Катализ внутримолекулярный

Первые две стадии реакций контактного окисления, наряду с изложенными выше механизмами, могут протекать по механизму комплексообразования в тех случаях, когда катионы решетки сохраняют свою индивидуальность. Вервей [241 для обратных шпинелей , а затем Морин [25] — для окислов металлов с незапол- ненными З -уровнями электронов указали на такую возможность, объяснив возникновение в таких соединениях электропроводности присутствием в них ионов одного и того же металла в различных валентных состояниях и в эквивалентных позициях кристаллической решетки. Можно предполагать, что подобного рода механизм электропроводности возможен не только для окислов (в том числе и тройных систем окислов [26]), но и для многих полупроводниковых соединений переходных металлов. Базируясь на этих представлениях, Дауден [27 ] рассматривает хемосорбцию на поверхности и явления замещения одного сорбента другим как реакции образования и превращения комплексов по механизму и 8)у2-замещения. Киселев, [28] также рассматривает адсорбцию как процесс поверхностного комплексообразования, когда при возникновении донорно-акцеп-торных связей неподеленная пара электронов лиганда оказывается затянутой на внутренние орбитали атома решетки, являющегос центром адсорбции. При таком механизме адсорбированные молекулы всегда будут в той или иной мере реакционноспособны. Действительно, затягивание неподеленной пары лиганда на внутренние орбитали центрального атома приведет к деформации адсорбированной молекулы и ослаблению внутримолекулярных связей. Отметим попутно, что трактовка Киселева справедливо распространяет электронные представления и на механизм кислотно-основного гетерогенного катализа. Развивая представления теории поля лигандов, Руней и Уэбб [29 ] показали, что механизм реакций дейтеро- бмена, гидрирования и дегидрирования углеводородов на переходных [c.27]

Ранее упоминалось, что высокая эффективная концентрация внутримолекулярных групп — одна из основных причин эффективности ферментативного катализа. Таким образом, функция фермента прежде всего заключается в сближении субстрата с функциональными группами фермента путем связывания с активным центром. При этом происходит изменение энтропии системы. Отсюда следует, что различие при катализе внутримолекулярной реакции и межмолекулярной определяется энтропийным эффектом. При межмолекулярной реакции происходит соединение двух или большего числа молекул в одну, что вызывает увеличение упорядоченности и, следовательно, уменьшение энтропии. [c.210]

Механизм этого процесса представляет собой, таким образом, общий кислотный катализ внутримолекулярного нуклеофильного катализа и подразумевает на скоростьопределяющей стадии реакции одновременное действие двух каталитических групп. Одна из этих групп — соседний карбоксилат-ион, вторая — неионизованная карбоксильная группа. Тщательное изучение пути, по которому карбоксилат может катализировать гидролиз сложного эфира, указывает на особое требование ко второй каталитической группе в случае очень реакционноспособной системы и позволяет предположить механизм, по которому будет действовать фермент, катализирующий гидролиз сложного эфира. Перейдем теперь к рассмотрению особых свойств систем с двумя каталитическими груп-пат и. [c.471]

Эта реакция, вероятно, идет с образованием ионов в качестве промежуточных частиц предполагается, что в данном случае имеет место специфический катализ аминами, действующими как основания [17, 18]. С точки зрения возможности образования внутримолекулярных водородных связей, так же как и специфических взаимодействий с растворителем, такая простая модель едва ли окажется удовлетворительной. [c.436]

В том случае, когда нуклеофил находится в составе той же молекулы, говорят о внутримолекулярном катализе. Поясним это, показав участие аминогрупп в гидролизе эфиров. Катализ может проходить по четырем механизмам [c.197]

Внутримолекулярный кислотно-основной катализ представляет собой эффективный способ ускорения реакций в органических системах. Однако было бы полезно оценить вклад этого вида катализа в ферментативный катализ. Существует принципиальное различие между ферментативными химическими реакциями и реакциями в растворе. Скорость каталитических реакций в растворе описывается уравнениями второго порядка скорость увеличивается с увеличением концентрации катализатора. Реакции [c.209]

Следует учитывать, что исследования Портера и сотр. ио внутримолекулярному катализу проводились с целью выявления различных аспектов функции ферментов, а не с целью воспроизведения ферментативного катализа. Тем не менее иногда именно [c.329]

Внутримолекулярное (псевдомономолекулярное) превращение фермент-субстратного комплекса. Кинетические закономерности катализа в условиях, когда фермент насыщен субстратом (при [КУ] >> К ), несколько другие. В этом случае кинетика ферментативного процесса определяется внутримолекулярным химическим превращением комплекса ХЕ-ЯУ и следует уравнению (2.8). Это уравнение удобно записать по аналогии с (2.17) иначе [c.41]

Для оценки эффективности внутримолекулярного общеосновного катализа сравним константы скорости с аналогичными кинетическими показателями для реакции с участием сложного эфира [c.64]

Исследования многих систем, изучавшихся вначале лишь как модельные, со временем выделились в самостоятельные разделы химии. Так произошло с внутримолекулярными реакциями, катализом полимерами и мицеллами поверхностно-активных веществ. [c.72]

Внутримолекулярный катализ. В этом разделе будут рассмотрены собственно каталитические внутримолекулярные реакции, где одна из функциональных групп (У) в молекуле V—R—X выступает в роли катализатора какого-либо превращения соседней группы X. Такие системы можно рассматривать как близкие модели ферментативных реакций. [c.82]

Пиридоксальфосфат обладает рядом особенностей, которые делают его великолепным катализатором реакций переамипирования. Во-первых, гидроксильная группа идеально расположена для того, чтобы осуществлять общий кислотный и основной катализ. Будучи внутримолекулярным, такой катализ особенно эффективен. Во-вторых, положительно заряженный азот пиридинового кольца действует как сток (акцептор) электронов, понижая свободную энер- [c.434]

Возможность промежуточного образования ангидрида XXV связана с обсуждавшейся в предыдущем разделе повышенной термодинамической стабильностью циклических ангидридов, в частности малеи-нового (XIX). Межмолекулярный катализ гидролиза амидов карбоксильной группой вообще не известен не только по нуклеофильному, но и по какому-либо другому механизму, что создает трудность выбора межмолекулярной реакции сравнения. Кирби [35] выбрал в качестве такой реакции сравнения гидролиз Ы-метилакриламида (при pH 3). Поскольку и в этой реакции не удается обнаружить катализа карбоксильной группой, то сравнение ее скорости со скоростями внутримолекулярных реакций дает фактически нижнюю оценку эффекта ускорения, обусловленного протеканием реакции во внутримолекулярном режиме. Из табл. 18 видно, что уже для незамещенной малеиновой кислоты (К = величина > 2-10 , что практически исчерпывает возможности эффектов сближения и ориентации (см. уравнение 2.30)., Введение одного алкильного заместителя (R = Н, К варьировали от СНд до трет-С Н ) приводит к сравнительно небольшому ускорению. Однако при введении сразу двух заместителей (Н = = СНд) происходит столь резкое ускорение, что величина к- /к , > 5-10 выходит далеко за рамки предсказываемого на основании уравнения (2.30). Столь большой эффект, по мнению авторов [35], связан с тем, что взаимное отталкивание алкильных групп вызывает [c.88]

Кривой Эйгена для e-s-катализа внутримолекулярного амино-лиза S-ацетилмеркаптоэтиламина под действием монофункциональных кислот. Бифункциональный катализатор способен стабилизировать диполярное промежуточное соединение по механизму протонного перескока [уравнение 5.43)], обнаруживая тем самым преимущество перед монофункциональными катализаторами. [c.123]

То обстоятельство, что внутримолекулярный катализ более эффективен, чем межмолекулярный, наводит на мысль о том. Что эффекты ускорения во внутримолекулярных реакциях с участием ионов гидроксония и гидроксида должны быть большими, Рассмотрим три наиболее характерных примера внутримолекулярного общего кислотного катализа, внутримолекулярного общего основного катализа и внутримолекулярного нуклеофильного катализа. Благодаря внутримолекулярному общему кислотному катализу константа скорости гидролиза о-карб-оксифенил-В-р-глюкозида в Ю" раз превышает константу скорости катализируемого ионами гидроксония гидролиза этого же гликозида при рН З,5. Внутримолекулярный общий основной гидролиз п-нитрофенил-5-нитросалицилата дает Ю чкратный выигрыш в скорости по сравнению с катализируемым гидроксид-ионом гидролизом п-нитрофенил-2-метокси-5-нитробензоата при рН б. При гидролизе п-нитрофенил-4-Ы,Ы,-диметиламино-бутирата внутримолекулярный нуклеофильный катализ диметиламиногруппой увеличивает константу скорости в 10 раз по сравнению с константой скорости гидрвлиза п-нитрофенилацетата под действием гидроксид-ионов при pH 8. Такие высокие ускорения реакций в нейтральных средах позволяют объяснить наблюдаемые ускорения катализируемых ферментами химиче- [c.274]

В своем первоначальном виде этот метод требовал применения очень жестких условий (обычно [266] амид натрия или трет-бутоксид калия при 250—350 °С) основного катализа внутримолекулярной конденсации дезакгиви- [c.455]

Наконец, описано [1090] весьма необычное внутримолекулярное присоединение в условиях межфазного катализа амида азота, полученного in situ, к алленовому эфиру. [c.219]

Большинство данных по дейтерообмену указывает,, что в отсутствие газообразного водорода изомеризация протекает с внутримолекулярным 1—>-3-переходом атома Н. Ряд работ, подтверждающих этот выход, приведен на стр. ИЗ. Предположения о внутримолекулярном 3—)-2- и 2—-переходе атома Н при катализе л-комплексами высказаны лишь Дэвисом [52] на основе изучения изомеризации СНз—(СНг)4—СНО—СН = СН2 в растворе СНз— OOD. Это предположение было проверено [61] при изоме- ризации гексена-1, дейтерированного у О и С , и использовании ЯМР-спектров. Оказалось, что перемещения О внутри молекулы олефина в ходе изомеризации с комплексами Pd не происходит, а дейтерообмен с катализатором и растворителем не связан с изомеризацией. Таким образом, для гидридов и для я-комплексов в отсутствие водорода изомеризация протекает как внутримолекулярный процесс при координации молекул катализатора и олефина. [c.116]

ВОЗМОЖНОСТИ, например в медицинской химии в направлении рационального создания лекарственных препаратов. Поскольку исчерпывающее описание применения органических реакций для биомоделирования — весьма трудоемкая задача, ограничимся в настоящем обсуждении лищь несколькими существенными примерами, которые помогут показать преимущества биоорганических моделей, а такх е сформулировать проблемы, возникающие при этом. В гл. 4 дается более полное представление о эффекте сближения при внутримолекулярном катализе. [c.17]

При этом возможны три внутримолекулярных механизма два из них включают нуклеофильную атаку капбоксилатом и олин — внутримолекулярный общскислотный катализ. [c.241]

Чтобы лучще понять механизм действия пиридоксаль-Р, остановимся подробно на реакции (7-3) превращение гомосеринфосфата в треонин. Это реакция элиминирования—гидратации. Первый процесс (рис. 7.10) включает альдимин кетиминную таутомерию-объект внутримолекулярного общего кислотного катализа близлежащей оксигруппой, за которым следует медленное расщепление С—Н-связи. Определяет скорость последняя стадия. [c.438]

Из уравнения (2.21) видно, что термодинамически эффективность ферментативного катализа определяется разницей свободных энергий межмолекулярного (при образовании комплекса Михаэлиса) и внутримолекулярного (в переходном состоянии реакции) образования связи Е-Я. Следовательно, в количественном отношении кинетическая роль комплексообразования Е Н в ускорении ферментативной реакции представляется несколько иной, чем в кинетическом режиме второго порядка (уравнение 2.19). Однако и здесь движущей силой катализа остается свободная энергия взаимодействия Е-Н именно в переходном состоянии реакции (а не в промежуточном комплексе). Действительно, чем более термодинамически выгодным будет внутримолекулярное взаимодействие Е-К в активированном состоянии (чем более отрицательные значения примет величина АОз внутр). тем более благоприятным должно быть отношение VI/ии для ферментативной реакции [см. (2.21)]. Это связано с тем (см. рис. 12), что барьер свободной энергии активации ферментативной реакции (ДО/. внутр) в этом случае уменьшается (по сравнению с ДОи) и, следовательно, скорость процесса [уравнение (2.20)] возрастает. Наоборот, при заданном значении ДО .ппутр термодинамически более благоприятное взаимодействиеЕ -Н в исходном состоянии реакции (фермент-субстратный комплекс ХЕ-КУ) будет тормозить ее протекание. Так, более отрицательные значения Д(3 приводят к неблагоприятным значениям VI /иц в отношении ферментативного процесса [уравнение (2.21)]. Это связано с тем, что активационный барьер Д01% утр (см. рис. 12), определяющий скорость превращения фермент-субстратного комплекса [уравнение (2.20)], при этом возрастает. [c.41]

Это означает, что свободная энергия внутримолекулярного (в переходном состоянии) гидрофобного взаимодействия Е-Н (т. е., величина Д <55%нутр. которая и определяет эффективность катализа) фактически пропорциональна свободной энергии переноса (экстракции) группы Н из воды в органический растворитель (АОэкстр)- [c.44]

Некоторые примеры рассмотрены нами в гл. П1, где показано, что в зависимости от степени сближения и ориентации реагирующих групп X и Y в соединении X—R—Y отношение kilk2 принимает значения до 10 М. Аналогичные эффекты ускорения следует ожидать (и они должны быть) также и в механизме ферментативного катализа (при внутримолекулярном превращении фермент-субстратного комплекса XE-RY). [c.52]

Казалось бы в таком случае, что эффективность ферментативного катализа должна возрастать при увеличении потенциальной свободной энергии внутримолекулярного взаимодействия ( AG ,gnyrj,p ). Это действительно происходит в ферментативных реакциях второго порядка (см. 2 этой главы), однако при [RY] Ks, когда исходное состояние реакции — это фермент-субстратный комплекс, такое требование не достаточно. Из (2.32) видно, если более благоприятные условия для сорбции (при изменении, например, структуры субстрата) приводят одновременно (и в той же мере) к увеличению также и прочности образующегося комплекса XE-RY (к более отрицательным значениям AG ), эффект [c.57]

Неблагоприятных энтропийных затрат, свойственных межмолеку-лярным взаимодействиям высокого кинетического порядка, можно избежать (хотя бы частично), если реакционные компоненты включить уже в исходном состоянии реакции в состав одной молекулы (за счет эффектов сближения и ориентации см. 3 этой главы). В качестве примера рассмотрим внутримолекулярный общеосновной катализ гидролиза сложноэфирной [c.64]

Ясно одно, что по аналогии с эффектами, обнаруженными во внутримолекулярных неферментативных реакциях, включение в переходное состояние дополнительной функциональной группы, действующей по механизму общеосновного (или общекислотного) катализа, в принципе может ускорить реакцию в сотни или даже тысячи раз. Существуют по крайней мере две причины, в силу которых эффекты общего кислотно-основного катализа могут оказаться в ферментатив- ных системах еще более действенными, чем в неферментативных внутримолекулярных реакциях. [c.66]

Скорость реакции, измеренная по выделению аниона R0", равна скорости образования промежуточного циклического ангидрида. Таким образом, здесь идет циклизация. Сопоставление экспериментальных данных для реакции (3.2) (табл. 16) с кинетическими показателями реакции лактонизации (см. табл. 13) показывает, что эти реакционные системы схожи в них приблизительно одинаковы как характер изменения структуры реагентов, так и величина наблюдаемых эффектов. Очевидно, одинаковы должны быть и причины ускорения реакций [27]. Сравнение констант скоростей внутримолекулярного процесса, приведенных в табл. 16, с соответствующими величинами для межмолекулярной реакции осложнено тем, что гидролиз замещенных фенил-ацетатов под действием ацетат-иона скорее всего идет по механизму общеосиовного катализа, а не путем нуклеофильной атаки с промежу- [c.82]

Скорость реакции (3.3) не зависит от pH выше рКа карбоксильной группы и в 180 раз превышает величину, наблюдаемую для гидролиза ацетилметилсалицилата (соединение, в котором карбоксильная группа этерифицирована и, следовательно, не может ионизироваться и выступать в роли катализатора). Это доказывает существование внутримолекулярного катализа в реакции (3.3) [29, 301. [c.85]

Чтобы различить механизмы (Б) и (В), также можно использовать иной подход, основанный на замене воды другим нуклеофилом, например семикарбазидом, гидроксиламином, метиламином и т. д., для которого участие в реакции в той или иной ионной форме было бы более определенным, чем для воды, которая может реагировать как в виде Н2О, так и ОН. Кинетичес1 ий анализ этой системы показал, что действительно предпочтение следует отдать механизму общеосновного катализа (Б) с внутримолекулярным участием карбоксилатного иона [321. [c.86]

Существует ли внутримолекулярный катализ недиссоциированной карбоксильной группой Динитроаспирин в кислой форме гидроли-лизуется в 28 раз быстрее, чем в анионной, и в 200 раз быстрее своего метилового эфира [34]. Для незамещенного аспирина катализ —ССЮН группой также существует, но выражен слабее (скорость гидролиза в 16 раз выше, чем для метилового эфира) [29]. [c.87]

Примеры внутримолекулярного катализа карбоксильной группой в гидролизе ацеталей и фосфатов можно найти в [29, 37, 381. [c.90]

Катализ амидной группой. Амидная группа — наиболее распространенная функциональная группа белков, поэтому ее возможное участие в качестве компонента активных центров ферментов вызывает несомненный интерес. По своим физико-химическим свойствам амидная группа весьма инертна. Это слабая кислота и слабое основание. Например, значение р/Са1 сопряженной кислоты ацетамида равно —0.48, а рЛ[ а2 = 15,1 [29]. Каталитические свойства амидной группы в межмолекулярных гидролитических реакциях неизвестны, однако она способствует значительному ускорению внутримолекулярных реакций. [c.90]

Углубленный курс органической химии Книга 1 (1981) -- [ c.310 ]

Биоорганическая химия ферментативного катализа (1987) -- [ c.0 ]

Курс физической органический химии (1972) -- [ c.540 ]

Химия протеолиза Изд.2 (1991) -- [ c.130 , c.131 , c.132 , c.133 , c.134 , c.135 , c.136 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология