Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Главная цель редколлегии состояла в том, чтобы эта книга была действительно полезной и стимулировала дальнейший прогресс органической химии. Исследование природных соединений , бесспорно, послужило тем прочным фундаментом, на котором стоит современная синтетическая органическая химия. [16]
Как указывалось выше, 11-кетогруппа в ряду стероидов и три-терпенов сильно затруднена и при восстановлении литийалюми-нийгидридом дает аксиальный спирт. Этот метод восстановления широко применяется при исследовании природных соединений , и единственным практическим ограничением его применимости является наличие в молекуле других восстанавливающихся групп, что может усложнить интерпретацию результатов. [17]
Так как угол рассеяния обратно пропорционален размеру частиц, то для достижения разрешающей способности до 500 А приходится проводить измерения под очень малыми углами, что связано с большими аппаратурными трудностями. Неоднократно указывалось на значение структурных измерений, особенно при исследовании высокомолекулярных природных соединений . Работы Полинга с различными белками позволяют сделать вывод о большой роли рентгенографических исследований при установлении химического строения. Мы не будем подробно описывать эти методы, так же как и метод электронографии, который имеет такое же значение, что и рентгенография. [18]
Так как угол рассеяния обратно пропорционален размену частиц, то для достижения разрешающей способности до 500 А приходится проводить измерения под очень малыми углами, что связано с большими аппаратурными трудностями. Неоднократно указывалось на значение структурных измерений, особенно при исследовании высокомолекулярных природных соединений . Работы Полинга с различными белками позволяют сделать вывод о большой роли рентгенографических исследований при уста — новлении химического строения. Мы не будем подробно описывать эти методы, так же как и метод электронографии, который имеет такое же значение, что и рентгенография. [19]
В дополнение к методам, рассмотренным в этой и предыдущих главах, упомянем вкратце о некоторых других физических методах, которые были в ряде случаев использованы для выяснения структуры природных соединений, или дают основание надеяться на их перспективность. Однако поскольку эти методы еще не получили широкого распространения при исследовании природных соединений , а возможности их применения рассмотрены в других томах данной серии, можно полагать, что здесь нет нужды в детальном обсуждении этих методов. [20]
Диастереомеры алканов изучены значительно слабее, чем их циклические аналоги. Между тем, стереохимия этих соединений начинает привлекать в последнее время значительное внимание в исследованиях различных природных соединений . Так, в работе Эглинтона [23] было показано, что живая клетка, ответственная за фотосинтез фитановой кислоты растений, производит только один определенный пространственный изомер фита-новой ( 3 7 11 15-тетраметилпентадеканкарбоновой) кислоты из четырех возможных. [21]
Для решения фармакологических задач необходимы некоторые видоизменения ИК-методов в соответствии с тремя задачами, возникающими при исследовании природных продуктов. Мы рассматриваем изучение лекарственного вещества или продукта его обмена в биологической системе в известном смысле как проблему исследования природного соединения . Упомянутые задачи — это, во-первых, сохранение дорогого и трудно получаемого материала, во-вторых, выполнение количественных оценок при отсутствии стандартного образца и, в-третьих, работа с полярными веществами при их неблагоприятной с точки зрения ИК-метода растворимости. В связи с последней задачей особый интерес представляют водные растворы. [22]
Макроанализ, требующий больших количеств вещества, часто оказывается непригодным при разработке ряда проблем, например при исследовании природных соединений и поэтому он все в большей степени вытесняется микроанализом. [23]
Область органической химии, посвященная изучению структуры и химических свойств соединений, синтезируемых живыми организмами, исключительно велика по объему и чрезвычайно разнообразна. Многие типы природных соединений, рассмотренные в предыдущих главах, например углеводы, аминокислоты, белки и пептиды, а также алкалоиды, были исследованы настолько детально, что описанию их распространения в природе, методов выделения и анализа, установления структуры, рассмотрению их химических реакций, способов синтеза, биологических функций и биогенетических реакций, приводящих к их образованию, посвящены ( или могут быть посвящены) целые тома или даже серии томов; таков объем наиболее важных областей, связанных с исследованием природных соединений . [24]
Область органической химии, посвященная изучению структуры и химических свойств соединений, синтезируемых живыми организмами, исключительно велика по объему и чрезвычайно разнообразна. Многие типы природных соединений, рассмотренные в предыдущих главах, например углеводы, аминокислоты, белки и пептиды, а также алкалоиды, были исследованы настолько детально, что описанию их распространения в природе, методов выделения и анализа, установления структуры, рассмотрению их химических реакций, способов синтеза, биологических функций и биогенетических реакций, приводящих к их образованию, посвящены ( или могут быть посвящены) целые тома или даже серии томов, таков объем наиболее важных областей, связанных с исследованием природных соединений . [25]
Микрометоды имеют ряд преимуществ перед макрометодами. Во-первых, существенно экономятся исходные вещества, уменьшаются затраты на аппаратуру и потребность в рабочей площади. Важное значение имеют микрометоды в исследовании природных соединений , когда работу приходится вести с малыми количествами веществ. [26]
Одним из очень важных направлений современной органической химии является исследование природных веществ, особенно — физиологически активных. Широкое развитие органического синтеза не снизило значения исследований природных соединений ; напротив, в более глубоком познании этих органических веществ синтетические изыскания непрерывно черпают новые идеи для своего творческого развития. С другой стороны, совершенствование методов химического эксперимента и развитие теоретических основ органической химии непрерывно расширяют возможности изучения природных соединений, и в этом направлении достигнуты очень большие успехи. [27]
В первой трети этого столетия Прегл показал, что содержание любого элемента в органическом соединении можно определить даже в навеске не более нескольких миллиграммов, если располагать достаточно чувствительной аппаратурой и в первую очередь чувствительными аналитическими весами. Уменьшение навески не дает преимуществ, а, напротив, создает новые трудности и зачастую не обеспечивает однородности образца. Однако при решении многих биологических, биохимических и медицинских проблем, а также при исследовании природных соединений все сильнее ощущается потребность в методиках, позволяющих анализировать образцы порядка нескольких микрограммов и даже нанограммов. Часто исследователь располагает лишь очень небольшим количеством образца для анализа, так что приходится мириться с большими трудностями ультрамикрометодик. [28]
Основные работы Джекобса посвящены исследованию природных соединений . [29]
Целью этой главы является рассмотрение областей применения спектров ядерного магнитного резонанса ( ЯМР) для структурных и стереохимических исследований природных соединений. Общая теория ЯМР и применяемая аппаратура подробно описываются в обзорах [70, 746, 81, 124]; поэтому здесь эти вопросы будут затронуты только в самых общих чертах для того, чтобы ознакомить читателя с используемой терминологией. Здесь подробно изложены вопросы, касающиеся самих объектов исследования и анализа спектров, причем особое внимание обращено на эмпирическую корреляцию между данными ЯМР и молекулярной структурой, поскольку для химика-органика, работающего в области исследования природных соединений , метод ЯМР представляет собой по существу еще один спектроскопический метод, с помощью которого можно получить информацию о числе и пространственном расположении атомов некоторых элементов в сложных молекулах. [30]
Источник
РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ
Существует около двух миллионов природных и более десяти миллионов синтезированных органических соединений.
Классификационные признаки органических соединений:
1) Строение углеродной цепи
2) Природа функциональных групп
Выбор этих классификационных признаков не случаен. Углеродная цепь или углеродный скелет является наиболее устойчивой и менее изменяемой частью органического вещества.
Углеродные цепи могут иметь неразветвленное, разветвлённое и циклическое строение.
Простейшие методы исследования органических веществ:
Практически все органические вещества, встречающиеся в природе или созданные искусственно, представляют собой смесь, состоящую из нескольких органических веществ. Компонентами данной смеси могут быть и неорганические вещества (вода, соли и т.д.). Для оценки вещества подбираются такие физико-химические характеристики, которые являются индивидуальными и постоянными для него. Для характеристики может использоваться: температура плавления, температура кипения, коэффициент преломления и множество других. Получить чистое соединение – это означает из смеси выделить данное вещество определенной степени очистки.
Она является классическим методом очистки кристаллических веществ. Метод следующий: разные соединения имеют разную растворимость в определенном растворителе. С помощью фильтрования горячего раствора отделяют нерастворимые примеси, и после охлаждения вещество выделяют в виде кристаллов. Самый простой пример: салициловая кислота и вода в качестве растворителя для получения чистой салициловой кислоты, без примесей.
Многие кристаллические вещества имеют свойство возгонки, то есть перехода в газовую фазу, минуя жидкую, с последующей кристаллизацией. Этот метод позволяет разделять смеси, состоящие из сублимирующихся и не сублимирующихся веществ.
Для большинства низкоплавких соединений и многих жидкостей замечательным способом очистки является фракционная перегонка при условии, что разница в температурах кипения компонентов смеси достаточно велика.
Методы хроматографического разделения основаны на различной способности веществ адсорбироваться на поверхности сорбента или распределяться между двумя не смешивающимися фазами (жидкость-жидкость, жидкость-газ), из которых жидкостная фаза находится на поверхности сорбента.
Вышеперечисленные способы изучения органических соединений являются простейшими, все остальные методы, среди которых большинство физические, гораздо сложней. Испытания могут быть проведены только в лабораториях с современным оборудованием и соответствующим программным обеспечением.
Мы не будем углубляться в изучение физико-химических методов исследования органических соединений, но я объясню немного об их общих положениях.
Излучение и вещество. При действии электромагнитного излучения на любую молекулу в зависимости от его энергии происходит то или иное взаимодействие вещества и излучения. Исследование этого взаимодействия и является предметом спектроскопии.
2. Инфракрасная спектроскопия
Основные вопросы, которые могут быть решены с помощью ИК-спектроскопии, следующие.
1. Исследование строения соединений — наличия разнообразных функциональных групп или даже более сложных фрагментов молекулы.
2. Установление идентичности соединений.
3. Контроль за ходом реакций.
4. Изучение внутримолекулярных или межмолекулярных взаимодействий.
3. Газожидкостная хроматография
Газовая хроматография представляет собой процесс, в котором разделение смесей производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей вместе со смесью над сорбентом. Метод подобен распределительной колоночной хроматографии, с тем отличием, что в нем подвижная жидкая фаза заменена подвижной газовой фазой.
Источник