды внутрь мицеллы (табл. 25.2). [c.457]

Структура и функция бислоя исследовались многими физическими методами, в том числе с помошью рентгеноструктурного анализа, методами ЯМР и ЭПР. Рентгеноструктурные исследования выявили, что углеводородные цепи расположены перпендикулярно поверхности бислоя, причем расстояние между цепями составляет 4—5 А. Было показано также, что в б ислое имеет место латеральная диффузия молекул с константой диффузии порядка 10 см с . Имеющиеся данные указывают на то, что гибкость амфифильной молекулы и подвижность отдельных ее участков изменяются по мере перехода от головок к центру бислоя оказалось, что подвижность цепи больще в толще бислоя, а вблизи головок положение ее более фиксировано. Таким образом, бислой по своей природе — структура не статическая, а динамическая. Более того, бислой может переходить из упорядоченного состояния в неупорядоченное мезоморфное. Эти и другие результаты дают ключ к пониманию поведения биологических мембран. [c.481]

Исследуется образование мицелл из одноцепочечных амфифильных молекул при разных концентрациях соли. Предположим, что имеется метод определения формы мицелл, с помошью которого обнаруживается, что форма мицелл резко меняется в интервале концентраций Na l в растворе от 0,01 до 0,5 М. Объясните это изменение формы. Будет ли меняться также и размер мицелл при увеличении концентрации соли Поясните ващ ответ. Как, по-ващему мнению, изменится форма мицелл (и их размеры, если они происходят) [c.482]

Какое отношение имеют мыльные пузыри к развивающейся яйцеклетке Сходство кажется случайным, но на самом деле это далеко не так. Изоморфизм здесь имеет четкую химическую основу. Обсуждая химические функции клеточной мембраны. Де Дюв (De Duve, 1984) указывает Ряд важных свойств биологических мембран, а также мыльных пузырей объясняется структурой их липидных бимолекулярных слоев . Мыльный пузырь состоит из липидного бимолекулярного слоя. Мыла — это соли жирных кислот, молекулы которых называют амфифильными, потому что они состоят из гидрофобного хвоста и гидрофильной головки. Молекулы липидов биомембран (фосфолипидов) сложнее, но и они являются амфифильными. Биомембраны и мыльные пленки благодаря сходным химическим свойствам отличаются большой пластичностью. Они стремятся уравновесить поверхностное натяжение, принимая форму с минимальными объемом и поверхностью — сферическую, и выдерживают деформации, не разрываясь они стремятся образовывать замкнутые структуры. Разрезанный надвое мыльный пузырь, как и клетка, образует два меньших, но целых пузыря (рис. 10.10). [c.160]

Ковалентная модификация ферментов монофункциональными реагентами используется для введения в белки новых функциональных групп, повышения их растворимости в органических средах и других изменений биохимических свойств. Особенной популярностью пользуется модификация ферментов полиэтиленгликолем (ПЭГ), которая приводит не только к стабилизации в органических растворителях, но и сопровождается повышением временем их полужизни в биологических жидкостях, а также снижением антигенности макромолекул, что важно при терапевтическом применении ферментов [152]. Кроме того, для тех же целей используют ковалентные модификации белков амфифильным (содержащим гидрофобные и гидрофильные группы) детергентом полиоксиэтиленлауроило-вым эфиром (Вгц 35). [c.371]

Амфифильные продукты гидролиза жира (жирные кислоты, моноацилглицерины), а также желчные кислоты, холестерин, жирорастюримые витамины образуют смешанные мицеллы и в такой форме проникают в клетки слизистой оболочки тонкой кишки, где мицеллы распадаются на составные компоненты и продукты гидролиза жиров подвергаются ресинтезу. [c.182]

Учитывая то, что повышенные значения соотношений СН4 Н2О КНз определяют образование смесей некоторых линейных и циклических насыщенных углеводородов, а также то, что для возникновения мембран необходимо наличие амфифильных молекул, мы изучали образование этих соединений при сравнительно низких концентрациях метана в смеси газов, моделирующих первичную атмосферу. Так, по сравнению с ранее выполненными синтезами состав имитируемой атмосферы устд-новлен соответственно СН4 КНз НгО= 1,5 0,5 0,1 (мм рт. ст.), а остальные параметры поддерживались неизменными. [c.78]

Полученные данные свидетельствуют о том, что линейные органические структуры с относительно высокими молекулярными массами могли возникнуть на абиотической Земле путем процессов рекомбинации в отсутствие специальных химических агентов, а также доказывают воз можность возникновения амфифильных (липидных) структур, отличающихся от современных, и зарождения протомембран. [c.94]

Растворимость сульфата аммония очень мало меняется в области температур от О до 30°С концентрация насыщенного раствора в воде составляет приблизительно 4 М. Плотность этого насыщенного раствора равна 1,235 г-см з, а плотность белкового агрегата в таком растворе—1,29 г-см- (разд. 1.2). Раствор 3 М фосфата калия при pH 7,4 имеет плотность 1,33 г-см Так как белковый осадок в этом растворе обладает такой же плотностью, его невозможно отделить центрифугиро- ванием. Однако отделение осадка можно осуществить с помощью фильтрации или же путем адсорбции на амфифильном носителе, например агарозе (разд. 4.8). Осаждение белков 3—4 М сульфатом аммония иногда также может быть затруднено из-за избыточной плотности, создаваемой присутствием в грубых экстрактах других солей и компонентов. [c.67]

Эта группа глицеринсодержащпх липидов включает производные ь-глицеро-З-фосфата. В основе их классификации лежит тип связи между углеводородной частью молекулы и глицерином, а также прпрода полярных групп (помимо фосфата) в молекуле. Биологическая роль этих амфифильных молекул весьма велика, так как именно они составляют до 50% всех липидов биологических мембран. [c.67]

Двойной электрический слой может также возникать на границе раздела между водой и несмешивающимся с ней органическим растворителем, если в одном из контактирующих растворов имеется амфифильный ион, т. е. ион, содержащий одновременна гидрофильные (обычно заряженные) и гидрофобные (неполярные) группы. Примером такого иона является ион фосфотидил-холина (лецитина) [18а]. Ионы, обладающие одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами, легко адсорбируются на поверхности раздела фаз, ориентируясь неполярными группами в органический растворитель и ионизированными группами в водную фазу. [c.28]

Электрофорез в полиакриламидном геле (ПААТ) в денатурирующих условиях — еще один метод фракционирования белков по различиям молекулярной массы. Скорость миграции белка в электрическом поле зависит не только от его суммарного заряда, но также и от величины и формы белковой молекулы. Для электрофореза в ПААТ в денатурирующих условиях в анализируемую смесь белков добавляют додецилсульфат натрия (ДДС-Ка, С Н ОЗОзКа), который представляет собой детергент с выраженными амфифильными свойствами. При этом олигомерные белки распадаются на протомеры, протомеры денатурируются и денатурированные пептидные цепи образуют мицеллы с ДДС-Ка, содержащие примерно вдвое больше белка, чем ДДС-Ка. Эти мицеллы имеют отрицательный заряд, обусловленный почти полностью ионами ДДС з)- Суммарный заряд [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология