Структура органических соединений особенности

Одной из важных задач современной науки является разработка новых подходов и методов компьютерного конструирования молекулярных структур органических соединений на основе предварительного анализа связи между их структурой и свойствами / биологической активностью, что открывает путь к направленному синтезу веществ с заданными характеристиками. Синтез больших серий соединений и в особенности их массовые испытания для поиска веществ с желательными физическими и химическими свойствами или биологической активностью, как правило, занимают очень большое время и требуют весьма высоких материальных затрат. В связи с этим огромное значение приобретает разработка подходов, которые позволили бы повысить эффективность такого поиска и сделать его целенаправленным. Для этого необходимы надежные средства прогнозирования свойств соединений, а также автоматизированною конструирования серий сфуктур с оптимальными характеристиками. [c.42]

Ядерный магнитный резонанс. Все рассмотренные нами до сих пор методы атомного и молекулярного спектрального анализа относились к оптическим областям спектра. Но оказалось, что и в радиоволновой области в определенных условиях можно получать ценные сведения о структуре химических, особенно органических, соединений. Метод ядерного магнитного резонанса, первые практические применения которого имеют всего 10 — 15-летнюю давность, стал в настоящее время одним из основных методов установления структуры органических соединений. Одновременно быстро увеличивается круг его применения для целей качественного и количественного анализа, особенно в случае сложных задач, когда применение других методов мало эффективно. Уже в настоящее время в ряде производств сложных органических соединений в химико-фармацевтической промышленности и производстве красителей для цветных фотоматериалов ход производства и качество готовой продукции контролируется методом ядерного магнитного резонанса. Несомненно, что и в ближайшем будущем применение этого метода в аналитических целях будет стремительно расти. [c.342]

Структура органических соединений характеризуется двумя основными особенностями строением углеводородного скелета и характером заместителей - функциональных групп, отличных от углеводородов. [c.16]

Уникальная совокупность свойств атома углерода, определяющая особенности структуры органических соединений [c.23]

В последние годы значительные успехи в области исследования строения углеводородов были получены при помощи ряда физических методов исследования. Особенно большую роль сыграли такие методы, как ядерно-магнитный резонанс, молекулярная и масс-спектрометрия, газовая хроматография и термическая диффузия. Однако, кроме физических методов исследования, не меньшее значение имеют и химические методы, прогресс которых в последнее время, может быть, был и не столь внешне блестящ, но все же весьма существен. Бесполезно, на наш взгляд, определять преимущества тех или иных методов исследования, так как только разумное их совместное использование может привести к успеху, особенно в анализе столь сложных, многокомпонентных смесей, какими являются насыщенные циклические углеводороды нефти. Характерно, что в одной из последних больших монографий, посвященных установлению структуры органических соединений, уделяется одинаковое внимание как физическим, так и химическим методам исследования [Ц. [c.312]

Метод ЯМР является самым эффективным для определения структуры органического соединения, особенно при применении всей гаммы ядер (ЧТ, С и др.). Этим методом изучают не только структуру, но и межмолекулярное взаимодействие, таутомерные равновесия, кинетику реакций. [c.59]

В обеих упомянутых монографиях содержится богатейший экспериментальный материал, показывающий изменчивость структуры органических соединений, особенно заключающих многократные связи, под влиянием условий внешней среды, без изменения состава соединения, а следовательно, лабильность этих связей, служащую источником как внутримолекулярных перегруппировок, так и вообще способности непредельных соединений к реакциям. [c.69]

Сказанное вовсе не означает, что авторы настаивают на научной значимости любой работы, результатом которой является синтез нового вещества. Именно отмеченная выше бесконечность многообразия возможных структур органических соединений заставляет особенно требовательно относится к выбору области синтетического поиска, и исследование в этой области может считаться оправданным только при условии четкой формулировки его цели. [c.58]

Всего лишь двадцать лет назад химия органических соединений, содержащих атом углерода, ковалентно связанный с атомами серы, селена, кремния и бора, являлась лишь побочной ветвью основной органической химии. С тех пор понимание природы и реакционной способности этих соединений чрезвычайно продвинулось, и в настоящее время они стали неотъемлемой составной частью всего предмета химии органических соединений. Это в огромной степени обогатило арсенал методов химиков-синтетиков многие превращения, ранее казавшиеся невозможными, стали реально Осуществимыми. В современной практике подчас бывает трудно или даже невозможно спланировать синтез сложного вещества, не прибегая к использованию органических соединений серы и бора. Сказанное выше справедливо и по отношению к соединениям селена и кремния. Среди металлорганических соединений центральную роль в органической химии долгое время играли реактивы Гриньяра, и только сравнительно недавно в поле зрения синтетиков попали органические соединения других металлов. Самостоятельный интерес представляют также проблемы, связанные с необыкновенной структурой металлорганических соединений, особенно соединений переходных металлов, но для у практики органического синтеза более существенны те удивительные превращения, к которым способны эти соединения и, в частности, их необычайные каталитические свойства. [c.14]

Интенсивное применение в течение последних двух десятилетий физических методов, в частности спектроскопии в ультрафиолетовой и инфракрасной областях, а позднее ЯМР-спектроскопии, способствовало большому прогрессу и, возможно, даже произвело революцию в области установления структуры органических молекул, особенно молекул природных соединений. В противоположность указанным выше методам масс-спектрометрии уделяли очень мало внимания как в химии природных соединений, так и в органической химии в целом, несмотря на то что за последние десять лет начали выпускаться масс-спектро-метры очень высокого качества. Такое положение создалось, вероятно, частично потому, что масс-спектрометры благодаря высокой точности и хорошей воспроизводимости масс-спектров являются превосходными точными приборами для количественного анализа и их широкое ирименение для этих целей не стимулировало поисков новых областей применения метода. Большинство химиков-органиков до сих пор еш е рассматривает масс-спектрометрию как метод количественного анализа газообразных или низкокипящих углеводородов, определения стабильных изотопов в газообразных продуктах деградации и, конечно, как метод определения молекулярных весов. [c.300]

Темпы развития науки и внимание, уделяемое химической промышленности, требуют ознакомления широкого круга химиков с инфракрасной спектроскопией, которой раньше занимались преимущественно физики. Поэтому особенно важное значение приобретает издание специальной литературы в этой области. Сейчас выпущены как отечественные, так и переводные монографии , которые в той или иной степени затрагивают вопросы практической спектроскопии. Однако методика корреляции спектров со строением и, в частности, определение структуры органических соединений по их инфракрасным спектрам рассматривается в них либо слишком обще, либо на одном-двух примерах, чего явно недостаточно для освоения этой методики, требующей навыков и опыта работы. [c.5]

Одно из наиболее серьезных ограничений использования масс-спектрометра для идентификации и установления структуры органических соединений — сходство масс-спектров изомеров, особенно геометрических. Эта проблема может быть решена одновременным применением различных видов масс-спектрометрии (например, электронный удар и ионизация в поле). [c.281]

Указанные особенности делают масс-спектрометрию универсальным методом, необходимым как для глубокого исследования структуры органических соединений, так и для определения числа компонентов сложных систем. [c.218]

С точки зрения систематики структура органических соединений характеризуется двумя важнейшими особенностями строением углеродного скелета и природой, числом и положением функциональных групп. Исходя из строения углеродного скелета всевозможные органические соединения можно разбить на определенные группы, охватывающие соединения с аналогичной структурой. Так, все органические соединения можно разделить на соединения с открытой углеродной цепью алифатические, или ациклические ) и на циклические. Последние в свою очередь подразделяются на карбоциклические, в которых циклы состоят только из атомов углерода, и гетероциклические, у которых в состав циклов входят, кроме углерода, атомы других элементов (гетероатомы). С точки зрения классификации соединений нецелесообразно выделять из гетероциклов углеродный скелет. Удобнее рассматривать их как целостные образования. [c.89]

Имелась еще одна область, где рефрактометрия принесла особенно большую пользу при определении структуры органических соединений. К 1879 г. относится первая работа Брюля по выяснению влияния на величину молекулярной рефракции замыкания циклов. Оказалось, что это влияние особенно значительно для трехчленных циклов и терпенов. Именно для суждения о строении последнего класса углеводородов и их производных изучение рефракции дало особенно много, потому что химическими методами трудно было установить, имеется ли в данном терпене двойная связь или бицикл [c.200]

В разд. П настоящей статьи мы попытаемся оценить значение и границы применимости различных параметров и уравнений, предложенных для корреляции структуры органических соединений с их реакционной способностью. Мы будем при этом следовать взглядам, развитым в оригинальных работах, делая оговорки лишь в случае явной непоследовательности. Более подробно с особенностями и применением этих параметров и уравнений можно ознакомиться в нескольких последних обзорных статьях [1—5]. Разд. И имеет своей целью, не вдаваясь в детали, ознакомить читателя с символикой и показать возможности корреляционных уравнений. [c.498]

Определение структур органических соединений сопряжено с большими трудностями, так как атомы С, N и О, входящие в их состав, имеют близкие величины зарядов. Особенно трудно определять положения атомов водорода (малая электронная плотность). Во многих случаях структуры органических соединений не установлены с достаточной точностью. Часто даны только координаты атомов углерода или положение центров тяжести молекул. [c.344]

Сила (или коэффициент) трения полимеров зависит от метода определения силы трения, обработки поверхности, вида смазки, влажности, структуры и свойств трущихся материалов, их электризации. Так, значительное смазочное действие при трении оказывают уже мономоле-кулярные слои многих органических соединений (особенно с длинными углеводородными цепями). [c.13]

Грегор с сотрудниками, желая увеличить селективность ионитов, получили конденсационные смолы, содержащие хелатные группы. Хелатная структура органических соединений, по Шварценбаху (а, Ь), характеризуется наличием двух молекулярных цепей, которые с определенными видами ионов могут образовывать при подходящих условиях замкнутые кольца. Так, например, этилендиаминтетрауксусная кислота является хорошим реагентом для связывания металлов, особенно переходных элементов. [c.85]

Объем экспериментальных данных по величинам удерживания (около десяти тысяч анализируемых соединений, несколько сотен неподвижных фаз) уже сейчас превышает объем данных по растворимостям, измеренным классическим способом, причем, результаты, полученные с помощью газовой хроматографии, более систематичны и более точны, что дает возможность использовать их для детальной проверки положений теории растворов и выяснения самых тонких особенностей зависимости растворимости от строения растворенных веществ и растворителей. Кроме того, с помощью газовой хроматографии принципиально возможно исследовать реакционную способность и структуру органических соединений, причем величины удерживания можно использовать для оценки пространственных и полярных эффектов, корреляционных расчетов констант скоростей и равновесий некоторых реакций, определения расположения некоторых атомов в молекулах анализируемых веществ. [c.81]

Изучение свойств ферментов, разработка методов определения активности ферментов и, наконец, получение ферментов в чистом виде окончательно опровергли виталистические представления о ферментах, что создало широкие перспективы для развития ферментологии. Вместе с этим удалось выявить специфические особенности ферментов как биологических катализаторов, отличающие их от обычных катализаторов, являющихся чаще всего неор1 аническими веществами и иногда несложными по своей структуре органическими соединениями. Специфические особенности ферментов определяются их белковой природой. Коллоидальное состояние, большая чувствительность к изменениям температуры и разрушение при 80° и выше, строгая зависимость активности ферментов от концентрации водородных ионов отличают ферменты от обычных катализаторов, не относящихся к белкам. Однако самыми замечательными свойствами, характерными для биологических катализаторов — ферментов, является специфичность их действия и чрезвычайно высокая активность. Эти свойства позволяют считать ферменты идеальными катализаторами, играющими важную роль в процессах обмена веществ, лежащих в основе жизнедеятельности организмов. [c.176]

На первый взгляд кажется неочевидным, что наиболее плотная упаковка более выгодна и энергетически. Общепринятым является неверный, по нашему мнению, взгляд, согласно которому особенности кристаллической структуры органического соединения определяются прежде всего характером сил, действующих между молекулами (дисперсионные, дипольные и пр.). Опыт показывает, что ни водородная связь, ни сильные дипольные моменты не вносят в кристалличе- [c.137]

Ниже дано описание кристаллических структур органических соединений, исследование которых было доведено вплоть до определения (хотя бы приблизительного) координат атомов или ориентировки молекулы в элементарной ячейке. В тексте учтены все рентгеноструктурные работы, опубликованные до 1 января 1951 г., и, кроме того, позднейшие уточнения некоторых из них, а также несколько особенно интересных исследований, относящихся к 1951 и 1952 гг. Ссылки на более поздние работы читатель найдет в указателе соединений в конце книги. Приводимый обзор, разумеется, нельзя считать исчерпывающим ряд I пропусков, конечно, возможен, но эти пропуски единичны и относятся [c.244]

Для увеличения удельной энергии аккумулятора требуется прежде всего улучшить работоспособность отрицательного электрода. Используемые в настоящее время расширители недостаточно эффективы. Необходимо проведение поиска новых расширителей, способных существенно повысить коэффициент использования отрицательной активной массы, особенно при работе в экстремальных условиях. Ставится также задача улучшения заряжа емости электрода при низких температурах. Поиски новых расширителей осложнены отсутствием теоретических представлений о связи структуры органических соединений с их адсорбционными свойствами. Теория, которая позволила бы предсказать адсорбционное поведение того [c.199]

На рис. 1.9 приведено интерференционное изображение дистиллированной воды и слабого раствора органической кислоты в воде, из которого следует, что в воде существуют периодические структуры, которые, очевидно, отличаются друг от друга диэлектрическими характеристиками и имеют дальний ориентационный порядок. При растворении органических соединений, особенно биологической природы, в водной среде происходит их адсорбция на поверхности ассоциатов воды с формированием нитевидных образований, которые хорошо видны на снимках (рис. 1.10), получаемых при использовании стробоскопического метода получения изображения [88]. [c.32]

Н. М. Караваев (92, 93, 94] из смол пиролиза керосина выделил нафталин в количестве 3,1% на смолы (из фракции 200—230°С) а- и р-метилнафталин в количестве 1,87о на смолу (из фракции 226—250°С) инден в количестве 1,4% на смолу (из фракции 175—182 °С) пирен (из фракции 160—290 °С) антрацен и хризен. Молекулярный вес асфальтенов при этом снижается (табл. 8 и 9). Следовательно, и молекулярный объем их уменьшается довольно значительно. Разукрупнение молекулярных структур тяжелых пиролизных остатков, естественно, приводит к уменьшению истинной плотности получаемого кокса в большом диапазоне значений. Образующиеся при этом карбоиды по размерам частиц (0,1—5 мк) и по высокой поверхностной активности сходны с обычной термической сажей. Они, надо полагать, играют немаловажную роль в формировании молекулярных структур органических соединений при пиролизе и выступают в роли катализаторов. Механизм происходящих при этом процессов наиболее удачно объясняется, по нашему мнению, если исходить из современных представлений об ионе карбония. При электронной недостаточности, возникающей в процессе пиролиза (особенно при глубоких формах пиролиза), ион карбония сковывается действием активных центров твердых контактов — сажеобразных высокореакционных карбоидов. [c.30]

ТДо 1951 года метод ЯМР применялся почти полностью в физических исследованиях он использовался для нахождения магнитных и других характеристик атомных ядер. С 1951 года, когда Дж. Арнольд, С. Дарматти и М. Паккард доказали, что с помощью ЯМР-аппаратуры достаточной разрешающей силы можно получить отдельные радиочастотные сигналы от химически неэквивалентных ядер водорода в молекуле этанола, стало очевидно, что ЯМР-спектроскопия высокого разрешения призвана сыграть доминирующую роль в определении химической структуры, особенно структуры органических соединений. [c.5]

В настоящее время установлены лишь некоторые закономерности нроцесса биологического распада, некоторые зависимости между особенностями структуры органических соединений и способностью микроорганизмов разруигать их. [c.160]

В первом разделе Теоретические основы изложены представления о структуре и типах химической связи в органических, металлоорганических и комплексных соединениях, о молекулярных орбиталях и взаимном влиянии атомов в этих молекулах. На уровне механизмов и типов переходных состояний обсуждается реакционная способность органических соединений. Рассмотрены особенности кинетики и термодинамики органических реакций, типы элёктро- и фотохимических реакций с участием органических молекул. Изложены современные методы исследования структуры органических соединений. [c.3]

Логически функционально-ориентированный дизайн ставит перед исследователем гораздо более трудные задачи, чем просто создание молекулярных ансамблей в структурно-ориентированном дизайне. Проектирование новой структуры в функционально-ориентированном дизайне — это многоступенчатая процедура, включающая несколько дискретных этапов. Прежде всего необходимо перевести заказ на язьпс молекулярных структур. Необходимое свойство будущего вещества должно быть тем или иным путем приведено в соответствие со структурой органического соединения (или хотя бы с какими-то его структурными элементами — функциональными группами, общей геометрией, наличием гидрофобных или гидрофильных групп и т.п.). Достаточно часто конечные цели синтеза формулируются не химиком, и потому особенно важно, чтобы оба участника работы — заказчик и исполнитель — достигли полного взаимопонимания, могли общаться на одном профессиональном язьпсе, единообразно понимали характер работы над проектом и его ожидаемые результаты. Поясним сказанное таким умозрительным примером. [c.460]

Представленный в данной главе материал позволяет констатировать значительный интерес к разработке новых методов и подходов в синтезе фторсодержащих гетероциклических соединений и широкое использование специфических особенностей перфторированных органических соединений, особенно перфторолефинов и полифторароматических соединений, для создания новых предпосылок развития и углубления наших представлений о возможностях органического синтеза. Причем, что самое важное для перспективы их широкого использования, эти подходы базируются на доступных и дешевых исходных материалах промышленной химии фтора. Бурный рост фторорганической химии в последние годы привел к открытию новых фторсодержащих гетероциклических соединений уникального строения, у многих из которых были обнаружены специфическая биологическая активность и эффективность в качестве медицинских препаратов и пестицидов. Это в значительной степени стимулирует интерес к такого рода соединениям, и можно надеяться на разработку еще более совершенньк оригинальных методов получения гетероциклических структур, что, несомненно, обогатит синтетическую органическую химию арсеналом новых методологий и позволит осуществлять целенаправленный синтез необходимых структур и моделей. Сложной проблемой является высокая стоимость введения фтора в органические молекулы. Учитывая уникальные свойства, придаваемые фтором, которые нельзя достигнуть при введении других элементов, по мере развития химии и технологии фторорганического синтеза и соответствующего снижения стоимости применение фтора в этом направлении будет, безусловно, постепенно расширяться. [c.285]

Вырисовывается ряд проблем органической химии и смежных на к, которые можно решать, используя J2. К их числу можно отнести проблемы комплексообразования, а следовательно, и реакционной способности органических молекул, проблемы органических полупроводников, физики конденсированного состояния органических соединений, особенно в момент фазового перехода, где часто вещества показывают аномально высокую реакционную способность, проблемы связи между структурой и бнореактианостью молекулы и многие, другие. [c.110]

Игнорирование полярных структур особенно недопустимо в молекулах, содержащих гетероатомы, и вообще когда число л-электронов, как в ионах, не равно числу атомов, обладающих этими электронами. Этот метод не может дать сведений также о иоля-рпзуемости атомов. Рамки этого метода слишком узки, чтобы подойти [при его помощи] к действительному поведению молекул ,— пишет Хюккель. Поэтому не оправдано, что этому методу отдают преимущество, как в школе Полинга, и предпочитают пользоваться им там, где второй метод подходит лучше, в частности для истолкования химических свойств молекул. Для этого, по мнению Хюккеля, имеется не фактическое, а, как он подчеркивает, психологическое основание Формализм первого метода меньше, чем второго, отличается от формализма обычной классической структурой химии [там же]. Это не значит, конечно, по Хюккелю, что первый метод не имеет никаких заслуг в истории квантовой химии ненасыщенных и ароматических органических соединений, особенно при изучении их основного состояния, где он дает примерно те же результаты, что и второй метод. [c.302]

При реакциях (особенно в растворах), в которые вступает молекула, состоящая минимум из двух атомов с различным сродством к электронам (в данном случае углерод и галоид), разная склонность к принятию отрицательного заряда предопределяет, какой из участвующих в данной связи атомов приобретает положительный, а какой — отрицательный характер. Если вблизи подобной полярной молекулы оказывается посторонняя молекула, то эта полярность может быть еще более усилена путем индукции. При этом величина индуцированной полярности определяется более или менее легко протекающим сдвигом электронов по направлению к тому или другому ядру, т. е. поляризуемостью молекулы [3]. Этот сдвиг заряда в предельном случае может дойти до распада на ионы. Между двумя крайними состояниями — ионизацией и атомной связью с незначительной ионностью — можно представить себе все переходные состояния. Существование переходных состояний зависит от характера галоида, структуры органического соединения и внешних условий (например, применение растворителя с высокой диэлектрической постоянной). Крайние случаи реализуются, по-видимому, сравнительно редко, или требуют для своего осуществления подходящих катализаторов. Напротив, часто протекают реакции, при которых ионы как таковые не образуются, а существуют в скрытом виде (xovTttd ). Согласно Меервейну [21], в этом случае говорят о криптоиоиных реакциях. [c.149]

Ряд особенностей тонкой структуры органических соединений — изгибание цепейг и параллельное расположение их в молекулах — дает возможность установить изучение парахоров веществ благодаря новому методу вычисления парахоров, предложенному в 1941—1945 гг. Гиблингом [ ]. В работах Б. А. Арбузова с В. С. Виногра- довой [ 7] и Л. М. Гужавиной [8,8] на ряде примеров было убедительно показано,-что выводы о тонкой структуре органических веществ, сделанные на основании изучения их парахоров, совпадают с данными других физических методов исследования (вискозиметрии, спектров комбинационного рассеяния света, рентгенографии,, диффракции электронов и т. д.). После этих работ парахор стал одним из удобнейших критериев для изучения строения органических веществ. [c.223]