Химические связи и пространственная форма органических соединений

Химические связи и пространственная форма органических соединений [c.14]

В статье впервые рассмотрено в историческом аспекте возникновение и развитие представлений о связи между химическим строением и запахом органических соединений. Проанализированы причины появления различных теорий, их эволюции и значение в развитии представлепий о зависимости запаха от строения вещества. Обобщены результаты изучения влияния на запах таках факторов, как степень ненасыщенности молекул, гомология, изомерия, форма и пространственное строение молекул и др. Хронологические рамки работы — от начала ХУШ в. до 70-х годов XX в. [c.199]

К высокомолекулярным соединениям (ВМС) относят природные и синтетические вещества с относительной молярной массой не менее 10—15 тысяч. Молярная масса природных ВМС может достигать 500—700 тысяч, а в отдельных случаях нескольких миллионов. Подавляющее большинство высокомолекулярных органических соединений имеют линейное или цепочечное строение. Их макромолекулы представляют собой длинные цепи, в которых атомы связаны в форме нитей (или цепей). Длина таких макромолекул превышает их поперечный размер на несколько порядков. Если цепи имеют боковые ответвления, говорят о разветвленных или двумерных цепях. Цепи макромолекул в полимерах могут быть соединены химическими связями (например, мостики серы в вулканизированном каучуке) в пространственные сшитые структуры. [c.435]

Один из пионеров современной стереохимии Д. Бартон около 40 лет назад отметил, что для "точного описания" молекул органических соединений надо знать "три К" конституцию, конфигурацию и конформацию [56]. Понятие "конституция" совпадает с понятием химического строения молекулы, т.е. ее валентной схемы. Конфигурация молекулы означает пространственное расположение атомов, обусловленное валентными силами, поэтому ее изменение сопряжено с разрывом химических связей. Конформация - это также расположение атомов в пространстве, но определяемое, помимо валентных, также невалентными силами. Влияние последних проявляется в искажении валентных углов и длин связей по сравнению с идеальными углами в невозмущенной конфигурации молекулы, инверсии ("выворачивании") пирамидальных структур и, прежде всего, в появлении особого вида стереоизомерии, вызванной заторможенным вращением вокруг ординарных связей. Конформации - это неидентичные геометрические формы, которые может принимать молекула без нарушения ее целостности, т.е. без разрыва химических связей. Повышение энергии молекулы из-за образования неблагоприятных невалентных контактов, следствием которого является деформация валентных углов и длин связей, принято называть "байеровским напряжением", а ведущее к изменению конформационного состояния молекулы - "питце-ровским напряжением". [c.110]

Выше мы рассмотрели принципы построения и некоторые характеристики химических соединений, определяющие разнообразие типов органических соединений. В заключение остановимся кратко на тех группах соединений, которые образуются без химических связей. Наиболее давно известной группой таких соединений являются соединения включения (клатраты). Они образуются при внедрении молекул одного типа в полости или кристаллические решетки молекул другого типа. Обязательным условием образования соединений включения является соответствие пространственных размеров и конфигурации молекул гостей пространственным размерам и формам полостей молекул хозяев . Соединения включения образуются обычно при смешении насыщенных или пересыщенных растворов компонентов или даже при простом растирании. Включенные молекулы удерживаются в соединении включения прежде всего вследствие того, что они не имеют выхода во внешнюю среду. Энергия связи включенной молекулы за счет ван-дер-ваальсовых сил, действующих на включенную молекулу, невелика, в среднем 20,92—41,84 кДж/моль, но иногда может доходить до 123,7 кДж/моль за счет суммирования сил многих окружающих молекул. Наиболее известны соединения включения, образуемые мочевиной с углеводородами от Се и выше с нераз-ветвленной цепью и различными их производными (галогенидами, спиртами, простыми эфирами, кислотами, сложными эфирами и др.). Соединения включения встречаются довольно широко в природе (например, высшие жирные кислоты дают с дезоксихоле-вой кислотой соединения включения — так называемые холеи-новые кислоты, соединения включения образуют целлюлоза, крахмал, белки) и, видимо, играют определенную роль в жизнедеятельности. [c.36]

Путь душистого вещества от замысла синтетика до вьшуска готовой формы и его применения в парфюмерии, косметике и т. д. сложен, трудоёмок и долог. Причем суммарные затраты могут достигать многих десятков миллионов долларов. Схема разработки нотого душистого продукта, необходимость в котором диктуется потребностями парфюмернокосметического рынка, включает следующие стадии (рис. 1.2). На стадии 1 проводятся умозрительный или машинный перебор химических структур и выбор базового потенциально душистого оригинального вещества. Создается замысел, что синтезировать, зачем и как. Анализируется информация о наличии разнородных элементов, групп атомов, функциональных группировок, типах связей между ними, их электронном строении и пространственном расположении, хиральности. Совокупность этих данных может сообщить строению целевого вещества ожидаемый потенциал свойств, включая, прежде всего, полезный тип запаха, подобно тому, как фраза, составленная из букв, слов и связок слов, получает смыслоюе звучание. Уже на этой стадии делается предварительная оценка доступности и стоимости исходных реагентов, их токсичности. В разработке целевых структур участвуют специалисты по органическому синтезу, химии природных и синтетических душистых соединений. Они же заняты и на стадии 2, которая заключается в выборе и лабораторной разработке методов и путей синтеза промежуточных веществ и целевого соединения, его близких структурных аналогов, их отборе по надлежащей устойчивости, простоте получения, выходу, рас- [c.34]