Конформационное константа

По аналогии с понятием конформационная свободная энергия [41], определяющим избыток свободной энергии данной конформации по отношению к конформации, обладающей минимальной свободной энергией, значение АО удобно определять термином структурная или (для случаев, когда рассматриваются лишь геометрические изомеры) конфигурационная свободная энергия . Константа равновесия этой реакции определяется уравнением [c.135]

В таблице 7 приведена температурная зависимость констант скоростей прямой и обратной реакций конформационного изменения молекулы а-химотрипсина [7]. Вычислить значения стандартных энтальпии и энтропии активации прямого (й/) и обратного (кг) процесса. [c.255]

В таблице 11 приведена температурная зависимость эффективной константы скорости инактивации а-химотрипсина под действием ультразвука [1]. Найти температуру конформационного перехода (Тс) и рассчитать значения энтальпии и энтропии кон- [c.257]

В таблице 12 приведена температурная зависимость эффективной константы скорости инактивации а-трипсина под действием ультразвука. Найти температуру конформационного перехода и рассчитать значения энтальпии и энтропии конформационного перехода активного центра фермента. [c.258]

Рис. 116. Определение температуры конформационного перехода активного центра а-химотрипсина по температурной зависимости эффективной константы скорости инактивации фермента под действием ультразвука

Рис. 117. Определение температуры конформационного перехода активного центра а-трипсина по температурной зависимости эффективной константы скорости ультразвуковой инактивации фермента

Вицинальные константы и константы более далекого взаимодействия спинов зависят от пространственного строения фрагментов (молекул). Например, по константам V идентифицируются цис-, транс-, UH-, анти-, поворотные и конформационные изомеры (см. табл. 1.7 и рис. 1.10) при условии статической изомерии, т. е. когда потенциальные барьеры изомеризации достаточно велики. Имеется также возможность изучения методом спектроскопии ЯМР, в частности, по константам спин-спинового взаимодействия хиральности молекул. [c.36]

Для установления роли данных ионогенных групп лизоцима в катализе и (или) в поддержании каталитически активной конформации активного центра в работе [64] была изучена рН-зави-симость инактивации лизоцима нод действием ультразвука. Как видно из рис. 22, группа с рК 5,0, контролирующая каталитическую активност лизоцима, не проявляется в рН-зависимости константы скорости инактивации фермента под действием ультразвука. Следовательно, протонирование этой группы не приводит к какому-либо существенному конформационному изменению в активном центре лизоцима, хотя и делает фермент каталитически неактивным. С другой стороны, ионогенные группы фермента с рК<2 и рК в области 9—11 контролируют конформационную [c.199]

По изменению и усреднению констант спин-спинового взаимодействия, которые определяются временем жизни различных конформаций, можно определять скорость конформационных переходов, скорость внутреннего вращения. [c.321]

Конформационные эффекты влияют не только на константы спин-спинового взаимодействия, как это отмечалось выше, но также и на положение сигналов в спектрах ЯМР. Обобщая имеющиеся данные. Прайс [66] сформулировал эмпирическое правило, согласно которому каждая свободная электронная пара, находящаяся в скошенном положении по отношению к протону, сдвигает сигнал ЯМР этого протона на 1,7 м. д. в сторону слабого поля. Иллюстрацией примене- ния этого правила могут служить сдвиги сигналов протонов в эфирах, например [c.260]

Определение констант скорости в конформационных переходах и в обменных реакциях. С помощью метода ЯМР можно легко изучать кинетику медленно протекающих реакций, применяя обычную аналитическую методику для измерения концентраций реагентов и продуктов реакции по площади линии поглощения. Однако для измерения требуется о оло 1 мин, т. е. этим способом невозможно исследовать кинетику быстро превращающихся частиц. [c.269]

Изучение конформационных изменений. Рассмотрим определение констант скоростей взаимного превращения кресло — кресло в циклогексане [c.270]

Ниже рассмотрены некоторые применения метода протонного магнитного резонанса высокого разрешения для решения различных химических задач. Расшифровка структуры молекул при помощи метода ЯМР разобрана довольно кратко, более подробно рассмотрено применение ЯМР для изучения химических процессов и, в частности, процессов комплексообразования, конформационных переходов и протонного обмена. Метод ЯМР позволяет определить константы равновесия, константы скоростей и термодинамические характеристики указанных процессов. Такого рода исследований сравнительно немного и методика получения кинетических характеристик химических процессов разобрана менее детально, чем расшифровка спектров. [c.115]

Определение констант скорости в конформационных переходах и в обменных р еакциях [c.131]

Расчетно-теоретическим способом можно получить многие химические и физические характеристики молекул, включая конформацион-ные свойства, барьеры внутреннего вращения, относительные устойчивости различных изомеров или же различных электронных состояний. Можно рассчитать также некоторые константы, относящиеся к электронным и колебательным спектрам, а также другие параметры. Мы рассмотрим только одну из возможных характеристик молекул-ее равновесную геометрию. На сегодняшний день высококачественные расчеты геометрического строения молекул, состоящих из относительно легких атомов, обладают такой же достоверностью, как и наилучшие экспериментальные данные. Однако следует иметь в виду, что расчеты дают нам равновесную геометрию, в то время как различные экспериментальные методы приводят к некоторой эффективной геометрии молекулы, усредненной по внутримолекулярным колебаниям. В зависимости от величины этих колебаний и от их влияния на строение молекулы равновесная и усредненная структуры могут различаться в разной степени. Результаты расчетов становятся менее достоверными, [c.308]

Полиморфизм — это существование различных кристаллических модификаций у полимера одного химического строения. Различные модификации отличаются по кристаллографическим параметрам (константам и/или углам решетки) и поэтому имеют различные элементарные ячейки. Полиморфизм может быть обусловлен конформационными различиями в цепных молекулах и различной упаковкой молекул, имеющих одинаковую конформацию. [c.77]

В циклогексановом ряду конфигурационная изомеризация изучена особенно широко. Скорость достижения термодинамического равновесия в ряду гомологов циклогексана зависит от природы и активности катализаторов, условий проведения реакции и свойств исходных изомеров. Так, Ватерман и сотр. показали [28], что цис-и транс-, 3- и 1,4-диметилциклогексаны в присутствии катализатора Ni/кизельгур при 170—180°С и давлении водорода (7—8)-10 Па быстрее достигают термодинамического равновесия, чем 1,2-диметил-циклогексаны. Под действием скелетного никеля транс-1,2-диметил-циклогексан быстрее достигает равновесия, чем соответствующий цис-изомер. Аллинджеру с сотр. принадлежит серия работ [29—34], посвященных конформационному анализу стереоизомерных гомологов циклогексана, которые с помощью конфигурационной изомеризации в присутствии Pd-катализатора обратимо превращаются друг в друга. Состав термодинамически равновесных смесей, образующихся при этом, позволил авторам рассчитать константы равновесия, значения ряда термодинамических функций, а также энергий взаимных переходов различных конформеров. [c.76]

Вместе с тем, если для реакции 1,2-цис—>-1,2-транс характерно выделение тепла и высокая константа равновесия, то для аналогичной реакции 1,3-диалкилзамещенных — поглощение тепла и низкая константа равновесия. Соответственно в равновесных смесях 1,2-диалкилзамещенных будет больше трансизомера, а в смесях 1,3-диалкилзамещенных — цис-изомера. Различная термодинамическая устойчивость транс- и цис-изо-меров в зависимости от расстояния между алкильными заместителями объясняется с позиций конформационного анализа высокой устойчивостью только таких структур, в которых минимально отталкивающее взаимодействие несвязанных атомов. Ясно, что такое взаимодействие будет весьма значительным для 1,2-цис-, но не для 1,3-цис-структур. Расчеты показывают, что в 1,2-диметилциклопентанах содержание цис-изомера составляет только 5%, в то время как для 1,3-диметилзамещен-ных —уже 62%. Отметим сразу, что с позиций конформационного анализа трудно объяснить большую термодинамическую устойчивость 1,3-цис по сравнению с 1,3-транс-изонерами. В экспериментальных исследованиях достигаемое соотношение этих изомеров близко к единице [35, 36], вследствие чего нет уверенности в точном определении термодинамических параметров [c.196]

Ядерный магнитный резонанс веществ, находящихся в растворе, позволил исследовать параметры спектра и получил название ЯМР-сиектроскопии высокого разрешения. К середине 50-х годов-были разработаны теоретические принципы применения метода для самых разнообразных задач химии. В настоящее время быстро развивающаяся техника и методы эксперимента в ЯМР-спектроско-пни выявили необходимость использования импульсных методов, наряду со стационарными. Разработка серийных устройств, регистрирующих спектры высокого разрешения методом Фурье преобразования, дало возможность сократить время эксперимента и в ряде случаев получать более обширную информацию по сравнению с неимпульсными методиками. Метод ЯМР (как в импульсном, так и в стационарном варианте) позволяет определить константы равновесия, константы скоростей и термодинамические хара ктеристики процессов комнлексообразования, конформационных переходов и протонного обмена. [c.253]

Наблюдаемая скорость характерна для реакции истинно второго порядка, что указывает на стехиометрию 1 1. Из-за плохой растворимости кинетика насыщения не измерялась ни / кат, ни Кт не были установлены удалось оценить лишь константы скорости второго порядка. Пространственная структура образующегося в результате продуктивного связывания тетраэдрического соединения свидетельствует о том, что между субстратом и стероидными кольцами возможно эффективное гидрофобное связывание. Достоинством этой системы является малая конформационная нодвих<ность как субстрата, так и катализатора. [c.314]

Механизмы искажения полос ИК-поглощения напряженных полимеров детально исследовались Губановым [7—9], Кособу-киным [13], Веттегренем и Новаком [15], а также Вулом [36]. Авторы этих работ пришли к общему согласию, что искаженный профиль полосы ИК-поглощения D(v) может быть связан с большим числом независимых осцилляторов, с сильным перекрытием полос поглощения, максимумы которых имеют различные частотные сдвиги. Показано, что возможные причины сдвига частоты отдельных осцилляторов под напряжением связаны с квазиупругим деформированием гармонического осциллятора (уменьшением силовой константы под действием напряжения), с увеличением упругости угловых связей, с изменениями конформационных состояний сегментов и образованием дефектов. В работах [4—16, 36] показано, что при малых деформациях первым трем механизмам вполне соответствует линейная зависимость частоты от молекулярного напряжения 1 5 [c.231]

Константы равновесия в том и другом случае отличаются незначительно (в 2—4 раза). В то же время при переходе от профлавина к родамину 6Q процесс комплексообразования красителя с активным центром замедляется почти в 10 paat Структуры молекул этих лигандов различаются в основном лишь тем, что молекула родамина 6Q содержит дополнительное бензольное кольцо. Как показало изучение температурной зависимости кинетики комплексообразования, энергия активации этого процесса порядка 17 ккал/моль (71,4 кДж/моль). С другой, стороны, известна, что энергия активации процессов, контролируемых диффузией, не превышает, как правило, 5 ккал/моль (21 кДж/моль) [62, 63]. Поэтому следует заключить, что образование комплекса химотрипсина с более объемной молекулой родамина 6G возможно лишь в результате конформационных изменений в молекуле фермента. Такой механизм (1.8) комплексообразования органических молекул с белками, по-видимому, весьма распространен. [c.31]

Схема (10.28) может быть интерпретирована таким образом, что субстрат при связывании индуцирует каталитически неаетивное конформационное состояние фермента, концентрация которого регулируется ионотенной группой с константой диссоциации К ь- [c.243]

На практике анализ зависимостей констант скоростей ферментативных реакций от температуры проводится аналогично анализу температурных зависимостей неферментативных реакций (см. гл. 4). Однако зачастую для реакций, катализируемых ферментами, график в координатах (1п к, 1/Г) или (1пА/7 , 1/Г) имеет вид линии с изломами. Наличие подобных изломов на аррениусовской зависимости можно объяснить как смено лимитирующей стадии реакции при изменении температуры, так и переходом активного центра молекулы фермента в узком температурном интервале в другое конформационное состояние со сменой активационных параметров реакции. [c.250]

Такое переплетение влияния различных эффектов и факторов на протекание большинства, в том чи"сле простейших по химизму, реакций в полимерах приводит к затруднению их количественного описания. Углубленное количественное описание проведено к настоящему времени на примерах реакций термической деструкции, окисления полимеров, ряда полимераналогичных реакций с учетом эффекта соседних звеньев и формирующейся композиционной неоднородности продуктов (гидролиз, хлорирование и др.), многих межмакромолекулярных реакций и формирования сетчатых структур в полимерах. Чисто химические аспекты изучены значительно больше в реакциях типа полимер — низкомолекулярное вещество по сравнению с реакциями полимер — полимер. При этом следует иметь в виду, что получаемые при количественном описании хи мических реакций полимеров константы их скоростей часто за висят от условий проведения реакций (тип растворителя, темпе ратура и др.), так как эти условия влияют на конформационные надмолекулярные и другие эффекты, которые, как было показано в свою очередь определяют возможность и степень протекания той или иной реакции. Наиболее сложными для количественного описания являются твердое и вязкотекучее состояния полимеров, концентрированные растворы, т. е. состояния, где проявляется межмолекулярное взаимодействие, переходы от полимераналогичных к внутримолекулярным и межмакромолекулярным взаимодействиям, что приводит к получению различных по физическому [c.229]

Во многих случаях для определения конфигурации диастереомеров их переводят в циклические производные, уменьшая тем самым конформационную подвижность. Из трео-v. эритро-форм в этом случае получают производные, различающиеся ориентацией заместителей относительно цикла. Эту ориентацию довольно легко установить методом ЯМР, используя общую закономерность чем ближе друг к другу находятся взаимодействующие протоны, тем меньше константы спин-спинового расщепления. Так, например, трео- и эритро-диастереомеры соединения XVII дают при действии иодистого [c.183]

Поскольку в этих вопросах постоянно возникает путаница, полезно еще раз подчеркнуть существуют два различных вещества — мезо-форма дихлорстильбена и его рацемическая форма Эю действительно разные вещества с разными константами, разными свойствами. Каждое из этих веществ в принципе представляет собой набор нескольких конформационных форм. Отметим также, что здесь не две энергетически отличные конформации, как это было во многих рассматривавшихся до сих пор примерах, а три конформации, вероятность существования которых нам и предстоит оценить. [c.263]

В настоящее время метод остановленной струи широко применяется для решения многих задач химической кинетики установление механизмов химической реакции, определение стадий, лимитирующих протекание реакции обнаружение промежуточных комплексов, определение кинетики ферментативных реакций, установление числа и концентрации активных центров фермента, изучение быстрых конформационных переходов в белках и нуклеиновых кислотах. Метод требует быстрой регистрации это единственное существенное ограничение его применимости. Особое внимание при применении метода остановленной струи необходимо уделять тер-мостатированию, так как разница в температурах в кювете наблюдения и растворе смеси реагентов может привести к большим оптическим ошибкам, затрудняющим установление механизма наблюдаемой реакции. Точность определения констант скоростей данным методом примерно такая, как и при обычных спектрофотометрических измерениях кинетики химических реакций. [c.28]

Правило Ауверса — Скита. — Луверс (1925) и Скита (1925) обнаружили зависимость между физическими свойствами веществ, которую они сформулировали в виде правила, позволяющего предсказывать направление гидрирования в кислой и основной среде. Выраженное в терминах конформационной устойчивости (а не цис-транс-взаимоотношений) и безотносительно к способу образования, правило Ауверса—Скита гласит, что из пары циклических цис-транс-изомеров тот, который имеет меньший показатель преломления и меньшую плотность (а часто и более низкую температуру кипения), обладает большей конформационной устойчивостью (Келли, 1957). Приведенные в табл. 8 данные о дкметилциклогексанах показывают, что во всех случаях более устойчивый диэкваториальный изомер имеет более низкие константы. [c.54]

ЯМР высокого разрешения — один из важнейших методов качеств, и количеств, анали.за сложных смесей, а также исслелонаиия строения и реакц. способиости молекул. Форма ССВ-мультиилетои позволяет определять также изомерный состав в-ва. Зависимость хим. сдвига и констант ССВ от строения молекул — основа конформационного анализа, [c.726]

Наконец, на константы спин-спинового взаимодействия вс многих молекулах оказывают влияние конформационные равновесия, и -наблюдаемые значения являются-средневзвешенными величинами от параметров различных конформеров. То ж( справедливо, конечно, и в отношении химических сдвиго (см. гл. VHI). [c.60]

Влияние заместителей. На величины / оказывают влияние заместители как в а-, так и в р-положении. В табл. IV. 10 представлены характерные данные. Можно видеть, что введение электроотрицательных заместителей к метиленовому атому углерода приводит к смещению геминальной константы 2/ин в область более положительных значений. При этом для метиленовой группы с яр -гибридным углеродом абсолютное значение константы уменьшается. В полизамещенных метанах влияние заместителей в первом приближении аддитивно. Под влиянием кислорода геминальная константа в этиленоксиде становится положительной. Особенно большое положительное значение в формальдегиде обусловлено дополнительным влиянием не-поделенных электронных пар атома кислорода. В случае гибридизованной метиленовой группы имеет значение также ориентация неподеленных электронных пар относительно рассматриваемых связей С—Н. Этот эффект прослеживается при сравнении значений /нн в 1,3-диоксане и конформационно более жестком диоксолане формальдегида. [c.116]

Рассуждая тем же способом, можно предсказать, что в случае гиперконъюгативного взаимодействия с акцептором электронов уменьшится вклад С и увеличится вклад В, а вклады Л и ) в первом приближении опять не изменяется. Но из-за меньшей разности энергий изменения вклада С будут иметь большее значение и константа взаимодействия станет более отрицательной. Это также подтверждается экспериментально (табл. IV. 10, рис. IV. 21). Резкое увеличение величины геминальной константы в формальдегиде представляет особенно впечатляющий пример применимости простой МО-модели. Здесь — /-эффект атома кислорода и гиперконъюгативный перенос заряда с несвязывающих орбитателей неподеленных электронных пар на группу СНг усиливают друг друга. Аналогичным образом гиперконъюгация в циклических простых эфирах приводит к положительным изменениям /. Наконец, с этих позиций становится понятной и описанная выше конформационная зависимость влияния я-связей и свободных электронных пар на /. Их электронное взаимодействие с орбиталью Та определяется величиной СОЗ где ф — угол между осью г и осью орбитали заместителя. [c.121]

Для гомоаллилъной константы /нн, наблюдаемой в структурных фрагментах НС—С=С—СН, конформационная зависимость совершенно аналогична только что обсуждавшейся выше для /. Однако, поскольку /(л ) имеет положительный знак (см. уравнение IV. 35), а- и я-вклады в складываются. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология