Функциональные группы на углеродных материалах

Из шести основных биоэлементов наибольшее значение имеет углерод. Основные структуры живой материи состоят из углеродных каркасов. Характерной особенностью атома углерода является способность образовывать углеродные цепи любого размера и конфигурации. Три из четырех валентностей углерода могут участвовать в образовании трехмерного скелета, а четвертая — связывать ту или иную функциональную группу. Вещества, образованные на основе углерода, называют органическими соединениями. У них есть ряд общих свойств, имеющих большое значение для живой материи. Органические соединения могут иметь огромное число углеродных цепей и функциональных групп, причем отдельные части молекулы способны вращаться вокруг одинарных углеродных связей. Они способны также образовывать трехмерную структуру, играющую первостепенную роль в процессах жизнедеятельности. Число молекул определенного типа в клетке может варьировать в широких пределах. Так, например, информационные макромолекулы представлены в клетках в небольших количествах, в то время как структурообразующие, а также участвую- [c.6]

Книга подразделяется на несколько основных частей. Вначале (гл. 2) мы даем общий обзор химии функциональных групп, считая материал в большинстве (если не целиком) простым повторением изученного ранее. Последующие главы (гл. 3—7) посвящены образованию углерод-углеродных связей и родственным процессам, в ходе которых создается скелет молекулы. В третьей части (гл. 8—10) мы возвращаемся к взаимопревращениям функциональных групп (восстановление, окисление, применение защитных групп). Затем следуют три небольшие главы (гл. И—13), описывающие некоторые синте- [c.8]

Рассчитывают концентрацию функциональных хлор-групп (в ммоль/г) на поверхности углеродного материала и результаты вносят в таблицу. [c.76]

Первым этапом определения структуры является обычно определение брутто-формулы, после чего выясняются наличие в-соединении функциональных групп, их расположение на углеродном остове (скелете) и ориентация в пространстве. Ранее эта процедура осуществлялась исключительно химическим путем соединение преобразовывалось с помощью различных методов, о которых известно, к каким структурным изменениям они приводят полученные в результате этих реакций продукты сопоставлялись с известными веществами, снова подвергались преобразованиям и т. д. Доказательство структуры напоминало — и напоминает до сих пор — разгадывание головоломок, отдельные части которых точно подогнаны друг к другу. Не удивительно, что при таком способе определения структуры зачастую требовались большие количества изучаемых соединений (порядка граммов и более), чгб приводило, учитывая относительную недоступность многих из них, к огромным трудностям (даже для выделения миллиграммов такого вещества из природного сырья часто требовалось переработать десятки и сотни килограммов исходного материала, что занимало многие месяцы, а иногда и годы). [c.22]

В гл. 2 и 3 содержатся обзорные и комбинированные таблицы наиболее важных спектроскопических характеристик структурных элементов. В то время как материал в гл. 2 расположен в соответствии с различными методами спектроскопии, в гл. 3 для каждого структурного элемента сгруппирована спектроскопическая информация, полученная разными методами. Эти две главы помогут читателям, менее подготовленным в области интерпретации спектров, идентифицировать классы структурных элементов (функциональные группы) в исследуемых пробах. В следующих четырех главах представлены данные по ЯМР ( С и Н) и ИК спектрам, а также масс-спектрам. Этот материал расположен в стандартной последовательности в соответствии с типами соединений. Представленные данные относятся к разным углеродным скелетам (алкильным, алкенильным, алкинильным, алициклическим, ароматическим, гете-роароматическим), к наиболее важным заместителям (галогенам, кислороду с одинарной связью, азоту, сере, карбонильной группе) и некоторым конкретным классам соединений (разделы Другие соединения и Природные соединения ). Наконец, для каждого метода представлены подборки спектров стандартных растворителей, вспомогательных веществ (таких как матрицы или стандарты) и обычно наблюдаемых примесей. Не только строгий порядок расположения данных, но так же и метки на краях страниц помогают быстро находить информацию по различным спектроскопическим методам. Хотя в настоящее время роль спектроскопии в УФ и видимой областях для оценки структуры невелика, ее значение может возрасти с появлением новых более совершенных методов анализа. Кроме того, данные, представленные в гл. 8, полезны при разработке оптических сенсоров и широко применяемых в хроматографии и электрофорезе датчиков в УФ и видимой областях. [c.6]

В процессе активирования при взаимодействии окислителя с углеродом угля-сырца идет многостадийный процесс с удалением остатков функциональных групп, отдельных кристаллитов и макромолекул. В результате изменяется пористая структура и активность углеродного материала. Условия протекания этого процесса и качество получаемого углеродного адсорбента (активного угля АУ) зависят от многих факторов, основными из которых являются [c.521]

Рассматриваемый материал ограничен реакциями, в которых двойная углерод-углеродная связь либо образуется, либо принимает участие в превращениях. Реакции, происходящие в частях молекулы, удаленных от уже имеющейся в молекуле С=С связи, обсуждаются только в том случае, если они влияют на последнюю. При таком изложении подчеркивается роль связи как функциональной группы. Видимо, рассмотрение отдельной функциональной группы не согласуется с наиболее современными принципами, так как сходство механизмов объединяет реакции различных функциональных групп, как, например, нуклеофильные реакции по активированной С=С связи и по углеродному атому карбонила. Тем не менее, органическая химия в большинстве случаев излагается по функциональным группам, и мнемотехнические достижения такого объединения настолько велики, что это, по-видимому, не будет ничем заменено еще много десятилетий. [c.8]

Однако следует иметь в виду, что механизм разделения на колонках, заполненных такими фазами, не настолько ясен,, чтобы можно было выбрать подходящую для определенной задачи разделения фазу без экспериментальной проверки. Выбор фазы осложняется с одной стороны тем, что поведение химически связанных фаз зависит от материала носителя, характеристик покрытия (монослой или несколько слоев),длины углеродной цепочки химически связанных молекул, возможной функциональной группы на конце цепочки связанной молекулы, а с другой — тем, что фазы в зависимости от вида анализируемого вещества и его функциональных групп ведут себя или как модифицированные поверхности, или как чистые адсорбенты, или как жидкие неподвижные фазы. [c.179]

Из материала, изложенного в данном разделе, можно заключить, что исследования, осуществленные в 90-е годы XIX в.— 30-е годы XX в., показали отсутствие общих закономерностей, связывающих запах с отдельными структурными фрагментами молекул (функциональные группы, кратные связи), положением заместителей, разветвлением углеродного скелета, а также изменением длины цепи в гомологических рядах. Эти работы привели к установлению частных закономерностей в отдельных рядах органических соединений, а также способствовали получению ценных душистых веществ. [c.128]

Распределение материала в учебнике проведено на основе классификации по функциональным группам, что позволило изложить его более компактно и с меньшим количеством повторений, чем если бы была принята классификация материала по углеродному скелету молекулы. [c.3]

На поверхности углеродного материала есть свободные валентности (оборванные связи), которые локализованы теми или иными функциональными группами. Но в зависимости от того, в какой гибридизации находятся атомы углерода, образующие данный углеродный материал, имеется разное количество этих оборванных связей и, следовательно, разная концентрация локализующих их функциональных групп. [c.60]

При обычных условиях поверхность углеродных твердых веществ в той или иной мере окислена и содержит различные оксифункциональные группы (фенольные, карбоксильные и некоторые другие), поэтому наиболее важной задачей является удаление кислородсодержащих групп с поверхности. Термодесорбция, проводимая в инертной среде или в вакууме при те -пературах около 1000°С, позволяет в значительной стеиенн удалить с поверхности эти группировки в виде СО, СО2 и ряда других низкомолекулярных соединений. Однако поверхность все равно остается химически неоднородной. Необходима об )аботка ее таким реагентом, который вступал бы во взаимодействие с оставшимися на поверхности углеродного материала функциональными группами и возникающими после термообработки ра-ди1 аламп с образованием новых функциональных групп одно1 о и того же состава. Такими реагентами могут быть, например, галогены. [c.75]

Синтез твердых веществ методом химической сборки возможен при условии, что на поверхности исходных веществ имеются функциональные группы, постоянно возобновляющиеся в ходе синтеза. При получении титаноксидных слоев на поверхности углеродных веществ такими группами являются гидроксигруппы. Создание химически гомогенной по гидроксигруппам углеродной поверхности достигается обработкой исходного материала хлором (см. работу 3.5), а затем гидролизом образовавшихся хлор-групп парами воды (см. работу 3.6). Синтез титаноксид- [c.100]

По потенциальным кривым определяют максимальное значение Дцв=Ац,шах и соответствующее значение 6 = 0е. Про-водят описание потенциальных кривых в соответствии с пр( Д-ставлениями о структуре и свойствах остова и функциональных групп исследованных материалов. По величинам Д lmax и 0 углеродных материалов идентифицируют тип материала, сравнивая результаты измерений н расчетов с данными табл. 10.4. [c.211]

Большинство органических соединений состоит из различных группировок атомов, связанных с помощью ковалентных связей с остовом из атомов углерода (называемым углеродным скелетом ). Эти группировки являются функциональными группами , и они участвуют в большинстве химических реакций органических соединений. Ряд функциональных групп представлен в табл. 2-6, Для некоторых из них указана гибридизация наиболее валгных атомов Вы можете убедиться в правильности структур, используя материал этой [c.66]

В результате окисления поверхности углеродного материала из-за адсорбции кислорода или взаимодействия с кислородом или другими окислителями (перманганатом, бихроматом, азотной кислотой и т. д.) образуется ряд кислородсодержащих поверхностных групп. Природу этих групп подробно обсудил Боэм [18]. Кислород в них связан достаточно прочно, и его десорбция практически невозможна без одновременного удаления некоторого количества поверхностных атомов углерода. Поэтому, чтобы удалить основную часть поверхностных атомов кислорода, необходимо обезгажнвать образец при 1170 К, хотя процесс начинается уже нри 370 К. Значительное количество прочно связанного кислорода (но не весь кислород) входит в различные функциональные группы, которые образуются при его воздействии на углеродные кольца, расположенные по периферии графитовых слоев в графитоподобных кристаллитах. В тех формах углеродного материала, которые слабо графитн-рованы, кислород связывается, конечно, и поверхностью аморфной фазы, но о том, каким образом это происходит, известно весь.ма немного. Во всяком случае, ясно, что периферические углеродные кольца графитового слоя должны нести другие атомы или группы атомов, связываемые с ненасыщенными атомами углерода, для того чтобы удовлетворить необходимым валентным условиям. Действительная природа этих атомов и групп является предметом дискуссии. В идеальном графитовом слое, свободном от кислорода, периферические кольца присоединяют атомы водорода и должны сохранять ароматический характер. Для части углеродной структуры это, несомненно, соответствует действительности. Однако кислород никогда полностью не удаляется, и его содержание растет, если окисление протекает более глубоко. [c.95]

Попытки сделать какие-либо общие выводы относительно структурных факторов, определяющих запах, наталкивались на большое число исключений. Однако накопленный в результате исследований экспериментальный материал позволил установить многообразные структурные факторы, оказывающие влияние на запах наличие кратных связей, циклическая структура, присутствие в молекуле групп с разветвленной углеродной цепью, например г зег-бутильпой группы, пространственное экранирование функциональных групп, изомерия и др. [c.102]

С повышением температуры карбонизации лигнина увеличивается степень обуглеро кеиности материала, снижается содержание функциональных групп и увеличивается степень конденсированности шестичленных углеродных колец, подобно тому как это происходит с ископаемыми углями на разных стадиях метаморфизма. В первом приб.г1ижении можно различать три стадии процесса окисления лигниновых углей (по аналогии с ископаемыми) поверхностное окисление, окисление с образованием так называемых регенерированных гумиповых кислот и глубокое окисление до С0-2 и воды. С этой точки зрения образцы №№ 2—4, 6, 7 (табл. 2) представляют собой угли, окисленные до первой стадии, когда в основ- ном па поверхности — в местах отщепления боковых цепей макромолекулы угля — образуются слабокислотные группы, диссоциирующие при pH > 6-7. [c.176]

Определенный функциональный покров поверхности углеродного материала создается в процессе его получения и при последующей химической обработке. Поверхность любого УМ при контакте с кислородом воздуха окисляется (в большей или меньшей степени в зависимости от температуры) и на ней образуются различные кислородсодержащие функциональные группы. Среди них обнаружены гидроксильные, гидропероксидные, карбонильные (альдегидные и кетонные), карбоксильные, эфирные, ангидридные, фенольные, хиноидные, лактонные, лак-тидные и другие функциональные группы [120]. Эти группы идентифицированы различными химическими и физико-химическими методами (кислотно-основное титрование, качественные химические реакции, ИК-, УФ-спектроскопия, термодесорбция, микрогравиметрия и др.). [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология