Моделирование природных соединений

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.690]

Принцип моделирования природных соединений положен также в основу синтеза эфиров различных карбоновых кислот, проявляющих активность ювенильных гормонов [16]. [c.690]

Метод моделирования природных соединений при поиске пестицидов дает хорошие результаты, однако ои весьма трудоемок, так как требует синтеза и изучения достаточно большого числа соединений. [c.691]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИИ [c.690]

В настоящей главе будут рассмотрены биоорганические соединения являющиеся исходным материалом для образования нефтяных углеводородов. Будут приведены результаты лабораторных опытов по моделированию природных процессов нефтеобразования и обсуждены возможные механизмы протекающих при этом реакций. Кроме того, будут приведены современные представления о преобразовании органических молекул в условиях диа- и катагенеза, а также рассмотрены реакции и обсуждены важнейшие этапы этих преобразований. [c.179]

Какие же инструменты нужны для проведения исследований с помощью биоорганических моделей Подходы, принятые в органической и физической органической химии, уже сами по себе обеспечивают наилучшие возможности построения моделей, т. е. моделирования молекулярных событий, которые составляют основу жизнедеятельности. Весьма значительное направление классической органической химии посвящено природным соединениям. Химия природных соединений дала очень много сведений, оказавшихся полезными при обнаружении и описании специфических молекулярных процессов в живых системах. Достаточно вспомнить, например, об антибиотиках, некоторых алкалоидах, [c.14]

Сообщалось об определенном успехе, достигнутом заменой рутениевого сенсибилизатора металлопорфиринами, которые имеют преимущество с точки зрения коммерческой эксплуатации. Особенно многообещающим представляется водорастворимый цинк-порфирин, дающий квантовый выход выделения Ог до 0,5. Еще большим успехом, чем даже производство кислорода, явилось бы соединение восстановительной и окислительной систем так, чтобы не требовались расходуемые соединения. Следует напомнить, что природный фотосинтетический процесс (разд. 8.3) достигает такого сопряжения путем использования общей окислительно-восстановительной цепи, действующей между двумя фотосистемами. Попытки моделирования этих процессов в лабораторных условиях обычно терпят неудачу из-за необходимости обеспечить кинетическую избирательность между желаемой прямой реакцией и конкурирующей обратной реакцией. Среди предложений по преодолению этих трудностей есть такие, которые включают упорядоченные структуры типа мицелл, созданных из сотен молекул поверхностно-активных веществ, и разделение двух реакций в пространстве, например с помощью мембран, пропускающих частицы не крупнее электронов и протонов. [c.271]

Широкое применение находит в ней лабораторное и численное моделирование химических процессов в геосферах. Лабораторное моделирование позволяет выявить механизмы превращений отдельных соединений или групп соединений под действием как природных, так и антропогенных факторов. Численное моделирование имеет целью получение сценариев возможных изменений в окружающей среде на разных уровнях - от локального до глобального. Развитие и совершенствование таких сценариев должны давать исходный материал для разработки научно обоснованной стратегии охраны среды обитания и биосферы в целом от непреднамеренных нарушений химических равновесий под влиянием человеческой деятельности. [c.6]

В производственных процессах, связанных с выделением ионизируемых органических веществ природного происхождения, влияние перечисленных особенностей осложняется тем, что растворы, из которых происходит выделение целевого продукта, содержат большое количество других органических соединений как ионогенного, так и неионогенного характера, в том числе близких по структуре и химическим свойствам целевому продукту и неиндифферентных по отношению к иониту. Взаимодействие этих веществ, а также минеральных солей с ионитами часто существенно влияет на эффективность процессов сорбции и десорбции целевых продуктов и весьма затрудняет, вследствие непостоянства качественного и количественного состава этих примесей, математическое моделирование процессов. [c.199]

Очевидно, что только сочетание двух указанных подходов может обеспечить успешное решение проблемы моделирования ферментативных систем. Именно такое сочетание двух подходов позволило советским исследователям создать модель, имитирующую ферментативную систему фиксации азота. Авторы использовали, с одной стороны, данные по комплексам с азотом и фиксации атмосферного азота комплексными соединениями титана, а с другой — сведения о составе природных катализаторов фиксации азота. В созданную ими модельную систему, как и в ферменты, катализирующие этот процесс, в качестве активного [c.262]

Химики-органики основное внимание уделяли изучению реакционной способности фенольных соединений (этерификация, электрофильное и радикальное замещение и т. д.), идентификации и встречному синтезу природных фенолов, что в значительной степени было обусловлено исключительно важной физиологической ролью и большим разнообразием природных фенольных соединений. Многие исследования в области синтеза фенолов были связаны также с моделированием отдельных процессов обмена этих соединений в живых организмах. [c.5]

Из 102 элементов периодической системы в живых организмах обнаружено не менее 60. Многие из них относятся к металлам и встречаются в живых клетках в виде разнообразных комплексных соединений. Уже давно стало ясно, что металлы, даже встречающиеся в живых тканях в крайне низких концентрациях (так называемые микроэлементы), и их комплексы — это не случайные примеси, а биологически важные компоненты клетки. Множество патологических нарушений, связанных с недостаточностью в клетке железа, меди, цинка, марганца, молибдена, кобальта, не говоря уже о более распространенных в живых тканях металлах кальции, магнии и др., имеют большое значение для биохимии животных и растений, а также для прикладных областей. Исследования биохимических процессов, в которых участвуют ионы металлов, представляют сравнительно новую, но уже вполне определившуюся и быстро развивающуюся область науки, называемую бионеорганической химией. К ней относится также и моделирование структурных и функциональных параметров природных комплексов металлов. Несмотря на значительные различия выполняемых физиологических функций, типов катализируемых реакций и структур реакционных центров, ферменты, являющиеся предметом исследования в бионеорганической химии, объединяет одна особенность— участие ионов металлов или в самом каталитическом акте, или в поддержании третичной или четвертичной структуры белка, необходимой для оптимального функционирования фермента. Это определяет известную общность подходов к изучению ферментов указанной группы и выбор некоторых методов исследования, заимствованных, с одной стороны, из арсенала энзимологии, а с другой - из химии координационных соединений. [c.5]

Третья глава написана двумя авторами. Разд. 3, А посвящен функциональности ферментов и ферментоподобных соединений. Исключительно высокая эффективность природных ферментов, естественно, наталкивает исследователей на мысль об их использовании в полимерных системах. Первым шагом в этом направлении представляется введение ферментов в синтетические полимеры и моделирование ферментативного действия созданием высокоспецифических активных центров захвата в полимерных структурах (разд. 3,Б). В этой области уже имеются значительные достижения. [c.7]

В значительной части статей рассматриваются электрохимические процессы, вопросы электролиза, электроосаждения металлов, коррозии, амперометрического титрования. Ряд работ посвящен органическому синтезу, полимерным материалам, технологии неорганических веществ (пиролиз природного газа, жидкофазное окисление органических соединений, синтез эпоксидных смол, структурирование каучука, окисление аммиака и др.). В сборнике освещаются также вопросы моделирования коксовых печей, теории барботажа и др. [c.2]

Направление научных исследований расчет молекулярных орбит электронная корреляция применение квантовой механики к изучению проблем в области валентности, спектроскопии и межмолекулярных сил ИК-спектры и ЯМР высокого разрешения кинетика и механизм неорганических окислительно-восстановительных реакций реакционная способность связи углерод — металл амиды металлов и неметаллов кинетика реакций в газовой фазе, реакций гидрирования и полимеризации неорганические полимеры органические соединения бора, фосфора, кремния, германия, олова влияние у-излучения на металлорганические соединения калориметрия металлорганических соединений рентгеноструктурный анализ природных веществ химия производных ацетилена, алкалоидов, терпенов и стероидов биосинтез метаболитов плесени моделирование системы энзимов. [c.273]

Следующий этап моделирования биокатализаторов в исследованиях Л. А. Николаева с сотрудниками состоял в создании моделей дегидраз, т. е. таких катализаторов, которые, будучи более простыми, чем природные, выполняли бы функции ферментов класса дегидраз. Было получено несколько моделей дегидраз, состоящих из красителей (метиленовая синяя, индиго-кармин), адсорбированных не на белках, а на целлюлозе или крахмале. Такие системы ускоряют окисление сероводорода, аскорбиновой кислоты, метола и других веществ. Было обнаружено также, что и простые амины и аминосоединения, например имидазол, метионин, этаноламин, тиозинамин и другие, обладают способностью ускорять перенос водорода от аскорбиновой кислоты к красителям. В этом смысле они являются моделями анаэробных дегидраз [311]. В то же время было показано, что комплексные соединения металлов могут активироваться при адсорбции на неспецифических белках так получаются модели ферментов, содержащие вместо нормальной активной группы и белкового носителя более или менее деятельные заменители . [c.136]

Фотохимики и фотобиологи настойчиво ищут искусственные системы, способные расщеплять воду за счет солнечной энергии. В синтетические мембраны, приготовленные из липосом, можно встраивать пигменты, белки и другие молекулы, способные поглощать свет и осуществлять транспорт электронов. Специально синтезируются различные соединения марганца и исследуется их способность катализировать разложение воды. Изготовлены различные полупроводниковые катализаторы, содержащие рутений и (или) титан и способные при освещении выделять молекулярный кислород из воды. Исследуются также искусственные системы, способные к фотовосстановлению СОг с образованием муравьиной кислоты и метилового спирта. Ферредоксин, используемый для моделирования системы хлоропластной мембраны, в присутствии гидрогеназы и платины может восстанавливаться на свету с образованием молекулярного водорода из воды. Преимущество подобных искусственных систем по сравнению с природными системами фотосинтеза состоит в том, что их можно оптимизировать, добиваясь максимальной эффективности фотосинтеза, которая в данном случае не лимитируется физиологическими свойствами и потребностями целого растения. [c.120]

Весьма перспективным направлением для создания высокоактивных пестицидов является принцип моделирования природных соединений. Классическим примером такого моделирования служит синтез современных пиретроидов. Следует отметить, что этот метод достаточно сложен. Так, для создания синтетических пиретроидов потребовалось около 25 лет интенсивной работы сотрудников лаборатории английского исследователя Эллиота. Эти работы продолжаются и в настоящее время, о чем свидетельствуют многочисленные патенты. Следует отметить, что предлагаемые соединения имеют весьма отдаленное сходство с естественными пиретринами (см. разд. 12). Несомненно, в этом ряду еще будут найдены многие другие соединения, по механизму действия родственные синтетическим пиретроидам. В последнее время синтезированы соединения пире-троидного типа, относящиеся совершенно к другому классу соединений [15]. [c.690]

Другим примером моделирования природных соединений является синтез производных нереистоксина (1), выделенного из морского кольчатого червя. Сам нереистоксин весьма токсичен для позвоночных животных (ЛДбо 1,8 мг/кг), что затрудняет его использование в качестве инсектицида. Синтезированные же соединения (2) — (4) обладают умеренной ток- [c.690]

До этих исследований группа Джерасси опубликовала работу, которая подтверждает высказанную выше мысль. Созданная ими программа REA T, представляющая собой дальнейшее развитие программы ONGEN, предназначена для предсказания продуктов химических реакций [227—229]. Она была использована с двоякой целью моделирования биосинтеза природных соединений и решения структурных проблем. Для этого компьютер рассчитывал результаты троекратного осуществления комплекса реакций соединения g, показанного на схеме (каждая вершина графа — продукты реакции, олефины или ионы [229]) [c.51]

Катализаторы полимерные — катализаторы, каталитически активные группы к-рых входят в состав макромолекул. Исследование процессов, катализируемых К. п., в значительной мере стимулируется успехами в области синтеза и модификации полимеров, благодаря к-рым появилась возможность вводить в макромолекулы практически любые функциональные группы и получать макромолекулы с участками различной структуры и регулярности. Проблемы катализа К. п. связаны с необходимостью расширения круга высокоспецифич. катализаторов, обладающих высокой активностью и работающих в мягких условиях. С другой стороны, К. п.— подходящие объекты для моделирования ферментов. Знание химич. состава и конформационного состояния К. п. дает возможность выяснить роль и механизм влияния на каталитич. активность отдаленных групп макромолекулы, входящих в состав активных центров наряду с каталитически активными группами, а также значение и функции координационносвязанного металла и другие вопросы, к-рые на природных соединениях изучать гораздо труднее. [c.478]

Эпоксидный цикл является структурным элементом многиг биологически активных природных соединений, что обусловливает важность проблемы химического моделирования ферментативных реакций, имеющих целью получение эпоксисоединё-ний [6, 7]. [c.3]

Образование высокомолекулярных аренов происходит уже после отмирания организмов — в водной голи е и илах. Источником их являются полиеиовые соединения типа каротиноидов. Частично полициклические системы образуются и из стероидных соединений. Однако основная масса аренов, как и других углеводородов, образуется в главной фазе нефтеобразования при термической и термокаталнтической деструкции сапропелевого органического вещества. Химическую основу процесса составляют реакции полимеризации непредельных жирных кислот и других непредельных соединений, о чем свидетельствуют наблюдения в природной обстановке и опыты по лабораторному моделированию этих реакций. Например, в опытах по термокатализу жирных кислот и термолизу керогена сланцев при низких температурах образуется смесь углеводородов, в которой содержатся различные арены в количестве от 15 до 40% (масс.) при этом идентифицированы все классы аренов, входящих в состав битумоидов и нефтей. [c.43]

В настоящее время известно небольшое количество комплексных соединений переходных металлов с политиа- и тиаазамакроцикличе-скими лигандами Такие комплексы исследованы недостаточно В литературе отсутствуют систематические данные о синтезе таких веществ, их идентификации и физико-химических характеристиках. Между тем координационная химия комплексов с политиа- и тиаазамакроцикли-ческими лигандами представляет значительный интерес для моделирования некоторых природных серосодержащих металлопротеинов. [c.137]

Внимание исследователей, работающих в области поиска потенциально биоактивных соединений, к гетероциклическим соединениям объясняется ключевой ролью гетероциклов в биохимических процессах. Основные задачи в данной области — моделирование, синтез, выделение из природных источников и идентификация соединений, которые действуют как селективные агонисты или антагонисты имеющихся in vivo лигандов. [c.6]

Метод газовой хроматографии применяется при изучении состава продуктов при моделировании процессов газо-нефтеобразо-вания. Так, в бензиновых фракциях, полученных при термокатализе и термолизе жирных кислот, а также высших углеводородов методом капиллярной хроматографии, идентифицировано свыше 60 индивидуальных соединений. Рассмотрение закономерностей в количественном составе углеводородов Са—Са позволило сделать ряд интересных выводов. Предполагается, что формирование состава легких нефтяных углеводородов и компонентов органического вещества связано с реакциями крекинга, изомеризации, дис-пропорционирования водорода и реакции циклизации. Причем природа исходного органического материала существенно сказывается на составе алканов. Незначительное содержание н-алканов в некоторых природных бензинах, по-видимому, является резуль- [c.122]

Производится оби]ирный поиск пестицидов новых типов. Основной подход к поиску новых препаратов включает в себя следующие методы 1) эмпирический синтез и стандартньп скрининг (испытание на биологических объектах) 2) синтез аналогов известных синтетических и природных препаратов, установление связи между их структурой и физиологической активностью 3) химическое моделирование на ос-1юве изучения метаболизма и механизма действия различных, классов химических соединений. [c.385]

Начатое незадолго до 1951 г. Астбери, Амброзе, Бэмфордом, Эллиоттом и другими изучение пространственного строения синтетических полипептидов получило после опубликования работ Полинга и Кори стремительное развитие. Повышенный интерес к таким соединениям был стимулирован результатами уже первых работ в этой области, которые вселили надежду, что исследование гомополипептидов может существенно помочь в решении одной из основных задач проблемы белка — установлении принципов пространственной организации белковых молекул. Такой оптимизм в то время казался вполне оправданным. Синтетические полипептиды состоят из тех же структурных элементов, что и белки, и, следовательно, конформации тех и других определяются одними и теми же видами взаимодействий. Учитывая одинаковую природу в обоих случаях взаимодействий между валентно несвязанными атомами, можно было полагать, что изучение структуры более простых по химическому строению синтетических полипептидов при относительной легкости целенаправленного моделирования аминокислотного состава, последовательности и длины пептидной цепи поможет выяснить основные факторы, ответственные за формирование пространственного строения белков. Особое значение эти соединения приобрели в связи с обнаруженной общностью между их структурами и структурами природных полипептидов — фибриллярных и глобулярных белков. Первые же исследования показали, что синтетические полипептиды образуют два главных типа структур, аналогичных а- и -формам кератина, миозина, фиброина шелка и др., которые, как и в случае белков, могут обратимо переходить друг в друга. После работ Полинга и Кори эти формы были интерпретированы как а-спираль и -структура складчатого листа. Еще более обоснованной стала выглядеть основная, а по существу единственная в то время структурная гипотеза белков, согласно которой их пространственное строение представлялось в виде [c.28]

В принципе совокупность этих вероятных комплексных соединений должна следовать из анализа реальной гидрогеохимической ситуации. На самом деле при практической реализации этот вопрос всегда оказывается более сложным, поскольку при его рещении сказываются субъективный опыт исследователя, уровень его знаний в отнощении данных гидрогеохимических систем, а также объктивное наличие (или 9тсутст-вие) информации о соответствующих согласованных термодинамических константах вероятных соединений. Поэтому, например, даже зная, что существует высокая вероятность образования комплексных соединений какого-либо элемента с определенными органическими веществами, не всегда можно их учесть из-за частого отсутствия термодинамических констант таких соединений. Это соответственно ведет к некоторой пока неадекватности используемой модели природной реальности и к соответствующей погрешности в результате,расчетов. Высокая достоверность расчетов в данном случае может быть достигнута только на основе включения в модель всех вероятных фаз, всех компонентов, потенциально возможных в фазах данной гидрогеохимической системы, и использования точных согласованных термодинамических констант этих компонентов в твердой и жидкой фазах. Это далеко не всегда возможно, поэтому на основании опыта исследователя определяется ограниченный, но эффективный в геохимическом отношении набор вероятных компонентов и их вероятных форм в моделируемой системе.-Состав и совокупность этих комплексных соединений определяют исходя из конкретной гидрогеохимической ситуации. Поэтому эффект физико-химического моделирования в настоящее время в значительной степени зависит от умения исследователя понять эту гидрогеохимическую ситуацию и оценить ее с позиций вероятных современных модельных представлений о формировании химического состава. [c.210]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология