Гости молекулы-гости

В противоположность соединениям включения, существующим лишь в твердом состоянии в которых молекулы- гости расположены в полостях кристаллической структуры хозяина , амилоза и циклодекстрины образуют соединения включения, устойчивые как в твердой фазе, так и растворе. В растворе одиночная молекула образует полость, в которой построение молекулы (молекулы- гостю>) находятся в связанном состоянии. Спиральная конфигурация высокополимерной молекулы амилозы, обусловливающая структуру с полостями, стабилизируется только вторичными связями, а не первичными, как в циклической структуре циклодекстринов. По этой причине можно полагать, что соединения амилозы в растворе менее устойчивы, чем соединения циклодекстринов. [c.526]

Клатраты. Остов соединений включения первого типа, в том числе только что упомянутых аддуктов гидрохинона, образуется только в присутствии молекул-гостей. Молекулы вещества-хозяина располагаются вокруг них и соединяются друг с дру- гом водородными связями. Так, водородные связи, комбинируясь с направленными ковалентными связями, действующими в молекулах гидрохинона, сами приобретают направленность и связывают молекулы этого вещества таким образом, что образуется трехмерный каркас с замкнутыми полостями внутри — клетками, не имеющими выхода (рис. 3). В такой структуре на три молекулы гидрохинона имеется одна клетка, в которую могут поместиться молекулы размером [c.25]

Идеальное разграничение сфер влияния направленных и ненаправленных составляющих связи наблюдается в структуре соединений включения. Например, окись графита и монтмориллонит образуют соединения включения с аминами, диаминами и спиртами. Подобные соединения представляют собой систему слоев, между которыми размещаются молекулы — гости, связанные с этими слоями ван-дер-ваальсовскими межмолекулярными связями. Внутри слоев действуют межатомные связи. Тип структуры данных соединений определяется двухмерной системой межатомных связей, а расстояния между слоями — размером и числом молекул — гостей. Здесь на передний план выступает химическое строение твердого вещества. Это еще более заметно в случае канальных [c.162]

Опреснение воды с помощью гидратных процессов. Гидраты — нестехиометрические соединения (водные клатраты), в которых молекулы удерживаются метастабильной, построенной из молекул воды, кристаллической решеткой хозяина с помощью водородных связей [44]. Очевидно, что такое включение возможно лишь при соответствии размеров полости в кристаллах молекул хозяев размерам молекул гостей . Считается, что важную роль в [c.11]

Канальные соединения включения. Молекулярные соединения мочевины и тиомочевины с углеводородами в отличие от клатратов имеют структуру, пронизанную каналами. Такое строение возникает в присутствии цепочечных молекул-гостей подходящего размера, вокруг которых молекулы вещества-хозяина могут располагаться с достаточной плотностью, соединяясь при этом друг с другом водородными связями. [c.27]

К тектогидратам приближаются так называемые соединения включения, т. е. системы, образовавшиеся в результате обратимого внедрения молекул одного вещества ( гостя ) в свободные полости кристалла другого вещества ( хозяина ). В соединениях включения межмолекулярное взаимодействие молекул гостя с составными частями кристалла играет второстепенную роль. [c.262]

Широко распространены соединения включения, в которых роль молекулы-хозяина играет мочевина. В чистом виде кристаллическая мочевина обычно имеет тетрагональное строение, но в присутствии молекул, которые могут выполнять роль гостя, мочевина кристаллизуется с образованием гексагональной кристаллической решетки, в каналах которой располагается молекула-гость [63]. Тот факт, что решетка гексагонального типа может образоваться только в присутствии молекулы-гостя, показывает, что хотя вандерваальсовы силы, действующие между хозяином и гостем, малы, они имеют решающее значение для устойчивости соединения включения. Диаметр канала в мочевине составляет около 5 А, и способность молекулы быть гостем [c.122]

Характеристика клатратных соединений — размер клеток (или поперечного сечения канала для клатратов туннельного типа) и тип гостя, молекулы которого соответствуют по размерам и форме ячейкам в кристаллической решетке, образованной молекулами хозяина, приведены в табл. 16. , [c.73]

Для выделения некоторых углеводородов, в частности циклопентана и циклогексана, могут использоваться и гидраты, образующиеся при 0.- 18°С с 0,4—0,7% водным раствором вспомогательного газа — сероводорода [171]. В этом случае стабильность клатратов определяется не значением критического диаметра молекул углеводорода, как это имеет место при адсорбции на цеолитах или комплексообразовании с мочевиной, а зависит от максимального размера молекул гостя. Так, алканы с температурами кипения, близкими к температуре кипения циклопентана и циклогексана, например гексан, длина, молекулы которого больше диаметра клеток в кристаллической решетке гидратов, не способен к образованию водных клатратов даже в присутствии вспомогательного газа. [c.79]

Продукты присоединения этого типа отличаются как от до-норно-акцепторных комплексов, так и от комплексов, образуемых краун-эфирами, о которых говорилось выше. Здесь одно из соединений, называемое хозяином, образует кристаллическую решетку с достаточно большими пространствами между атомами, в которых может поместиться второе соединение, называемое гостем. Никаких связей между молекулой-гостем и мо-лекулой-хозяином не образуется, между ними действуют только вандерваальсовы силы. В зависимости от формы решетки молекулы-хозяина различают два типа продуктов присоединения соединения включения, в которых свободное пространство кристаллической решетки имеет форму длинных туннелей, или каналов, и клатраты, или соединения в клетке, в которых свободное пространство замкнуто со всех сторон. В продуктах обоих типов молекула-гость должна поместиться в свободное пространство решетки, и, если она слишком велика или слишком мала, продукт присоединения не образуется. [c.122]

Молекулы-гости располагаются в каналах мочевинного остова как дома расстояние между концевыми метиленовыми группами цепей н-парафинов, примыкающих в этих каналах друг к другу, [c.28]

Компенсирующее изменение энтальпии отрицательно и зависит от возможности дисперсионных взаимодействий хозяина и гостя . Энтальпии образования клатратов гидрохинона с аргоном, криптоном, кислородом, азотом, метаном составляют 25,1 26,4 23,0 24,3 30,2 кДж/моль гостя соответственно . Молекулы гости не остаются неподвижными в своих клетках ( lathros — по-гречески клетка) исследования клатратов двухатомных молекул в гидрохиноне привели к заключению, что молекулы НС1, О2, НВг вращаются, а также совершают броуновские колебания в клетках. Несомненно, что в клатратах, содержащих молекулы гостей различных типов (например, молекулы азота и кислорода в гидрохиноне), существует слабое взаимодействие между гостями . Многочисленные клатраты образует вода (клатратные гидраты), причем и в этом случае решетка, типичная для клатратов, отличается от решетки льда. В клатратах гостями заполняются большие и малые полости. Крупные молекулы (этан, этилен, хлороформ) помещаются только в больших полостях, молекулы меньших размеров (метан, аргон) входят в малые и большие полости. Доказано вращательное движение молекул метильной группы ацетона, молекул окиси этилена, гексафторида серы и других в кла-тратных гидратах, где движутся не только молекулы — гости , но и (медленнее) молекулы хозяина , т. е. воды. [c.271]

Чаще всего в качестве молекул-наполнителей в структуру цеолитов входят молекулы воды. Последние могут замещаться другими молекулами-гостями подходящих размеров. Все эти молекулы удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия, а потому соединения включения, образованные цеолитами, как и все другие соединения этого типа, относятся к молекулярным соединениям — аддуктам. Например, цеолит КаХ, имеющий, как и N aA, наибольший объем полостей, поглощает при 20° С воду, при [c.35]

От соединений включения, обладающих остовом, построенным посредством ковалентных связей, полимеры отличаются тем, что в их структуре нет заметного количества посторонних молекул-гостей. В полостях или каналах остова полимера находятся его [c.38]

Циклодекстрины известны как реактивы с широкими возможностями лигандов в водных растворах. Важным свойством циклодекстринов является их способность связывать различные молекулы -"гости в своей гидрофобной полости, не образуя ковалентных связей. Принято [65], что взаимодействие между ЦД и лигандами происходит благодаря гидрофобным взаимодействиям, ван-дер-ваальсовым силам, Н-связям, дисперсионным силам и стерическим эффектам. Нельзя говорить об однозначном преобладании каких-либо сил в процессе комплексообразования ЦД с различными молекулами в водной среде. Кроме того, значительную роль в процессе комплексообразования играет геометрический фактор, т.е. соответствие размера полости ЦД размерам АК. Оказаки и МакДовеллом [66] при исследовании комплексов Р-ЦД с нитрилами высказана интересная идея о том, что чем меньше отклонение полости ЦД от симметрии, тем выше подвижность молекул - "гостей" и тем слабее взаимодействие "хозяин-гость". Таким образом, среди факторов, определяющих комплексообразующую способность ЦД к АК, можно назвать такие, как влияние среды и сольватационных свойств "хозяина", "гостя" и комплекса соответствие геометрических размеров "хозяина" и "гостя" асимметрию полости, которая ограничивает набор конформаций и обеспечивает эффективное связывание. При исследовании комплексообразования ЦД с ароматическими АК сделан вывод, что "гости" глубже проникают в полость Р-ЦД, чем а-ЦД [67]. Размер полости а-ЦД слишком мал для глубокого включения фенильного кольца. Также известно, что а-амино и а-карбоксилатные группы АК не могут включаться в полость ЦД, но они могут взаимодействовать с гидроксильными группами на поверхности полости ЦД. [c.223]

В клатратных соединениях между молекулами гостя и хозяина образуются лишь слабые межмолекулярные связи включенная молекула не может [c.215]

Соединения включения образуются двумя или несколькими разными веществами, когда молекулы одних веществ играют роль хозяина , а других — роль гостей . Последние размещаются между молекулами или макромолекулами вещества-хозяина в полостях, между слоями, или в каналах структуры. Такая структура возникает в процессе образования соединения включения путем связывания молекул вещества-хозяина нодородными связями или уже существует в готовом виде, например в полимерах. Молекулы-гости располагаются в полостях вещества-хозяина не свободнее, но и не теснее, чем позволяют ван-дер-ваальсовские радиусы. Они попадают в окружение такого большого числа молекул основного вещества-хозяина, что энергия их связи достигает сравнительно большой величины, а именно 5—10 ккал/моль, повышаясь в отдельных случаях до 20 ккал/моль. Сосредоточение ван-дер-ваальсовских и водородных связей в структуре твердого вещества, повышение их роли до роли основного структурообразующего фактора— явление очень распространенное в области твердых веществ, многие из которых представляют собой молекулярные соединения— аддукты того или иного вида. Заметим, что соединений включения не образуют ни ионные соединения, в частности соли, ни металлы, в структуре которых преобладают ненаправленные связи. [c.24]

Некоторые вещества способны образовывать продукты присоединения, в которых молекулы — гости могут размещаться в длинных полостях — каналах. Во многих работах изучены такие канальные соединения, в которых хозяином является мочевина или тиомочевина. Молекулы мочевины в канальных соединениях связаны водородными связями, образуя спиральную структуру. В гексагональных каналах расположены гости . Эксперименты проводились главным образом с алифатическими соединениями (алканы и др.)- По отношению к канальным соединениям действует то же правило, что и по отношению к клатратам нельзя приготовить незаполненную решетку хозяина . Попытки удаления гостя ведут и к перестройке решетки в тетрагональную. [c.272]

В структуре клатратов, остов которых построен при помощи водородных сйязей, молекулы-хозяева и молекулы-гости выполняют одинаково важные, хотя и разные функции. Это видно из того, что если молекулы-гости слишком велики, то клатрат просто не образуется. Функции молекул-гостей в канальных аддуктах мочевины и тиомочевины еще более существенны. Они не только служат, так же как и в клатратах, наполнителем и связующим, стабилизируя структуру аддукта силами межмолекулярного взаимодействия, но и шаблоном, по которому строится структура канального аддукта. Их размеры и конфигурация предопределяют конфигурацию и параметры, так же как диаметр стержня, вставленного в отверстие ирисовой диафрагмы, задает диаметр этого отверстия. Дело в том, что молекулы-хозяева соединяются водородными связями в упругие спирали, охватывающие своими кольцами цепи включаемых молекул. Понятно, что диаметр спирали может в точности подгоняться по размеру включаемых цепей и нечастые выступы — отдельные боковые функциональные группы углеводородной цепи — не мешают спирали охватывать эту цепь, так же как неровности ствола, сучки и ветки не мешают змее охватывать ствол дерева. Естественно, подобные молекулярные спирали не могут оставаться пустыми. Поэтому, обнаружив в структуре какого-нибудь вещества спиральную конфигурацию цепей, можно не сомневаться, что внутри их имеются либо молекулы-гости — и тогда мы встречаемся с канальным аддуктом, либо собственные молекулы данного вещества со структурами последнего вида мы познакомимся ниже, когда речь пойдет о биополимерах. [c.29]

К наиболее важным комплексам этого типа относятся соединения, в которых роль хозяина выполняет гидрохинон. Три молекулы гидрохинона, удерживаемые вместе водородными связями, образуют клетку, в которой помещается одна молекула-гость. Такой молекулой может быть метанол (но не этанол), ЗОг, СОг и аргон (но не неон). В отличие от соединений включения кристаллическая решетка в клатратах может оставаться частично незаполненной. Роль молекулы-хозяина может выполнять также вода. Обычно шесть молекул воды образуют клетку, в которую в качестве молекул-гостей могут войти хлор, метилиодид и многие другие соединения. Образуемые водой клатраты представляют собой твердые вещества, но они сохраняются только при низких температурах, а при комнатной температуре разлагаются [67]. [c.123]

Наиб, сложным является анализ пространств, строения мол. ансамблей, составленных из двух и более молекул, к к-рым относятся, в частности, катенаны и ротаксаны. Еще более важны широко распространенные, в т. ч. и в природе, соед. включения, когда фиксируется энергетически выгодная конформация, в к-рой одна молекула ( гость ) прочно входит в полость др. молекулы ( хозяина ). Частным случаем является тип молекула в клетке -комплексы кар-церандов. [c.433]

Хотя межмолекулярные силы и играют более или менее существенную роль при образовании аддуктов, однако основное значение обычно имеют геометрические факторы возможные размеры полостей в структуре хозяина и размеры молекул гостя . Грубой моделью образования аддукта может служить заполнение стеклянными шариками пчелиных сот. Возникновение при этом между стеклом и воском дисперсионного взаимодействия еще не дает основания считать заполненные шариками соты [c.159]

Так, например, молекулы оксида серы SO2 внедряются в полости кристаллической решетки гидрохинона, в которой молекулы гидрохинона соединены водородными связями, образуя типичный клатрат. В этом клатрате параметры решетки хозяина , вообще говоря, не зависят от природы молекул гостей , хотя крупные молекулы могут вызвать некоторое искажение решетки. Решетка ве-щества- хозяина в чистом виде (без гостей ) отличается от решетки, свойственной клатратному соединению. Часто не удается получить вещество- хозяин в чистом виде в той форме решетки, какая существует в клатрате. Изменение термодинамических параметров процесса включения гостя в решетку хозяина соответствует убыли энтропии газообразного вещества гостя и возрастанию термодинамической функции, определяющей равновесие (например, энергии Гиббса при постоянных р я Т). [c.271]

Аддукт мочевины с н-гептаном разлагается при 25° С структуры же, образованные мочевиной с высшими н-парафинами, начиная с н-гексадекана, настолько устрйчивы, что не разрушаются при нагревании до 130° С, т. е. вблизи температуры плавления мочевины (132,7°С). Длина цепей молекул-гостей может быть как угодно велика получено соединение включения мочевины с поли-этиленоксидом, молекулярная масса которого достигает 4-10 . Температура плавления этого аддукта на 10° превышает температуру плавления мочевины. В то же время соединения включения с мочевиной при обычных условиях не образуются, если цепи н-парафинов-гостей короче Се при низкой температуре и высоком давлении минимальная длина цепей Сз. Помимо нормальных углеводородов соединения включения с мочевиной образуют спирты, начиная с гексанола кетоны, начиная с ацетона кислоты — с масляной кислоты амины — с гексаметилендиамина н галогенпроиз-водные — с октилгалогенидами. Интересно, что одна-две боковые метильные группы на 12 —24 атома углерода в цепи молекулы-гостя еще не исключают образования его соединения включения с мочевиной. [c.28]

Соединения включения весьма распространены. Клатратами, например, являются так называемые гидраты газов. Они представляют собой кристаллы льда, в междоузельные пространства (см. рис. 50, в) которых включены молекулы СЬ, H2S, SO2, Аг, Хе, СН4 (или других углеводородов) и пр. По внешнему виду эти клатраты напоминают снег или рыхлый лед. Наиболее распространены гидраты газов со средним составом Х-бНаО (X — молекула гостя ). Первым был получен гидрат хлора СЬ-бНгО (Г. Дэви, 1911 г.) при охлаждении насыщенного хлором водного раствора. Этот клат-рат представляет собой желтые кристаллы, которые разлагаются при 9,6° С. [c.111]

Клатратные структуры были впервые обнаружены [33] методом рентгеноструктурного анализа. В этой работе сообш,ается обнаружилось, что молекулы двух веществ могут быть прочно соединены между собой без участия больших сил притяжения между ними, но в результате включения одной из них внутри другой или обеих друг в друге или еще более сложными способами . Согласно другому описанию [34], клатрат представляет собой однофазное твердое вещество, состояш,ее из двух различных компонентов хозяина и гостя молекула гостя удерживается в замкнутых полостях или клетках, образуемых кристаллической структурой хозяина. Обычно такую клетку или полость и заключенную в ней молекулу (или молекулы) рассматривают как элемент структуры. Этот автор отмечает также, что другие вещества, например аддукты, образуемые мочевиной, и комплексы, образуемые цеолитами, структура которых имеет форму открытых с обоих концов каналов, называют иногда клатратами. Однако точнее применять термин клатраты только для трехмерных замкнутых структур. Превосходным примером клатратов могут служить широко известные гидраты газа, в частности, получаемые следующим способом 46 молекул воды образуют кристаллическую решетку с восьмью каналами , вмещающими по одной молекуле метана таким образом, средняя формула гидрата газа СН4-5,75 Н2О. [c.324]

Соединения включения называют также клатратными или просто клатратами. К клатратам, например, относятся так называемые гидраты газов, которые образуются за счет включения в междоузель-ные пространства кристалла льда молекул С1г, СН 4, На5, Аг, Хе, 502 или др. В одной из модификаций льда на 46 молекул воды приходится 8 свободных полостей отсюда средний состав таких кристаллогидратов клатратного типа X 5,75 Н2О, или округленно X 6Н,0 (X — молекула гостя ). Строение газового гидрата этого состава показано на рис. 136, Встречаются также гидраты газов состава X 7,75Н20 (X 8Н.р) [c.262]

В случае, когда внутренние полости замкнуты со всех сторон и молекулы "гостя" расположены как бы в клетках, H nojUisyioT термины клат-ратпые соединения (клатраты) ши клеточные соединения. [c.54]

Создаваемые клатратообразователями полости, внутри которых располагаются молекулы "гостей", классифицируют как туннельные, или канальные, клеточные и слоистые [1,2]. Термин " клатраты" был предложен [I] для описания структуры, в которой молекула "гос- [c.28]

Клатратные соединения. К клатратным соединениям, клатратам, соединениям включения, относят вещества, образующиеся при вхождении, включении, одного соединения в пустоты, полости, кристаллической решетки другого. Клатраты образуются включением молекул гостей в полости кристаллического каркаса, состоящего из молекул другого типа, молекул- хозяев . Образование клатратного соединения происходит, если молекулы- хозяева образуют кристаллическую решетку с полостями, размеры которых достаточно велики для вхождения гостя и в то же время достаточно малы, чтобы не выпустить его из своего окружения. Чаще всего между молекулами двух типов действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы или связи типа водородных. Молекулы включаемых соединений должны кроме размеров обладать также определенной конфигурацией, соответствующей форме полости хозяина . [c.446]

С иодом а-циклодекстрин образует оранжево-желтый клатрат состава а-Ь-ИНгО, где а обозначает а-циклодекстрин. Молекулы иода целиком помещаются в канале одной молекулы а-циклодекстрина. В структуре аддукта последние занимают такие положения, что закрывают друг другу выходы из кач нала (рис. 5). Если молекулы-гости длиннее, чем этот канал, то молекулы а-циклодекстрина располагаются коаксиально и аддукт имеет канальную структуру. Из раствора иода в [c.30]

Аддукт р-циклодекстрина с пиридин-5-фосфатом, существование которого обнаружено по УФ-спектрам, рассматривают как модель аденозинтрифосфатных (АТФ) ферментных систем. Пытаясь объяснить, почему в организмах фосфорилирующее действие АТФ сильнее, чем вне их, в лабораторных опытах обращают внимание на повышение окислительно-восстановительного потенциала, наблюдающееся при образовании соединения включения. Возможно, это имеет место благодаря уменьшению концентрации восстановительных молекул-гостей, которые входят в состав аддукта легче, чем исходные. [c.31]

Состав аддуктов, как правило, не связан с химическими особенностями хозяина и гостя . В общем случае он переменен, так как определяется степенью заполнения полостей хозяина молекулами гостя . По мере повышений этой степени состав стремится к некоторому пределу, отвечающему заполнению всех доступных полостей. Например, в случае гидратов газов таким пределом (практически редко достигаемым) является состав X 5,75Н20. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология