Водородная связь и нерастворимость

Феноло-формальдегидные полимеры содержат гидроксильные группы, которые не участвуют в реакции поликонденсации. Эти группы вступают в реакции, характерные для гидроксильных групп низкомолекулярных фенолов. Однако сетчатая структура макромолекул полимера, наличие водородных связей, нерастворимость полимера затрудняют проникновение реагентов к функциональным группам. [c.445]

Описанная структура полимера ведет себя подобно коагуляционной структуре. Сходство в поведении этих структур заключается в том, что для них характерны химические связи внутри частиц и на порядок меньше межчастичные взаимодействия. С увеличением полярности макромолекул уменьшается их гибкость, а для межмолекулярных взаимодействий становятся характерными все три типа сил Ван-дер-Ваальса. Наличие таких функциональных групп, как 0Н, —СООН, —ЫНг, обусловливает возникновение более прочных водородных связей. С ростом межмолекулярного притяжения полимер превращается в более твердое, менее эластичное и даже хрупкое вещество, теряющее плавкость и растворимость. Полимеры с химическими связями между макромолекулам (пространственные) нерастворимы и неплавки при нагревании. По свойствам они соответствуют конденсационным структурам. [c.391]

Образование водородных связей играет важную роль в некоторых биологических системах. Интересна структура полипептидной цепи, свойственной многим белкам, которая стабилизирована с помощью водородных связей. Полипептидная цепь изогнута в виде спирали так, что между отдельными витками возникают водородные связи N—И.... ..0=С (рис. П1.38). При нагревании белка водородные связи рвутся, полипептидная цепь раскручивается, теряя упорядоченное строение, и белок денатурирует, превращаясь в нерастворимый коагулят. [c.208]

Различные надмолекулярные образования и структуры в полимерах также существенно влияют на характер протекания химических реакций. Так, скорости реакций целлюлозы существенно зависят от ее морфологии. Многие реакции модификации целлюлозы протекают гетерогенно, так как она нерастворима или частично растворима в реакционной среде. Реагент часто вообще не достигает некоторых гидроксильных групп в молекуле целлюлозы, прочно соединенных водородными связями [c.222]

Высшие спирты нерастворимы в воде. Спирты, так же, как и вода, — ассоциированные высококипящие жидкости (табл. 8), что обусловлено наличием водородных связей [c.319]

Полипептидные цепи фибриллярных белков имеют форму спирали, которая закреплена расположенными вдоль цепи внутримолекулярными водородными связями. В волокнах фибриллярных белков закрученные пептидные цепи расположены параллельно оси волокна, они как бы ориентированы относительно друг друга и имеют высокую степень асимметрии. Фибриллярные белки плохо растворимы или совсем нерастворимы в воде. При растворении в воде они образуют растворы высокой вязкости. К фибриллярным белкам относятся белки, входящие в состав тканей и покровных образований. Это миозин — белок мышечных тканей коллаген, являющийся основой седимента-ционных тканей и кожных покровов кератин, входящий в состав волос, роговых покровов, шерсти и перьев. К этому же классу белков относится фиброин натурального шелка, хотя по своей структуре он отличается от других фибриллярных белков. Пептидные цепи фиброина имеют не спиралевидную, а линейную форму они соединены друг с другом межмолекулярными водородными связями, что и определяет, по-видимому, высокую механическую прочность натурального шелка. [c.374]

Простые углеводы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества, однако некоторые из них известны только в виде вязких сиропов. Часто при попытке выделить сахар в кристаллическом виде сталкиваются с большими трудностями (ср. очень медленную кристаллизацию меда или золотого сиропа , являющегося пересыщенным раствором глюкозы и сахарозы). Благодаря возможности образования водородных связей между многочисленными гидроксильными группами сахара, как правило, образуют более твердые кристаллы, чем обычные органические соединения. Они очень хорошо растворимы в воде, умеренно растворимы в этаноле и совсем нерастворимы в таких апротонных растворителях, как эфир, хлороформ или бензол. [c.265]

Небольшие органические молекулы, находящиеся в живых тканях, можно разделить на две большие группы. Одна из них включает водорастворимые вещества, такие, как аминокислоты и сахара, нерастворимые в апротонных растворителях (хлороформе или эфире). Другая группа охватывает жирорастворимые вещества, которые растворяются в хлороформе, эфире или других органических растворителях, но обычно не растворяются в воде. Эти соединения носят общее название липиды. Ясно, что такое грубое разделение, основанное на способности к растворению в определенных типах растворителей, не учитывает общие специфические структурные особенности соединений. Внутри каждой обширной группы веществ можно выделить ряды соединений с общими функциональными группами и характерными структурными особенностями. Низкая растворимость в воде предполагает, что в липидах преобладают неполярные (т. е. углеводородные) фрагменты, а высокополярные группы и группы, обладающие способностью образовывать водородные связи, или вообще отсутствуют, или составляют незначительную часть молекулы. Среди соединений, входящих в класс липидов, встречается немало таких, которые имеют чрезвычайно большое значение для биологии. К ним относятся витамины А и О (разд. 22.2) и стероидные гормоны (разд. 22.2), находящиеся в следовых количествах и все вместе составляющие лишь очень малую часть от общего содержания липидов в любой живой системе. [c.329]

Так, поверхность кварца хорошо смачивается водой, но кристалл горного хрусталя самопроизвольно не диспергируется ни в воде, ни в водных растворах. Лиофобных систем подобного типа (оксидов, нерастворимых солей и др.) чрезвычайно много. Поскольку этот обширный класс не получил еще общего названия, целесообразно называть лиофилизированными лиофобные дисперсные системы с лиофильной поверхностью раздела фаз . Она может быть лиофильной как по своей природе (например, оксид, взаимодействующий с водой посредством водородных связей), так и в результате модификации поверхности (например, путем адсорбции дифильных или полимерных молекул— см. раздел ХП1.6). [c.253]

Появление в составе покрытия карбоксильных групп наряду с фенольными гидроксильными придает ему растворимость в водном растворе МаОН. Нерастворимость (до облучения) покрытия в водных растворах щелочей объясняется возникновением химической связи между фенольным полимером и сенсибилизатором [26] или, быть может, сильными водородными связями между гидроксильными фенольными и карбонильными группами. [c.269]

Крахмал, амилоза, амилопектин нерастворимы в холодной воде, спирте, эфире. При нагревании в воде зерна крахмала разрушаются и образуются клейстеры. Сначала крахмальные зерна в воде незначительно обратимо набухают, затем при повышении температуры — сильно и необратимо набухают, увеличиваются в объеме в сотни раз, повышают вязкость растворов (разрыв водородных связей и гидратация макромолекул), на последней стадии — растворимые полисахариды переходят-в раствор, зерна теряют форму, могут разрушаться и суспендировать в раствор. При этом вязкость клейстера сильно увеличивается. Интервал температуры клейстеризации различных пищевых крахмалов показан в табл. 13. [c.32]

Липиды представляют собой вещества, растворимые во многих органических растворителях (не содержащих групп, способных образовывать водородные связи), но нерастворимые или очень мало растворимые в воде. Многие липиды — важные компоненты растительных и животных организмов. Эти вещества — производные жирных кислот и сложных спиртов. [c.405]

Амилоза с йодом дает синее окрашивание, амилопектин фиолетовое. Разделение их может быть произведено путем избирательной адсорбции амилопектина на гидроокиси алюминия или связыванием амилозы в нерастворимые комплексы со спиртами, фенолами, жирными кислотами или любыми водорастворимыми соединениями, которые дают с крахмалом водородные связи [110]. [c.173]

Адсорбция ферментов на нерастворимых носителях. При адсорбционной иммобилизации белковая молекула удерживается на поверхности носителя за счет электростатических, гидрофобных, дисперсионных взаимодействий и водородных связей. Адсорбция была первым методом иммобилизации ферментов (Дж. Нельсон, [c.88]

Такие полимеры со свободными карбоксильными группами растворимы в растворителях, способных к образованию водородных связей с карбоксильной группой (ДМАА, пиридин, лс-крезол, циклогексанон, ТГФ, диоксан) и нерастворимы в хлорированных углеводородах. [c.199]

Хотя алкилгалогениды — полярные соединения, они нерастворимы в воде, вероятно, вследствие того, что они не способны образовывать водородные связи. Они растворимы в обычных органических растворителях. [c.443]

Простейшие фенолы представляют собой жидкости или низкоплавкие твердые вещества из-за образования водородных связей они обычно имеют высокие температуры кипения. Сам фенол заметно растворим в воде (9 г на 100 г воды), вероятно, из-за образования водородных связей с водой большинство других фенолов практически нерастворимы в воде (табл. 25.1). Фенолы — бесцветные вещества, если только они не содержат каких-либо групп, обусловливающих появление окраски. Однако фенолы, подобно ароматическим аминам, легко окисляются, и многие из них (если т олько их специально не очищать) окрашены за счет наличия примеси продуктов окисления. [c.750]

Как обсуждалось в гл. 3 в связи с образованием растворимых, а в некоторых случаях и нерастворимых комплексов, связанных водородными связями с поликремневой кислотой, может иметь место взаимодействие нейтральных полярных органических молекул, в состав которых входят атомы кислорода или азота, обладающие свободными электронными парами. Точно такие же типы связей участвуют в адсорбции из воды на границе раздела фаз вода—силанольная поверхность. [c.909]

Более обычный вариант экстракции — это растворение выделяемого полисахарида. Растворителем, применяемым в подавляющем большинстве случаев, является вода. В холодной воде растворимы растительные слизи, некоторые бактериальные полисахариды, гликопротеины. Повышение растворимости может быть достигнуто нагреванием, а также изменением pH. Так, многие полисахариды с кислотными функциональными группами, например сульфированные полисахариды, находящиеся в природе в виде солей, легче растворяются в разбавленных минеральных кислотах. Растворимость других классов полисахаридов, напротив, повышается в щелочной среде например, камеди, нерастворимые в воде, растворяются в 1—5/о-ных растворах щелочи для экстракции гемицеллюлоз применяют более концентрированные щелочные растворы. Иногда при экстракции полисахаридов используют растворы солей, эффективно разрывающих водородные связи, например растворы тиоцианата лития , или растворы комплексообразователей, например солей борной кислоты . Гораздо реже и только в специальных случаях полисахариды извлекают другими растворителями — диметилсульфоксидом , диметилформами-дом, водным спиртом . С помощью этих растворителей часто удается избирательно экстрагировать полисахариды со сравнительно невысоким молекулярным весом или с большим количеством малополярных заместителей, например ацетильных групп. [c.483]

Ксерогели представляют собой классические гели, образованные линейными макромолекулами, взаимное расположение которых закреплено ковалентными поперечными связями (сшивками) или также водородными связями. Нерастворимая матрица ксерогелей пронизана порами определенных размеров. Типичные представители ксерогелей — гели сефадекс О, биогель Р и биобедс 8 (см. разд. 6.2.2, 6.2.3 и 6.2.6). В качестве растворителя в сочетании со ксерогелями чаще всего употребляют во- [c.341]

Температуры кипения и плотности ддя одинаковых алкильных производных возрастают от фторидов к иодцдам. Бром-, иод-, полихлор-алкилпроизводные и арилгалогениды тяжелее воды (табл. 8.1). Хотя органические галогениды - полярные соедашения, они практически нерастворимы в воде (очевидно, из-за того, что не образуют водородные связи), но растворимы в органических растворителях. [c.187]

Феноло-формальдегидные полимеры содержат гидроксильные группы, которые не принимают участие в реакции поликонденсации. Эти гидроксильные группы полиметиленфенолов вступают в реакции, характерные для гидроксильных групп низкомолекулярных фенолов, но сетчатая структура макромолекул полимера, возникнснение водородных связей между макромолекулами и соседними звеньями, нерастворимость полимера затрудняют проникание реагирующих веществ к отдельным звеньям макромолекул. [c.386]

Иа основании экспериментальных данных о высоком содержании удерживаемой пленками воды и высоких значениях теплот адсорбции предполагагот, что в состав поверхностного оксида входят молекулы координационносвязанной воды значительно меньшая доля воды удерживается водородными связями. Вполне вероятно также, что поверхностный оксид может иметь структуру тетрагональной (нерастворимой) двуокиси германия, содержание которой растет по мере увеличения температуры прокаливания оксида. [c.144]

Для образования мицелл необязательно наличие электрического заряда в растворяемом веществе. Так, моно- и диацил-глицериды растворяются с образованием мицелл, в то время как триацилглицериды нерастворимы в воде. В этих случаях водорастворимой гидрофильной частью молекулы является свободная гидроксильная группа, которая образует водородную связь с молекулами воды и обусловливает смешиваемость глицерина и воды. Водонерастворимыми (гидрофобными) частями молекул этих глицеридов являются длинные углеводородные цепи остатков жирных кислот (так же, как в случае мыла). [c.338]

Большое влияние на нее оказывает совместное воздействие воды и температуры. Так, макромолекулы целлюлозы в твердом состоянии прочно связаны между собой водородными связями, которые при нагревании целлюлозы в воде не гидратируются Такие полисахариды гидролизуются на доступной наружной поверхности элементарных фибрилл. Часть гемицеллюлоз, откладывающихся вместе с макромолекулами целлюлозы, не поддается гидратации и гидролизу до растворения наружных слоев целлюлозы. Амилопектин вследствие разветвленной структуры его макромолекул при лагре-вании быстро гидратируется, набухает и начинает легко гидролизоваться. Другой полисахарид крахмала— амилоза, имеющая линейное строение макромолёкул, образует более прочные связи между макромолекулами и поэтйму она гидратируется и гидpoлизyet я медленнее амилопектина. Нерастворимый в холодной воде ксилоуронид древесины березы при нагревании и гидролизе ведет себя аналогично амилозе. При нагревании в воде он постепенно набухает, частично переходит в раствор и быстрее гидролизуется. Описанные наблюдения представлены графически на рис. 65, где по оси абсцисс отложена температура воды, а по оси ординат —коэффициент Э, получающийся как частное от деления найденной константы скорости гидролиза исследуемого полисахарида на константу скорости гидролиза целлюло-лозы, принятой за эталон [103, 104]. [c.407]

Некоторые из этих путей включают реакции, сопровождающиеся выделением энергии, запасаемой в виде АТР, большая часть которой используется в дальнейшем для энергетического обеспечения восстановительных процессов биосинтеза. В ходе этих восстановительных процессов образуются менее реакционноспособные гидрофобные липидные групировки и боковые цепи аминокислот, которые так необходимы для сборки нерастворимых внутриклеточных структур. Структурная организация природных олигомерных белков, мембран, микротрубочек и волокон является результатом агрегации, обусловленной сочетанием гидрофобных взаимодействий, электростатических сил и водородных связей. Главный результат метаболизма состоит в синтезе сложных молекул, которые весьма специфическим образом самопроизвольно взаимодействуют друг с другом, образуя требуемые для организма структуры— богатые липидами цитоплазматические мембраны, регулирующие вместе с внедренными в них белками поступление веществ в клетки. [c.502]

Как и следовало ожидать, молекулы карбоновых кислот полярны и, подобно молекулам спиртов, могут образовывать водородные связи друг с другом и с молекулами других типов. Поэто. 1у алифатические кислоты по своей растворимости очень похожи на спирты первые четыре члена ряда смешиваются с водой, кислота с пятью атомами углерода лишь отчасти рас-тв орима, а высшие кислоты практически нерастворимы. Растворимость в воде обусловлена, очевидно, образованием возородных связей между карбоновой кислотой и водой. Простейшая ароматическая кислота — бензойная — содержит слишком много атомов углерода для того, чтоэа быть заметно растворимой в воде. [c.554]

Превращение конформации а-спирали в -форму в пленке нерастворимых в воде поли ( -аминокислот) может достигаться путем растяжения при испарении. Процесс можно обратить, если пленку растворить в хлороформе (одном из спиралеогенных растворителей— тех, которые не являются акцепторами протона из группировки, что необходимо для создания водородной связи) [21]. О влиянии влаги в подобных случаях уже говорилось (см. [c.431]

Конформационные свойства нерастворимых белков можно иногда определить методом дифракции рентгеновских лучей, однако во многих важных областях приходится обходиться косвенными методами. Эластин — в значительной степени поперечно сшитый и нерастворимый белок эластичных волокон соединительной ткани, имеет растворимый предшественник (тропеластин), состоящий из длинной полипептидной цепи с повторяющейся последовательностью (-L-Val-L-Pro-Gly- -Val-Gly-)я. Методом ЯМР изучены модельные пептиды, имеющие близкую последовательность, и при этом показана четкая тенденция к образованию р-витка второго рода. Защищенные модельные пептиды В0С-01у- -Уа1-01у-0Ме, НСО- ( -Уа1- -Рго-01у-С1у) - -Уа -ОМе, Bo - -Val-L-Pгo-Gly-L-Уа1-С1у-НН2, использованные в этих исследованиях, имели, как показано, 11-членное, образованное водородной связью кольцо ( -поворот, см. рис. 23.7.6) [6], р-поворот второго рода [53] и сетку водородных связей, включающую два 10-членных цикла и один 7-членный цикл, как показано в (2) [54]. [c.440]

Подобные рассуждения приложимы и к электростатическим взаимодействиям. Ионные пары между моновалентными ионами существенны в неполярных растворителях, однако их стабильность в воде мала. Значительные эффекты наблюдаются в том случае, когда один из ионов является полиэлектролитом 85], в этом случае могут образовываться стабильные комплексы с полиэлектролитами противоположного заряда. Полилизин, например (поликатион при нейтральном pH), образует нерастворимый комплекс с ДНК (полианионом) 86]. Во многих внутрибелковых и фермент-субстратных взаимодействиях электростатические силы усиливают водородные связи, как в солевом мостике СО НзМ описанном выще для химотрипсина, а также в случае бифункциональных взаимодействий (52) между карбоксилат- или фосфат-анионом и гуанидиновой группой аргинина, наблюдаемых, например, в активном центре креатинкиназы [87]. [c.504]

Прочные межмолекулярные водородные связи являются причиной нерастворимости целлюлозы в воде, которая в ней только набухает. Даже NaOH не в состоянии все их разорвать. Поэтому и в водном растворе NaOH целлюлоза только сильно набухает, но не растворяется. [c.651]

Низшие простые эфиры в большинстве своем представляют подвижные жидкости. Поскольку простые эфиры не могут образовывать межмолекулярные водородные связи, они не ассоциированы и поэтому значительно более летучи, чем спирты или фенолы с тем же числом атомов углерода (табл. 2.2.5). Они имеют меньшую плотность, чем вода, и за немногим исключением (например, циклические эфиры, 1,2-димет-оксиэтан, полиэтиленгликоль) в ней нерастворимы или плохо растворимы. [c.332]

Агрегатное состояние и растворимость моносахаридов и их производных определяются, в первую очередь, наличием в их молекулах большого числа сильнополярных гидроксильных групп, способных к образованию водородных связей. Поэтому подавляющее большинство моносахаридов представляет собой нелетучие вещества, легко растворимые в воде, диметилформамиде или диметилсульфоксиде, умеренно растворимые в низших спиртах, пиридине и уксусной кислоте и практически нерастворимые в таких обычных органических растворителях, как эфир, бензол, хлороформ, диоксан, тетрагидрофуран, этилацетат и т. д. Однако производные моносахаридов, в которых гидроксильные группы замещены (метиловые эфиры, ацетаты, триметилсилилпроизводные, некоторые алкил-иденовые производные), достаточно летучи, и их можно очищать перегонкой или возгонкой в вакууме. Для анализа этих производных может быть применена газо-жидкостная хроматография. [c.49]

Для полисахаридов самым распространенным типом межмолекулярного взаимодействия является образование межмолекулярных водородных связей, и в этом случае огромное влияние на свойства полисахаридов оказывает степень упорядоченности их строения. Так, целлюлоза и хитин, обладающие стереорегулярной структурой и линейной конформацией молекул, нерастворимы в воде и лишь слабо набухают в ней, так как энергия межмолекулярного взаимодействия для этих соединений значительно превосходит энергию гидратации. Даже целлодекстрины сравнительно низкого молекулярного веса плохо растворимы в воде, тогда как полисахариды разветвленного строения, не имеющие квазикристал-лической структуры, обычно легко растворяются при молекулярных весах порядка-нескольких миллионов. Ассоциация полисахаридов в растворах также чаще всего обусловлена межмолекулярными водородными связями иногда она происходит во времени и приводит к структурированию и образованию нерастворимых форм, которые выпадают из раствора в осадок. Это явление назьшается ретроградацией растворов. [c.480]

На растворимость полисахаридов сильное влияние оказывают неорганические соли, pH среды и т. д. Соли, присутствующие в растворе, часто вызывают разрушение водородных связей и повышение растворимости полисахаридов высокие концентрации солей, напротив, уменьшают гидратацию полисахаридных молекул и приводят к выпадению полисахаридов из растворов. Для полисахаридов, являющихся полиэлектролитами (полиуроновые кислоты, сульфаты полисахаридов), имеются дополнительные возможности межмолекулярного взаимодействия за счет электростатических сил этим объясняется, по-видимому, нерастворимость в воде их солей с многовалентными катионами. Аналогичную межмолеку-лярную сшивку в случае нейтральных полисахаридов могут вызывать [c.480]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология