Водородная связь в органической химии

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, с чем вы встретитесь при изучении органической химии. Там также познакомитесь и с внутримолекулярной водородной связью. [c.107]

Водородные связи в значительной мере определяют структуру белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а потому играют важную роль в химии жизненных процессов. Подробно с этим вы познакомитесь при изучении органической химии и молекулярной биологии. [c.102]

Прежде всего она показывает, что группа состоит из двух непосредственно связанных между собой атомных группировок, имеющих диаметрально противоположные склонности к взаимодействию с электро-ном, - сильного электроноакцептора (С СО-) и сильного электронодонора (С НК-). Такое строение пептидной группы позволяет предположить большие возможности в изменении ее свойств под действием внутримолекулярных и межмолекулярных факторов, влияющих на донорно-акцептор-ные способности фрагментов. Наиболее чувствительной в этом случае оказывается центральная пептидная связь. Предположение подтверждается качественным рассмотрением электронного строения группы. Она обладает п-электронной системой и подвижными неподеленными парами электронов атомов N и О, а также может образовывать водородные связи, выступая при этом как донор и как акцептор протонов. Атомы пептидной группы имеют существенно разную электроотрицательность и заметно отличаются по величине и знаку парциальных зарядов. Если оставаться в границах понятий и представлений, сложившихся в органической химии, то можно сказать, что строение и свойства этой небольшой совокупности атомов обусловлены действием практически всех известных электронных эффектов делокализацией л-электронов, индуктивным влиянием, смещением неподеленных пар электронов и изменением гибридизации атомов, гиперконъюгационным эффектом, полярным влиянием, образованием водородных связей, диполь-дипольными и донорно-акцеп-торными взаимодействиями. В отличие от других классов органических соединений, свойства которых, как правило, находят удовлетворительное объяснение в доминирующем влиянии одного-двух из отмеченных эффектов, в пептидах и амидах все они играют важную роль и находятся в неразрывной взаимосвязи. Само их разделение по отношению к пептидной группе выглядит условным. Она как никакая другая группа представляет собой целостную систему и требует независимого рассмотрения. [c.130]

В органической химии примером соединений с водородными связями могут служить карбоновые кислоты К—СООН. Как в газовой, так и в жидкой фазах они существуют, как правило, в виде димеров, образованных за счет водородных связей [c.358]

Водородная связь играет большую роль в химии органических соединений, полимеров, белков. Вследствие их незначительной прочности водородные связи легко возникают и легко разрываются при обычной температуре, что весьма существенно для биологических процессов. Предполагают, что водородная связь играет большую роль в механизме наследственности действие памяти связывают с хранением информации в молекулярных конфигурациях с водородными связями. [c.93]

Большое значение водородные связи имеют в химии органических соединений, полимерах, белках. Особая роль воды в живой природе, протекание многих биохимических процессов также во многом объясняются существованием водородных связей. [c.76]

При изучении органической химии возникал и такой вопрос почему у спиртов температуры кипения гораздо выще, чем у соответствующих углеводородов Оказывается, между молекулами спиртов тоже происходит химическое взаимодействие с возникновением водородных связей [c.75]

Водородная связь в органической химии [c.471]

Водородная связь играет важную роль в неорганической и органической химии. Ее универсальность связана с распространенностью в природе воды и соединений со связями 0 Н. Низкая энергия водородной связи, способность легко разрушаться и восстанавливаться при комнатной температуре вместе с ее огромной распространенностью обусловливает значение водородной связи в биологических системах. Упорядоченное расположение полипептидных цепей в структуре белка, поперечные связи в структуре целлюлозы и в двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) объясняются наличием водородной связи. Кроме того, доказано образование водородной связи на некоторых стадиях почти всех биохимических процессов. [c.103]

Водородная связь играет большую роль в химии органических соединений, полимеров, белков. Вследствие непрочности водородные связи легко возникают и легко разрываются при обычной температуре, что весьма существенно для биологических процессов. [c.107]

Большое разнообразие органических реакций обусловливает наличие множества самых различных механизмов, которых мы здесь коснулись лишь вкратце. С попытками понять механизмы органических реакций тесно связаны представления о резонансе и о водородной связи. Эти представления также чрезвычайно важны для понимания многих более простых проблем органической химии, и поэтому в следующих разделах мы кратко обсудим их. [c.470]

Углерод является уникальным элементом по числу образуемых им соединений. Своему замечательному единству и многообразию химия соединений углерода, которую исторически определяют как органическую химию, обязана удивительной устойчивости простой углерод-углеродной связи. Насыщенные углеводороды, состоящие только из углеродных и водородных атомов, связанных между собой простыми ковалентными связями, лежат в основе структуры многих органических соединений, и можно построить, по-видимому, бесчисленное множество углеродных цепей и колец разнообразнейшей длины и формы. Родовое название ациклических насыщенных, линейных или разветвленных, углеводородов — алканы, а циклических насыщенных углеводородов, в которых атомы углерода образуют одно или более колец,— циклоалканы. [c.56]

Очередной том серии по наиболее актуальным вопросам органической химии. Он включает три обзорные статьи, в которых освещены следующие вопросы применение полярных апро-тонных растворителей в органической химии химии циклических дитерпеноидов определение внутримолекулярных водородных связей методом инфракрасной спектроскопии. [c.4]

В настоящей главе мы сначала рассмотрим химию аминокислот, а затем кратко обсудим получаемые из них белки. Наша главная цель при этом состоит в том, чтобы показать, каким образом выводятся структуры этих невероятно сложных молекул, и продемонстрировать, что в конце концов химия белков основана на тех же принципах органической структурной теории на представлениях об углах и длинах связей, величине и размерах групп, водородных связях, резонансе, кислотности и основности, оптической активности, конфигурации и конформации. [c.1037]

Как и при разделении на ранее описанных полимерных ХНФ, механизм хирального распознавания в данной системе является сложным и до конца не выяснен. Однако основные причины удерживания сорбата были выявлены в ходе систематических исследований влияния его структуры и состава подвижной фазы на коэффициент емкости. Во многих отношениях альбумин-силикагелевый сорбент ведет себя подобно обращенно-фазовым материалам на основе алкилированного силикагеля. Спирты, преимущественно пропанол-1, помогают регулировать время удерживания, поскольку вызывают его быстрое уменьшение вследствие ослабления гидрофобных взаимодействий с сорбентом. Оптимизировать состав подвижной фазы можно, варьируя тремя основными параметрами, а именно pH, ионной силой и органическим растворителем-модификатором [90]. Вероятно, в любой хроматографической системе одновременно наблюдается влияние диполь-ионных и гидрофобных взаимодействий. Кроме того, возможно образование водородных связей и комплексов с переносом заряда. Большое влияние свойств подвижной фазы на значения к разделяемых энантиомеров можно объяснить зависимостью свойств белков от распределения заряда и его конформации. БСА состоит как минимум из 581 остатка аминокислот, связанных в единую цепь (мол. масса 6,6-10 ), и его надмолекулярная структура в значительной мере определяется присутствием в молекуле 17 дисульфидных мостиков. При рН7,0 полный заряд молекулы равен - 18, а изоэлектрическая точка равна 4,7. Как это хорошо известно из химии ферментов, смена растворителя способна вызывать изменения в структуре связывающего центра белка в результате изменения его заряда и конформации. [c.133]

Внутримолекулярная водородная связь, (См. разд. 4.9 и 4.10.) В органической химии водородная связь чаще всего встречается между кислотными группами ОН и NH и основными центрами, такими, как эфирный или карбонильный кислородные атомы, атомы азота и я-электронные системы. Внутримолекулярная водородная связь возникает в том случае, когда кислотная и основная группы, расположенные в одной и той же молекуле, могут приблизиться на расстояние длины водородной связи для связи О — Н - - О максимально [c.151]

Сергеев И. Д., Минкин В. И., Луцкий А. E., Внутримолекулярная водородная связь и реакционная способность органических соединений , Усп. хим., 39. 380 (1970). [c.339]

ИК-спектроскопия в органической химии используется для идентификации и установления строения соединений, изучения внутри- и межмолекулярных взаимодействий (водородные связи), кинетического контроля реакций н пр. [c.505]

Хемосорбционные связи образуются также за счет акцепторно-донорного взаимодействия, если адсорбируемые молекулы содержат атомы с неподеленной парой электронов. Так хемосорбируются соединения, содержащие карбонильную группу, и другие органические соединения, содержащие атомы О, 8, N. В химии поверхностных соединений в настоящее время широко используют представления, развитые в теории комплексных соединений. Это позволяет описать свойства относительно слабых хемосорбционных связей (вплоть до водородных связей), играющих в ряде случаев заметную роль в катализе. [c.16]

Свободный пиррол в отличие от тиофена мало устойчив, так как имеет высокую склонность к окислению и осмолению. Это связарю с невысокой стабильностью ароматических я-орбиталей, с очень большой электронной шютностью в циюш, в результате чего пиррол и его алкил, ОН- и ЫНг-производные можно отнести к электронно-избыточным я-системам, аналогично циклопентадиенил-аниону С Н . По этой причине все реакции электрофильного замещения Н-атома в пирроле проводятся в тех же мягких условиях, что и с фураном. Пиррол заметно структурирован за счет водородных связей, имеет высокую = 130 °С и слабо растворим в воде (массовая доля 5%). В органической химии, особенно в химии порфиринов, широко используются простые и сложные (макроциклические) производные пиррола. [c.684]

Название книги Влияние растворителя на скорость и механизм химических реакций у представителей различных специальностей вызывает разные ассоциации. Физикохимик вспомнит о влиянии растворителя на характер зависимости скорости реакций от диэлектрической проницаемости, вязкости, внутреннего или внешнего давления. Специалист по физической органической химии задумается о таких свойствах растворителя, как кислотность, основность, способность к образованию водородных связей, электроотрицательность и способность к сольватации, а также о связи структурных эффектов со свойствами растворителя. Для химика-органика, в строгом смысле слова, растворитель — это просто среда, в которой образуются интересующие его продукты, а интересует его прежде всего растворимость реагентов и продуктов в этой среде. При выборе растворителя химик-органик может руководствоваться тем, насколько легко можно за разумное время получить относительно чистый продукт методом экстракции или иных процедур. [c.7]

Основным объектом изучения в химии координационных соединений являются ионы и молекулы, состоящие из центральной частицы и координированных вокруг нее лигандов (аддендов). Строго говоря, понятие комплексные соединения шире, чем понятие координационные соединения . Оно включает в себя также молекулярные комплексы, в которых невозможно указать центр координации, а также соединения включения. Тем не менее, координационные соединения часто называют просто комплексами, и мы тоже будем следовать этой традиции. Как правило, центральной частицей ( ядром координации) является катион металла или оксокатион типа 1)022+, д лигандами могут быть ионы либо молекулы неорганической, органической или элементоргани-ческой природы. Друг с другом лиганды либо не связаны и взаимно отталкиваются, либо соединены силами межмолекулярного притяжения типа водородной связи. Совокупность непосредственно связанных с ядром лигандов называют внутренней координационной сферой. [c.11]

К электростатическим связям относят и связи между полярными молекулами. Типичным примером являются водородные связи (водородные мостики), которые встречаются в воде, спиртах, карбоновых кислотах, аминах, амидах и т. д. При этом не-сушие положительный заряд атомы водорода одной молекулы притягиваются к несущим отрицательный заряд атомам кислорода или азота другой молекулы. В качестве примера на рис. 7 показаны водородные связи в воде и карбоновых кислотах. Водородные связи изображают обычно точками. Эти связи могут быть и внутримолекулярными. Они играют важную роль в органической химии и биохимии, оказывая влияние на простран- [c.51]

В органической химии особое значение имеют так называемые СН-кислоты, в которых атом водорода связан с атомом углерода. Кислотность такого атома водорода увеличивается при подходящем замещении у атома углерода. Так, кислотность водородных атомов в метане чрезвычайно мала, но она возрастает на много порядков, если заменить один из атомов водорода в молекуле метана на группу, способную поляризовать связь С—Н (—/-эффект) и сопрягаться со свободной электронной парой, остающейся на атоме углерода после отщепления рассматриваемого протона. Такими активирующими группами являются, например, карбонил, нитрогруппа, нит-рильная или алкилоксикарбонильная (— OOR). Сопряжение свободной электронной пары с соответствующей группой делает возможным образование я-связи у рассматриваемого ато- [c.113]

Химия координационных соединений является частью неорганической химии, охватывающей как чисто неорганические соединения, так и соединения, содержащие лиганды органической природы. Лиганды, как правило, не связаны друг с другом и между ними действуют силы отталкивания. Между лигандами могут возникать силы межмолекулярного притяжения типа водородной связи. С центральным атомом лиганды могут быть связаны дву центровыми а-, тг- и 8-связями и многоцентровыми связями. При двуцентровых связях ядро— лиганд можно указать атомы лиганда, через которые связь осуществляется. Обычно эти атомы называют донорными. [c.4]

В процессе изучення альдегидов и карбоновых кислот следует обобщить сведения о функциональной группе (понятие дополнилось альдегидной и карбоксильной группами), водородной связи (понятие углубляется), взаимном влиянии атомов в молекулах (расщиряется объем понятия), зависимости свойств от строения альдегидов и кислот. В связи с тем, что при изучении неорганической химии у учащихся сформировано понятие кислота , то необходимо установить, в чем сходство и особенно отличие органических карбоновых кислот от минеральных. [c.197]

Начавшееся физическое изучение белковых молекул со временем приобретает исключительно важное значение. Физика привнесла в эту область строгость и глубину своих воззрений и концепций, количественные теоретические и экспериментальные методы. Квантовая механика, работы В. -Кеезома (19 6 г.), Д. Дебая (1920 г.), В. Гейглера и Ф. Лондона (1928 г.), Ф. Хунда (1928 г.), Э. Хюккеля (1930 г.), Дж. Леннарда-Джонса (1931 г.), Л. Полинга (1936 г.) и многих других физиков подвели черту под развитием классической органической химии и заложили основы современной теоретической химии (квантовой механики молекул или квантовой химии). Они показали, что помимо валентных взаимодействий атомов существуют и могут оказывать заметное влияние на химическое поведение и формообразование молекул, особенно макромолекул, ранее не принимавшиеся во. внимание невалентные взаимодействия атомов (дисперсионные, электростатические, торсионные, водородные связи). Для познания белков, чувствительных к внешним условиям, использование физических и физико-химических методов, гарантирующих, как правило, не только химическую, но и пространственную целостность молекул, имело важное, часто определяющее значение на всех этапах исследования белков от выделения и очистки до установления пространственной структуры и выяснения механизмов функционирования. [c.66]

О и вакантной орбитали акцептора А (см. также разд. 2.2.6). Такой подход к определению понятий кислота и основание был расширен Пирсоном, который разбил льюисовы кислоты и основания на две группы — жесткие и мягкие в зависимости от их электроотрицательности и поляризуемости (принцип жестких и мягких кислот и оснований концепция ЖМКО) [66, 67]. Жесткие кислоты (например, Н , Ь1 , Ыа , ВРз, А1С1з, доноры водородных связей НХ) и жесткие основания (например, Р , С1 , НО , КО , НгО, КОН, КгО, ЫНз) обычно построены из сильно электроотрицательных и обычно слабополяризуемых небольших атомов. Мягкие кислоты (например, Ад , Нд , Ь, 1,3,5-тринитробензол, тетрацианэтилен) и мягкие основания (например, Н , I , К , КЗ , КЗН, КгЗ, алкены, СеНе) обычно содержат большие атомы, обладают слабой электроотрицательностью и, как правило, легко поляризуются. Такое разделение позволяет прийти к простому правилу, устанавливающему устойчивость комплексов кислота Льюиса — основание Льюиса жесткие кислоты предпочтительно связываются с жесткими основаниями, а мягкие кислоты — с мягкими основаниями [66, 67]. Это правило (концепция ЖМКО) качественно хорошо описывает большое число химических явлений и широко используется в органической химии [66—70] (критику концепции ЖМКО см. в работах [71, 72]). Недавно Пирсон опубликовал [c.110]

Мочевина хорошо растворяется в воде, так как имеет по меньшей мере 8 центров сольватации, с которыми Н2О образует водородные связи. При этом она благоприятствует растворимости в воде многих органических и неорганических соединений, широко применяется в химии полимеров и других веществ как сольюбилизирующее (способствующее растворимости и набуханию) средство. [c.624]

Как известно, растворимость многих биополимеров уменьшается в присутствии больших количеств неорганических солей. На этом свойстве основано, например, широко распространенное в химии белка фракционированное осаждение сульфатом аммония. Этот реагент может служить осадителем и для полисахаридов. Примером служит фракционирование с помощью сульфата аммония смеси полисахаридов, извлекаемых водой из ячменной муки . Фракционирование полисахаридов растворами солей используется не очень часто, хотя является, по-видимому, довольно перспективным, ибо соли, ныгывакщие разрыв межмолекулярных водородных связей, должны вызывать меньшее соосаждение, чем органические растворители. [c.484]

Хотя в последние годы методы сравнительного расчета довольно- широко используются, все же до сих пор их применяют немногие исследователи и то для единичных свойств. Здесь стоит отметить, что большинство статей, особенно по органической химии, содержит лишь опытный материал во многих работах авторы ограничиваются качественной констатацией (больше — меньше) полученных результатов в сравнительно небольшом числе публикаций даны физические мотивировки результатов исследования. Так, например, можно встретить указания на то, что температура дегидратации данного вещества меньше, чем другого, подобного ему, так как первое содержит ион большего размера, или, например, утверждение, что теплота гидратации меньше, так как меньше энергия водородной связи, или констатируется уменьшение температуры плавления как результат увеличения степени ковалентности связи, или обсуждается влияние поляризуемости и т. д. и т. п. Методы сравнительного расчета во многих этих и подобных им случаях позволили бы придать установленным закономерностям иолуколичественный, а зачастую и количественный характер. [c.388]

Химические сдвиги при водородной связи. Уже в самом начале применения ЯМР в химии было обнаружено, что образование Н-связи ведет к появлению больших химических сдвигов. Роль Н-связи в этом явлении была быстро выявлена благодаря тому, что в числе первых наблюдений химических сдвигов в спектрах ЯМР органических молекул оказались сдвиги в спектре этанола, которые легко поддаются интерпретации. Особенностью спектра этанола является высокая чувствительность положения резонансного сигнала протона ОН-группы к изменениям температуры [1562]. Лиддел и Рамзи [1230] объяснили причину такого необычного поведения, правильно приписав его влиянию температуры на образование Н-связи. На основе этой интерпретации Лиддел и Рамзи предсказали, что при растворении этанола в инертном растворителе должен наблюдаться такой же сдвиг, что и при повышении температуры. Существование такого концентрационного эффекта было немедленно подтверждено в первой работе Арнольда и Паккарда [631 их сообщение было опубликовано на той же странице журнала, что и заметка Лиддела и Рамзи. [c.128]

Смещение полос в электронных спектрах поглощения при образовании водородной связи. Нет ничего удивительного в том, что влияние Н-связи на частоту поглощения было впервые замечено для органических красителей. Изменения в окраске красителей, в силу особенностей своего строения поглощающих в видимой области, являются легко наблюдаемым спектральным эффектом. Стремление контролировать цвет красителей побудило выяснить причину таких изменений. К числу ранних исследований действия Н-связи на электронные переходы относится работа Докунихина, который предположил, что на цвет индиго влияет образование внутримолекулярных Н-связей [529]. В дальнейшем Гилл и Стоунхилл изучали окраску индиго и производных индантрона в различных растворителях. Они пришли к выводу, что Н-связь имеет важное значение в химии красителей [c.139]

Научные исследования относятся преимушественно к органической химии. Предложил (1891) формулу камфары, близкую к современной. Исследовал ряд диазосоединений. Принимал участие (1899—1900) в разработке координационной теории и теории парциальных валентностей. В частности, выдвинул теорию мезогид-рии — предшественницу теории водородной связи, согласно которой атом водорода, находясь вблизи двух многовалентных элементов, может делить свою валентность между ними. Изучал состав сицилийской нефти, калийных солей. Создал (1908) криостат оригинальной конструкции. [641 [c.371]