Образование водородных связей и кислотность

Амберлит ЩС-50 с успехом применяли для разделения основных пептидов. При попытках разделения кислотных и нейтральных пептидов в буферных растворах с низким значением pH наблюдается сильная, почти необратимая сорбция. Принято считать, что сильная сорбция пептидов и особенно крупных фрагментов белковых молекул на амберлите ШС-50 происходит благодаря образованию водородных связей. В то же время в буферных растворах с высокими значениями pH, препятствующих образованию водородных связей, кислотные и нейтральные пептиды практически не удерживаются смолой. [c.408]

Самый распространенный тип реакций присоединения — это кислотно-основное взаимодействие, понимаемое достаточно широко [260, 336] (т. е. кислотно-основное взаимодействие с образованием водородной связи, кислотно-основное взаимодействие по Бренстеду, по Льюису, по М. И. Уса-новичу). Как известно, первой стадией такого взаимодействия является именно образование продукта присоединения. Возникновение электролитного раствора зависит от того, будет ли диссоциировать на ионы этот продукт А В [c.28]

На стадии ацилирования происходит нуклеофильная атака карбонильного углерода субстрата обобщенным нуклеофилом активного центра 8ег-195... Н1з-57... Азр-102. В результате ацилирования активного центра происходит поворот остатка 8ег-195 вокруг С —Ср-связей, что сопровождается перемещением атома кислорода на- 2,5А. При этом имидазольная группа Н1з-57 перемещается в сторону растворителя [18]. В результате имидазольная группа Н13-57, будучи включенной в свободном ферменте (и, по-видимому, в комплексе Михаэлиса) в водородную связь с 8ег-195 (рис. 31), в ацилферменте предоставляет свой М атом для образования водородной связи с водой (рис. 32). В итоге активированная молекула воды приобретает способность эффективно атаковать карбонильный- углерод субстрата на стадии деацилирования. При этом образуется кислотный продукт гидролиза и регенерируется свободный фермент. Таков в общих чертах химический механизм гидролитического действия химотрипсина. [c.131]

Таким образом, образование водородных связей является одним из признаков кислотно-основного взаимодействия, определяющим его механизм. [c.294]

Образование водородной связи является необходимым признаком кислотно-основного взаимодействия, но если вслед за образованием водородной связи не произойдет протонизация продукта присоединения, т. е. не будут образованы свободные или связанные ионы (ВН+), такое взаимодействие не будет завершенным кислотно-основным взаимодействием. [c.294]

В 1949 г. Кольтгоф писал Несомненно, еще не сказано последнее слово относительно механизма кислотно-основной реакции. Пр крайней мере спорно, является ли первичной реакцией между основаниями и бренстедовскими кислотами прямой перенос протона. Первичная реакция между кислотами и основанием может состоять в образовании водородной связи. В основных растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью кислота реагирует с растворителем — основанием с первичным образованием водородной связи. Вслед за этим происходит диссоциация с образованием сольватированного протона и основания, сопряженного с кислотой. Однако в растворителях с низкой диэлектрической проницаемостью кислота и основание могут реагировать с образованием устойчивого продукта присоединения через водородную связь. Даже в водной среде нередко имеют место реакции, связанные с образованием водородной связи. Таково, например, взаимодействие между водой и аммиаком. [c.300]

Теплота адсорбции метанола в первом случае из-за образования водородных связей с кислородными комплексами на поверхности сажи велика. Благодаря кислотному характеру этих комплексов теплота адсорбции метанола вначале выше теплоты его конденсации и, постепенно уменьш аясь с ростом заполнения поверхности, приближается к теплоте конденсации сверху. Такая зависимость теплоты адсорбции от заполнения поверхности типична для неоднородной поверхности. В отличие от этого на ГТС, не содержа щей кислородных поверхностных соединений, теплота адсорбции метанола гораздо меньше теплоты конденсации и при увеличении заполнения поверхности постепенно возрастает вследствие ассоциации молекул спирта с образованием межмолекулярных водородных связей адсорбат — адсорбат и приближается к теплоте конденсации снизу. [c.16]

Скорость кислотного гидролиза изотактического изомера более чем вдвое превышает скорость гидролиза синдиотактического изомера. У такого изотактического полиметилметакрилата все сложноэфирные группы расположены в одной плоскости, т. е. соседние группы находятся в минимальном удалении друг от друга. Образующаяся при гидролизе карбоксильная группа катализирует гидролиз соседней сложноэфирной группы за счет образования водородной, связи. В синдиотактическом изомере геометрия расположения соседних сложноэфирных групп, когда они максимально удалены друг от друга, не позволяет образоваться подобному комплексу, и скорость гидролиза замедлена [c.221]

Водородные связи могут существовать в твердом состоянии, в жидкой фазе и в растворах соединения, образующие особенно прочные водородные связи, могут сохранять их даже в газовой фазе. Например, уксусная кислота в газовой фазе при не слишком низких давлениях существует в виде димера [2]. В растворах и жидкой фазе водородные связи быстро образуются и также быстро рвутся. Так, среднее время жизни связи ННз- -НгО составляет 2- с [3. За исключением очень сильных водородных связей [4], например РН---Р с энергией почти 50 ккал/моль, энергия сильных водородных связей лежит в пределах 6—8 ккал/моль к ним относятся связь РН---Р, а также связи между карбоновыми кислотами (в последнем случае указанная величина характеризует каждую связь в отдельности). Энергия таких связей, как ОН---Н и ЫН---Н, составляет от 3 до 6 ккал/моль. В первом приближении можно сказать, что прочность водородных связей возрастает с увеличением кислотности А—Н и основности В, но эта закономерность далеко не точна [5]. Для количественной оценки силы водородной связи используют а-шкалу кислотности донора и р-шкалу основности акцептора, участвующих в образовании водородной связи [6]. [c.114]

Наряду с образованием в гомогенном катализе промежуточных соединений определенную роль также могут играть весьма кратковременные сочетания ионов и молекул, которые обусловлены ионо-дипольным взаимодействием или образованием водородных связей. При таких взаимодействиях должна происходить поляризация молекул реагента и, как следствие этого, изменение их реакционной способности. Так, например, с современной точки зрения кислотой считается вещество, способное отщеплять протон, а основанием — вещество, присоединяющее протон. При кислотно-основном катализе кислота отдает свой протон молекуле субстрата. Это сопровождается внутримолекулярным превращением субстрата, связанным с изменением характера и расположения связей, а затем отщеплением протона от другого участка молекулы и присоединением его [c.97]

Водородные соединения (гидриды) элементов VIA-подгруппы НаЗ получают синтезом из простых веществ (или действием сильных кислот на халькогениды). В водных растворах они проявляют слабые кислотные свойства. Диссоциация гидридов усиливается при переходе от амфотерной воды к теллуроводороду, что прежде всего объясняется увеличением радиусов ионов Э (см. табл. 28). Кроме того, полярные молекулы воды склонны к ассоциации с образованием водородных связей. Летучесть гидридов элементов VIA-подгруппы сильно увеличивается от воды к сероводороду, но снова уменьшается у селеноводорода и теллуроводорода. Относительно более низкая летучесть воды обусловлена опять-таки сильно выраженной ассоциацией ее молекул в жидком состоянии с образованием водородных связей. Прочность [c.372]

В этом случае пространственное расположение соседних групп влияет на кислотность карбоксила, возможно из-за образования водородной связи в 4 и -форме, что способствует ионизации карбоксильной функции. [c.33]

Тенденция к образованию водородных связей растет с увели и-нием кислотности растворителя и поэтому, иапример, особенно сильно выражена у муравьиной кислоты. Многие реакции, которое в более слабо сольватирующих растворителях, например в спирт, [c.242]

В некоторых случаях реакции имеют механизм, по кинетическому уравнению похожий на общий кислотный катализ, но без полного переноса протона от кислоты к субстрату. Реакция может ускоряться просто образованием водородной связи между К и А Н [c.278]

ОБРАЗОВАНИЕ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ И КИСЛОТНОСТЬ [c.105]

Амидная группа не обладает кислотными свойствами, но полярна и может участвовать в образовании водородных связей [c.82]

Изучение растворов некоторых С—Н-кислот в диметилсульфоксиде показало, что в этом растворителе относительная кислотность изменяется почти так же, как и в газовой фазе, в то время как в протонных растворителях наблюдается совсем иная зависимость [116, 124, 125]. Эти данные свидетельствуют о важности учета специфических взаимодействий растворителя с растворенным веществом (например, образования водородных связей) при сравнительном изучении кислотно-основного равновесия в газовой фазе и в растворах. [c.136]

Следует подчеркнуть, что сольволиз /прет-бутилхлорида является весьма показательной иллюстрацией отсутствия какой бы то ни было общей закономерности в зависимости константы скорости реакции в растворе от диэлектрической постоянной растворителя. Эта реакция является довольно редким примером процесса, в малой степени осложненного специфическими взаимодействиями реагента с растворителем (образованием водородных связей, кислотно-основными взаимодействиями и др.). Естественно, что при наличии специфических взаимодействий неэлектростатичес- [c.130]

Следует подчеркнуть, что сольволиз отрт-бутилхлорида является весьма показательной иллюстрацией отсутствия какой бы то ни было общей закономерности в зависимости константы скорости реакции в растворе от диэлектрической постоянной растворителя. Это реакция является довольно редким примером процесса, в малой степени осложненного специфическими взаимодействиями реагента с растворителем (образованием водородных связей, кислотно-основными взаимодействиями и др.). Естественно, что при наличии специфици-ческих взаимодействий неэлектростатического характера между реагентом и растворителем вообще нет оснований ожидать корреляции между влиянием растворителя на скорость реакции и его диэлектрической постоянной. [c.120]

На силу кислотных аналогов большее в.тиянпе оказывает замещение в орто- или иара-положении, чем в мета-иотж тт. Если электроноакцепторная группа находится в о/ то-положепии, то в результате образования водородной связи кислотность может уменьшаться. Например, все фенолы, имеющие в пара-положении группы N0,, СПО и O Ilg, являются более кислыми, чем соответствующие орто-соецтттт (см. также гл. 2, табл. 12 и гл. 4, разд. 25, в). [c.255]

Джиллеспай и Миллен [8] полагают, что реакция серной кислоты с ароматическими соединениями имеет важное значение в реакции нитрования. По-видимому, все растворимые в серной кислоте ароматические соединения образуют с серной кислотой при помощи водородной связи комплексы, которые могут подвергаться ионизации с образованием иона бисульфата и сопряженного основания. Положительное поле, возникающее в результате образования водородной связи, будет деактивировать кольцо и тормозить реакцию нитрования. Появление свободного заряда на сопряженном основании должно способствовать дальнейшей деактивации кольца. Таким образом, по мере увеличения концентрации кислоты активность ароматического соединения должна снижаться. Очень сильное воздействие на активирующий эффект ароматического соединения оказывает повышение кислотности вследствие возрастания ионизации азотной кислоты, приводящей к образованию ионов нитрония. Ионизация азотной кислоты фактически доходит до конца в 90 %-ной серной кислоте таким образом, следовало бы ожидать, что дальнейшее увеличение концентрации серной кислоты должно было бы повести к снижению скорости нитрования. [c.560]

Но недавно, перечитывая статьи Дж. М. Гэлланда и Д. О. Джордана о кислотном и щелочном титровании ДНК, я в конце концов убедился в справедливости их заключения, что большинство оснований (если не все) образует водородные связи с другими основаниями. И что еще важнее — эти водородные связи возникают и при очень низких концентрациях ДНК, а значит, они связывают между собой основания, принадлежащие одной и той же молекуле. Кроме того, рентгеновские данные свидетельствовали о том, что все исследованные в чистом виде основания образуют столько нерегулярных водородных связей, сколько допускают законы стереохимии. Таким образом, все дело заключалось в существовании некоего правила, которое управляет образованием водородных связей между основаниями. [c.104]

Наконец, можно задать вопрос почему рибоза — единственный сахар, присутствующий в полинуклеотидах Нп один другой сахар не способен к столь эффективной реакции конденсации соответствующих нуклеотидов, а З -дезокси-нуклеотиды не полимеризуются. Видимо, и 2 -0Н, и З -ОН необходимы для протекания полимеризации. Причина этого заключается в образовании водородной связи между обеими группами, которые только в рибонуклеотидах находятся в ijti -положеиии, чю приводит к повышению кислотности R0—ОН-группы в 2 -положенпи. Еще один важный факт состоит в том, что конденсация полинуклеотидов очень специфична для 1уклеотидов, рибозные остатки которых имеют D-конфигурацию. Оргел показал это эксперимен-O Og тально. Если смесь L- и D-рибояуклеотидов добавить [c.188]

Органические растворители, применяемые при изучении про-толитических реакций, могут быть классифицированы по разным признакам. По влиянию на относительную силу протолитов различают дифференцирующие и нивелирующие растворители. Дифференцирующее действие растворителя зависит от ряда факторов кислотно—основных его свойств, диэлектрической проницаемости, сольватирующей способности, способности к образованию водородных связей и т.д. [c.89]

Однако у о- и /г-нитрофенолов разница в кислотности не так велика более того, орго-изомер имеет несколько меньшую кислотность. Возможно, в данном случае в орго-изомере возможно внутримолекулярное взаимодействие групп ОН и N02 с образованием водородной связи, приводящее к псевдоароматичес-кой системе [c.344]

Шатенштейн предлагает изменить формулировки понятия кислот и оснований так, чтобы они учитывали кислотно-основное взаимодействие, не завершившееся ионизацией и поэтому не определяемое схемой Бренстеда. Он считает, что образование водородной связи является уже проявлением кислотно-основных свойств. Основываясь на этом, а также на том, что электропроводность не возникает при многих кислотно-основных взаимодействиях, Шатенщтейн предлагает такие формулировки понятий кислот и оснований. [c.291]

Химические свойства. В водных растворах пероксида водорода образуются молекулярные соединения состава Н202-2Н20 < л = —50,2°С) за счет образования водородных связей НаО- -Н—0—0—Н---0Н2, переходящих в донорно-акцепторные при диссоциации Н2О2 по кислотному типу [c.236]

Атом водорода в этих соединениях одновременно связан с двумя гетероатомами и как бы замыкает новое шестичлениое кольцо, имеющее квазиароматнческий характер. Это придает внутримолекулярной водородной связи большую прочность и значительно изменяет физические и химические свойства соединения. Например, о-нитрофенол имеет менее кислый характер, чем пара-изомер, более низкую температуру плавления, хуже растворим в воде и перегоняется с водяным паром. Электронодонорное влияние группы ОН иа ароматическое кольцо в нем ослаблено. В случае салициловой кислоты образование водородной связи усиливает кислотные свойства карбоксильной группы эта кислота сильнее, чем п-гидроксибензойная. Электронодонорное влияние группы ОН в Салициловой кислоте ослаблено. В хинизарине образование водородных связей заметно ослабляет кислотные свойства гидроксильных групп и значительно углубляет окраску соединения. [c.53]

Конечно, один-единственный атом хлора сделать подвижными все пять атомов водорода в хлорэтане не может, но характер электронного окружения атомов водорода по сравнению с этаном изменяет. И этого искажения достаточно, чтобы атомы водорода в С2Н5С1 могли проявлять способность к химическому взаимодействию, точнее, к образованию водородной связи . Именно поэтому имеются основания относить галоидные производные алифатических углеводородов — особенно в тех случаях, когда речь идет о растворах в них сильных оснований,— к кислотным растворителям. [c.38]

Ряд необычных структур, таких, как НР и димер уксусной кислоты в газовой фазе (рис. 14.11), служат доказательством образования водородных связей. Необычно высокая константа кислотной диссоциации салициловой (орто-оксибензойной) кислоты по сравнению с мета- и яара-нзомерами также свидетельствует об образовании водородной связи. Водородная связь образуется тогда, когда протон поделен между двумя электроотрицательными атомами, такими, как Р, О или Ы, которые находятся на соответствующем расстоянии друг от друга. Протон водородной связи притягивается отрицательным зарядом высокой плотности электроотрицательных атомов. Фтор образует очень сильные водородные связи, кислород — более слабые, а азот — еще более слабые. Необычные свойства воды обусловлены в значительной степени водородными связями, включающими четыре неподе-ленные пары электронов на кислороде (разд. 11.6). Лед имеет тетрагональную структуру, причем каждый атом кислорода связан с четырьмя атомами водорода. В этом случае водородные связи образуются вдоль оси каждой неподеленной пары электронов в жидкой воде их существование ответственно за высокую температуру кипения по сравнению с температурой кипения гидридов других элементов той же подгруппы периодической таблицы (—62° С для НгЗ, —42° С для НгЗе, —4° С для НгТе). При испарении воды водородные связи разрываются, [c.445]

О том, что взаимодействие макромолекул целлюлозы в ее аморфных областях с молекулами воды является преобладающим, свидетельствует экзотермичность взаимодействия целлюлозы с водой [79]. Принимая, что в крахмале все ОН-группы доступны для воды, был рассчитан тепловой эффект присоединения 1 моль воды к группе ОН, он составил - 7,1 кДж [80]. Термодинамическое изучение взаимодействия воды с аморфной целлюлозой [81] показало, что при пониженном содержании воды взаимодействие сопровождается изменением как энтальпии, так и энтропии системы. Парциальная энтропия аморфных областей целлюлозы возрастает, а парциальная энтальпия воды уменьшается. Это обусловлено упорядочиванием молекул воды и разупоря-дочиванием сегментов целлюлозы при взаимодействии. При увеличении содержания воды упорядочивание молекул воды в системе уменьшается, а упорядочивание сегментов целлюлозы увеличивается, т.е. энтальпия возрастает по абсолютному значению, и ее вклад в свободную энергию образующейся системы становится преобладающим. Адсорбированная вода, ослабляя систему водородных связей в доступных областях целлюлозы, оказывает пластифицирующее действие на целлюлозу [76, 82], приводит к расстекловыванию аморфных областей и переводу полимера в высокоэластическое состояние благодаря возрастанию сегментальной подвижности, увеличению свободного объема, появлению свободных от водородных связей функциональных групп. Можно предполагать, что при расстекловывании становятся возможными и конформационные переходы элементарных звеньев целлюлозы, понижается энергия активации свободных ОН-групп. При этом вероятно повышение кислотности свободных от водородных связей гидроксилов [83]. Изменение сегментальной подвижности в присутствии воды происходит за счет индукционных эффектов при образовании водородных связей вода-целлюлоза с делокализацией электронной плотности [84]. Расчеты квантово-химическим полуэмпиричес-ким методом ППДП комплексов целлобиозы с водой и другими растворителями подтвердили [85], что при их взаимодействии атомы кислорода как целлобиозы, так и воды, участвующие в образовании водородной связи, получают дополнительный отрицательный заряд по сравнению с тем, который они имели до взаимодействия. Это закономерный результат переноса заряда при образовании комплекса. Установлено также, что возможно взаимодействие молекул воды не [c.379]

Свойства кардовых полиарилатов существенно зависят от их химического строения. Аморфность или малая способность к кристаллизации полиарилатов с кардовыми группировками несимметричной формы (например, фталидная, аце-нафтеновая) объясняется статистическим характером поликонденсации и несимметричностью формы кардовых группировок, приводящих к их различному расположению по отношению к макромолекуле [21, 49-50]. Способности кардовых полиарилатов к кристаллизации способствуют симметричность кардовой группировки (флуореновая, антроновая), наличие в кардовых группировках (например, в антроновой) полярных групп и фупп, содержащих водородные атомы, способные к образованию водородных связей [полиарилаты имида фенолфталеина, 2-Р-гидро-ксиэтил-3,3-бис(4-гидроксифенил)фталимидииа]. Полиарилаты, содержащие кардовые группировки, как в бисфенольном, так и в кислотных фрагментах, обнаруживают явные признаки упорядочения. Отмечается также, что на способность к кристаллизации существенное влияние оказывает характер расположения кардовых групп по отношению к сложноэфирной связи. Так, если кристалличность политерефталата феиолантрона, синтезированного высокотемпературной поликонденсацией при 220 °С, после синтеза составляет 40%, то изомерный ему полиарилат гидрохинона и 9,9-бис(4-карбоксифенил)антрона-10 после синтеза в аналогичных условиях аморфен [33, 51]. [c.109]

Существенный вклад в распределение электронной плотности пептидной группы цвиттер-ионной формы (II) должен сказаться в увеличении отрицательного заряда на карбонильном кислороде (по сравнению с ацетоном), что и подтверждается результатами расчета интенсивностей ИК-полос поглощения (см. табл. П.З и II.6). Это полностью согласуется также с таким известным экспериментальным фактором, как предпочтительное протонирование амидов и пептидов по атому кислорода [41], а не азота, как это обычно имеет место. Амиды являются слабыми основаниями значения рКа, например, у ацетамида и N-метилацетамида составляют соответственно 0,35 и 1,0. В то же время они могут выступать и как слабъ е кислоты, рЕа кислотной диссоциации у формамида равно 17,2, а у ацетамида - 17,6 [42]. В соответствии с этим пептидная группа проявляет двойственную способность к образованию водородных связей, выступая одновременно в качестве акцептора протона (С=0) и его донора (N-H)-Образование водородных связей ведет к еще большей поляризации групп, [c.150]

Группы К фенольному гидроксилу водородный мостик смещается на два атома углерода, что, вероятно, объясняется большей кислотностью фенолов и тем, что фенольная гидроксильная группа зафиксирована в положении, благоприятствующем образованию водородной связи. Возрастание электронной плотности в ароматическом кольце в соединениях типа XIII в результате введения электронодонорных групп в пара-положение бензольного ядра также приводит к образованию водородных связей даже в гомологичных фенилпропа-ноловых производных [ 156 ]. [c.160]

Для водородных связей характерны следующие структурные и спектроскопические особенности [189] а) расстояния между соседними атомами, участвующими в водородной связи [X и V в уравнении (2.7)], значительно меньше суммы их вандерва-альсовых радиусов б) водородная связь увеличивает длину связи X—Н, что приводит к смещению соответствующей полосы валентного колебания в ИК-спектре в сторону более низких частот в) при образовании водородной связи полярность связи X—И возрастает, что приводит к повышению дипольного момента комплекса в сравнении с расчетными данными, полученными путем векторного сложения диполей К—X—И и V—К г) протоны, участвующие в водородных связях, характеризуются более низкой электронной плотностью, поэтому они дезэкра-нируются, что приводит к существенному смещению соответствующих резонансных сигналов в спектрах ЯМР Н в слабое поле д) для гетеромолекулярных водородных связей обнаружено смещение бренстедового кислотно-основного равновесия К—X—Н---У—Х ---Н—У —К вправо при повышении полярности растворителя (см. разд. 4.4.1 и соответствующий пример в недавно опубликованной работе [195]). [c.38]

Поскольку практически невозможно найти растворители, отличающиеся друг от друга только диэлектрической проницаемостью при равных кислотности и основности, расчеты по уравнению (4.10) обычно плохо согласуются с экспериментальными даннылми. Кроме того, сольватирующая способность и полярность растворителя определяются не только его диэлектрической проницаемостью. Помимо чисто электростатического кулоновского взаимодействия существуют другие типы специфического и неспецифического взаимодействия, в том числе ион-ди-польное, диполь-дипольное, образование водородных связей и ионных пар и т. д. К тому же модель, используемая для описания электростатического взаимодействия, не учитывает реальные форму и размеры конкретных ионов. Например, в отличие от карбоновых кислот константа кислотности пикриновой кислоты при переходе от этанола к воде возрастает только в 1500 раз (см. табл. 4.1). Это объясняется делокализацией отрицательного заряда аниона пикриновой кислоты по всей довольно большой молекуле, в результате чего энтальпия сольватации этого аниона значительно уступает энтальпии сольватации анионов карбоновых кислот. Это означает, что при повышении сольватирующей способности растворителя стабильность пикрата меняется в иной степени, чем у анионов карбоновых кислот, в которых отрицательный заряд в большей или меньшей степени локализован только на двух атомах кислорода. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология