Измерения дихроизма в инфракрасной области

Пробным камнем для обсужденной структуры кератина послужили спектроскопические измерения в инфракрасной области, в особенности измерения дихроизма. Было однозначно показано, что направления связей С = 0 и К—Н параллельны оси нерастянутого волокна, а это означает а-спиральную структуру молекул с внутренними водородными связями. При переходе к р-форме дихроизм меняет знак и связи оказываются перпендикулярными оси макромолекулы, как то и должно быть. Интересно, что измеренный вначале дихроизм N—Н и С=0 колебательных полос оказался относительно малым, если сравнивать белок с модельными пептидами. Это объясняется несовершенством кристаллов в белке и наличием аморфной части. Промывая кератин Н О, можно заменить только в пределах аморфных областей водород на дейтерий и тем самьш исключить поглощение и дихроизм аморфной части волокна, так как частота N—Н -колебаний сдвинута в 1,4 раза. Таким образом удается измерить дихроизм N—Н-колебаний в кристалле кератина. Он имеет нормальную величину порядка 5. [c.87]

ИЗМЕРЕНИЯ ДИХРОИЗМА В ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ [c.212]

Изменения конформации полипептидной цепи (а-спираль, /3-структура, статистический клубок) могут быть также определены с помощью инфракрасной спектроскопии. Характерные полосы амид I и амид II изменяют положение максимума в зависимости от конформации. Измерение дихроизма в инфракрасной области с помощью плоскополяризованного излучения дает возможность однозначно различить а-спираль и /3-структуру. [c.385]

Этих двух Примеров достаточно для того, чтобы показать, что метод кругового дихроизма свободен от многих недостатков спектроскопии в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра и может заменить методы спектроскопии, когда обычные спектрофотометрические измерения затруднены структурными особенностями изучаемых соединений или наличием других хромофоров. [c.252]

В качестве примера рассмотрим два случая применения метода кругового дихроизма. Первый касается восстановления карбонильной группы стероида до гидроксила (схема а ). Обычно в таких случаях применяется метод инфракрасной спектроскопии, но провести необходимый анализ реакционных смесей очень трудно, так как применяемые при этом растворители обычно не подходят. Измерения же кругового дихроизма можно проводить прямо на реакционной смеси, причем если это необходимо, то сразу после добавления растворителя [1]. Таким образом, можно избежать экстракции, и, кроме того, для кругового дихроизма область линейности между оптической плотностью и концентрацией намного больше, чем в случае инфракрасной спектрофотометрии. [c.251]

Хотя явление оптической активности известно давно [1], первыми спектральными методами, которые стали широко использоваться в органической химии, явились ультрафиолетовая и инфракрасная спектроскопия. Дисперсия оптического вращения и феноменологически родственный оптический круговой дихроизм только недавно привлекли внимание химиков и биохимиков и нашли широкое применение для решения аналитических, структурных и стереохимических проблем. Дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм (КД) — новые, очень важные физические методы, поскольку они помогают разобраться в широких аспектах, с которыми связаны многие области знания. Применение этих методов в современной науке очень велико и охватывает структурные и стереохимические проблемы в органической хилши (например, в химии природных соединений), конформационные проблемы в биохимии (спиральность белковых цепей), пространственные аспекты в неорганической химии и химии металлоорганических соединений (например, строение лигандов), а также такие фундаментальные проблемы, как обнаружение оптической активности в космическом пространстве (например, исследование метеоритов и т. д.). Эти оптические методы находятся в настоящее время в стадии развития, и исследование эффекта Коттона почти каждого прежде не изученного хромофора является важным вкладом в развитие стереохимии. Однако исследования в области ДОВ и КД встречают некоторые затруднения, из которых важно упомянуть два следующих. Первое — это технические трудности. В настоящее время возможны измерения в области 180—700 ммк, однако многие хромофоры поглощают ниже 180 ммк. Вторая, более существенная трудность даже когда с помощью имеющихся приборов удается исследовать оптически активный хромофор, иногда нелегко сделать структурные и стереохимические выводы из-за отсутствия теоретических обоснований (например, эффект Коттона, вызываемый п л -переходом в а,р-ненасыщенных кетонах). Отсюда вытекает настоятельная необходимость более [c.101]

Ориентация структурных элементов полимеров при их деформации приводит к возникновению явления инфракрасного дихроизма, количественно характеризуемого отношением оптических плотностей В полосы поглощения, измеренных при поляризации излучения вдоль и поперек выбранного направления в кристалле. Поскольку поглощение в ИК-области связано с колебаниями тех или иных химических связей, измерение показателя Л является тонким способом экспериментального исследования ориентации химических связей в полимерной молекуле относительно направления вытяжки [c.178]

Линейные цианидные комплексы [Ад(СМ)2] , [Аи(СМ)21" и Нд(СМ)2 были недавно подробно исследованы Джонсом [96, 97, 99, 101—103, 106]. В некоторых из этих работ использованы измерения дихроизма поглощения в инфракрасной области для определения ориентации комплексных ионов в кристалле. При этом подтверждена ориентация линейных ионов [МСАдСМ]" относительно кристаллографических осей кристалла калиевой соли, известная ранее из рентгеноструктурного исследования, и определена ориентация линейного иона в К[Аи(СМ)2]. [c.309]

Если деформация захватывает различные уровни структурной организации кристаллического полимера, то кроме поворотов и смещений упорядоченных структурных образований происходит ориентация молекулярных цепей, не входящих в кристаллические области. Этот эффект можно исследовать методами измерения дихроизма в видимом или инфракрасном свете или по широкоугловой дифракции рентгеновских лучей Оба метода дают в сущности эквивалентную информацию. Необходимо отметить, что в растянутых монофиламент-ных нитях полиэтилена степень ориентации оси с в кристаллах существенно превосходит степень ориентации цепей в аморфных областях так как даже при очень совершенной ориентации кристаллов в аморфных областях сохраняется известное разупорядочение. По-видимому, этот факт имеет принципиальное значение для анализа прочностных свойств высокоориентированных полимеров [c.178]

К сояхаленню, с помощью инфракрасной спектроскопии не удается исс.чедовать самый интересный объект — растворимые глобулярные белкн. Во-нервых, мешает сам растворитель — вода, имеющий мощное поглощение в широкой области спектра. Во-вторых, мы лишены возможности создать хорошо ориентированный образец, а без измерения дихроизма невозможно получить надежную информацию о структуре упорядоченных областей белка. [c.67]

Измерения спектров в поляризованном инфракрасном излучении являются прямым методом распознавания вытянутой и свернутой форм волокнистых белков, причем признаки их точно те л< е, что и в случае синтетических полипептидов (см. выше). Классический опыт Астбери по вытягиванию волоса, нагретого паром, показал, что дифракционная картина рентгеновских лучей изменяется при этом от вида, характерного для свернутой формы, до вида, характерного для вытянутой формы. Методом инфракрасной спектроскопии с поляризованным излучением это было подтверждено по величине дихроизма пептидных полос, причем измерения велись с целым волосом в области обертонов [95, и с его срезом — в области фундаментальных частот [96]. Этими опытами было показано также, что ни одна из этих двух форм не является полностью а- или полностью Р-формой. Поскольку рентгенография показывает, по-видимому, что каждая из этих последних люжет быть получена в чистом виде, то следует предположить зависихюсть результатов инфракрасной спектроскопии от того факта, что какая-то часть образца не имеет достаточно четкой кристаллической структуры, т. е. не дает и соответствуюш,его отражения рентгеновских лучей. [c.320]

НИЯ кристаллических полимеров. При использовании этого метода полностью сохраняют силу все преимущества и недостатки измерений в твердой фазе для определения микроструктуры. Ориентационные двулучепреломления стереорегулярных и атактических полимеров значительно различаются между собой вследствие различного влияния ориентации на кристаллические и аморфные области. Цветков показал [56—58], что в благоприятных случаях этот метод более чувствителен к присутствию небольшой доли кристаллической фазы, чем рентгенографический. Таким образом, коэффициент фотоэластичности может служить относительной мерой стереорегулярности. Кроме того, таким путем можно определить приблизительное значение сегментальной анизотропии — 2. С гораздо большей точностью эта величина может быть определена в растворе изучением двойного лучепреломления в потоке. Наконец, инфракрасные спектры дают значительную информацию о тонких деталях молекулярной структуры на малых отрезках молекул. Этот метод был одним из первых, использованных Натта [59] для того, чтобы продемонстрировать различия между стереорегулярнымн и атактическими полимерами. Основное препятствие в использовании этого метода состоит в том, что предварительно необходимо знать, к колебаниям каких связей относятся наблюдаемые полосы поглощения. Для идентификации полос чрезвычайно полезным оказалось дейтерирование образцов [60]. Соотношение оптических плотностей при двух длинах волн было использовано для полуколичественной оценки стереорегулярности нолиметилметакрилата [61], полиметакрилового ангидрида [62], полипропилена [59, 64] и поливинилхлорида [65, 66]. Для получения более детальной информации необходимо воспользоваться соотношением дихроизма полос поглощения, на что указал Готлиб [67]. Волчек и Роберман [68] использовали поляризованное излучение для определения микротактичности полипропилена. Дальнейшие детали можно найти в главе по инфракрасным спектрам . [c.20]

Вклад аморфных областей (1 Х,,) /аАа может быть получен вычитанием из суммарного значения двойного лучепреломления вклада кристаллических областей и двойного лучепреломления формы. Зная которое может быть вычислено по поляризуемости связей, можно определить /д. Подобные результаты для полиэтилена низкой плотности приведены на рис. 80 [29]. Кривые на этом рисунке рассчитаны на основании двух различных допущений для вычисления Аа — двойного лучепреломления идеально ориентированного аморфного материала. Верхняя кривая вычислена Банном и Добини при допущении, что А и Ак равны между собой в другом случае расчет был произведен Денбигом по значениям поляризуемостей связей, полученных при измерениях в газах. Очевидно, что аморфные области ориентируются при сильных растяжениях, но в меньшей степени, чем кристаллические. Интересно отметить, что направление ориентации аморфных областей имеет отрицательный знак при небольших значениях удлинения. Это согласуется с полученными независимо данными по инфракрасному дихроизму и указывает на то, что в исходной структуре кристаллические и аморфные области имели взаимно перпендикулярную ориентацию. Следовательно, процесс ориентации вначале сводится к ориентации некоторой надструктуры, включающей как аморфные, так и кристаллические области. [c.149]

Оптически активные 7,8-дигидропорфирины, которые являются производными хлорофилла и известны под названием хлоринов, в течение длительного времени были объектом интенсивных исследований методами спектроскопии, в частности абсорбционной спектроскопии в видимой [2а, г] и инфракрасной [2а, в] областях, а недавно и методами ядерного магнитного резонанса [2а — в] и масс-спектрометрии [2д, е[. Дисперсия оптического вращения и круговой дихроизм до сих пор не применялись для изучения молекулярной структуры хлоринов, хотя за последние годы был опубликован ряд статей, посвященных измерениям ДОВ и КД родственных соединений, в частности работы Ке и Миллера [3] о ДОВ и КД хлорофилла, Эйххорна [4] о биологически активных металлопорфиринах. Грея, Джонса, Клайна и Никольсона [5[ и Московица [6] [c.348]