nekrasovI (1114433), страница 198
Текст из файла (страница 198)
Изоэлектрическая точка гликина лежит при рН = 62. Помимо обычной электролитнческой днссоцнации в растворах глицина имеет место равновесие между лвумя его формамн — нейтральной молекулой н т. и. 6 и поля рн ы и ионом: МН»СН»СООН ча 'НМН»СН»СОО . Реакции последнего с кислотамн п основаниями идут по схемам: 'НМН,СН,СОО-+ Н' аь 'НМН»СН,СООН н ОН- -1- ++НМНтснзсоопьН,О+МН»СН,СОО, т. е.
получаются такие же конечные продукты, кзк из нейтральной молекулм. Судя по высокой температуре плавления глишша (233'С с разлож.), кристалл его образован именно биполнриммн попами 'МН,СН,СОО-. Из простых производных глицяна интересна хорошо крнсталлнзуюшаяся синяя соль меди. 1О!) Присоединение ряда молекул глицииа друг к другу с отщеплением воды пв схеме ".н)мнсн,со( он+ н !мнсн,со)он " может служить упрощенной моделью процесса, ведущего к образованию белковых частиц. Глнции является простейшей из 20 различных амиионнслот, входящих а состав белков человеческого тела. Все онн относятся к т. и. п.аминокислотам, т.
е. содержат группы — МНз и -СООН прн одном и том же атоме углерода. Их общая формула, как правило, имеет внд Н»МС(Н)()1)СООН с различными радикалами )1. Часть этих аминокислот (одиннадцать) может быть синтезнрована самим человеческям организмои, а остальные (девять) являются незаменимыми, т. е. должны входить в состав пищи. По использованию смесей амяпокяслот в питании человека имеется обзорная статьи *. Бела «»в П. м., Ба б а а» т.
л., успеха хакан, гэтц эа З, ззз. б 2. Органические соединения !02) Из отдельных аминокислот наиболее общиА интерес представляет гнута м и- новая ()( = СН«СН)СООН). Она не является незаменимой, но входит в состав та. ких важных органов, как сердечная мышца н мозг (последний содержит ее 0,)бт» па массе).
Основная физиологическая роль глутамнновой кислоты заключается, па-видимому, в связывании (с последующим выводом из организма) отравляющего нервные ткани аммиака, частично образующегося при распаде белков. Удивительной особен. пастью этой кислоты (или ее натриевоА соли) является способность уже в очень малых количествах улучшать вкус самоА разнообразной пиши. Предполагается, что это связано со стимулированием вкусовых нервов. Ежегодное мировое производство глутаминовой кислоты и глутамата натрия исчисляется десятками тысяч тонн. 103) Растительные, н особенно животные, организмы в целан содержат горазло больше различных химических элементов, чем отдельно взятые белки.
Ниже в ка. честве примера приводится средний химический состав человека (по В. И. Вернадскому), прячем элементы объединены в группы по порядку уменьшения нх весовога процентного содержания: 1. больше 10 0 (вд04), С ((а,ш), Н (10,05) ,' 11. » ! Ы (2Л5), Са (1,4) 11!. » 0,1 Р (О,а), К (0.22), Ма (0,26), С! (0,25), 5 (0.28 )У. » 0,01 МК, Ре У. ° 0,001 Хп, 51 У), » ОХХЮ( А).
Вг. Са, и, 1, Мн УВ. » 0,00001 Аз, В, РЬ, Т( Интересно, что отдельные элементы, характеризующиеся очень небольшим общим содержанием, концентрируются по преимуществу в определенных частях организма. Так, относительно много Сц содержит печень. Ап — головной мозг, $! — легкие, Мп— серлпе, Бп — язык, Еп — зубы, Аз — ногти и т. д. 104) Существование нзомерин было ясно М. В.
Ломоносову. В сочинении «Элементы математической химии» (174! г.) он писал: «Корпуснулы однородны, если состоит из одинакового числа одних н тех же элементов, соединенных одинаковым образом; корпускулы разнородны, когда элементы их различны н соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит беснонечное разнообразие тел», Под «элементом» М.
В. Ломоносов понимал атом, под «корпускулоА» — молекулу. Экспериментально нзомерин открыта Либнхом (1824 г.), показавшим, что общая формула нзучавшегася им гремучекислого серебра (ААС'.))0) тождественна с обшей формулоА полученного ранее Велером цнановокнслого серебра (Ай()(СО), тогда как свойства обоих ве. л шеста различны. Результаты эти первоначально показались большинству химиков неправдаподобнымн, однако затем были обнаружены и другие аналогнч.
С С ные случаи, заставившие признать возможность такого различия в единстве. Общая трактовка Г Г явления изомерин была впервые лана А. М.Вутлера Рнс. х.зз, схема ст«Р«алхан«энн. вым (!861 г.). Рйб) Не касаясь отдельных разновидностей нзомерин органических соединений (подробно рассматриваемой в курсах органической химин), следует отметить лишь то, что она может быть обусловлена не только изменением порядка распределения связей, но и различным пространственным размещением тех илн иных атомов или радикалон в молекуле. Одни нз случаев такого типа нзомерии, называемой сгерсоизанерией, схематичеснн показан на рнс Х-38. Если представить себе, что расположенные около атома четыре заместители (атома или радикала) различны, то оба приведенные на рнс. Х-38 тетраэдра являются зеркальными изображениями один другого (как, например, правая н левая руки) и не могут быть совмещены друг с другом.
Обе структуры должны, следовательно, отвечать двум различным веществам, которые н могут быть получены в деАствительности, Стгреонзомерня была открыта Пастером в !848 г. Х. Четвертая группа периодической систе.мы 106) Хотя при обыю1ых условиях изомеры друг в друга ие превращаются, однако их относительная устойчивость все же различна. Так, тепловой эффект сжигания нормального бутана на 2 ккал/коль выше, чем у нзобутана. Последний является, следовательно, более устойчивым соединением.
Вообще изомеры насыщенных углеводородов тем устойчивее, чем сильнее развствлена нх цепь. С помощью катализатора иногда удается осуществить превращение нзомеров друг в друга до некоторого равновесия, положение которого зависит от температуры. Так, в присутствии Л1С12 равновесие к-бутан — изо-бутан характеризуетск гледуюшнын данными: Температура. 'С...,.... О«кишение: изо.буга«1к-бут»п 20 110 2,тб 2,62 120 120 120 2,04 1,тз 1,41 и СН» — СН« — ОН Б СН» — Π— СН» А ((ва вещества состава С2Н«О известны н в действительности.
Одно нз них кипит прн — 24, а другое — при +78 'С. Одно ие реагирует с металлическим натрием, другое прн взаимодействии с инм выделяет водород н притом тол ь к о один его атом иа каждую молеиулу С«Н«О. Это последнее обстоятельство дает ключ к решению вопроса: очевидно, что вытесняемый натрием водород должен быть связан в молекуле как-то иначе, чем остальные. Так как подобный водород имеется только в структуре Б, последняя и должна быть приписана реагирующему с На нзомеру состава С2Н«О, который 107) Учение о та у том ерин ($ ! доп, !08) было разработано Л. М. Бутлеро.
выч в 1877 г. В противоположность известным изомерным соединениям, число которых измеряется десятками тысяч, хорошо изучены пока лишь сравнительно немногие случаи таутомернн. Тем не менее следует думать, что и обычные нзомерные формы являются по существу таутомернымн, ио лишь с ничтожно малой скоростью превра. щения. Подобно тому как покой есть частный случай движения, пзомерия должна быть частным (хотя пока н лучше изученным) случаем таутомерии.
108) «Если удастся выразить химическое строение вещества формулами, то эти формулы в известной, хотя н неполной, степени будут настоящими химическими фор. муламн. В этом смысле для каждого тела возможна лишь одна рациональная фор. мула, которая выразит все свойства вещества», — писал Л. М. Бутлеров. Вместе с тем ои признавал, что структура моленулы не явлнетсн совершенно жесткой: «Мы смотрим на химическое соединение не как на что.либо мертвое, неподвижное, мы принимаем.
напротив, что оио одарено постоянным движением, заключенным в его самых мель. чайшнх частичках, частные взаимные отношеиив которых подлежат постоянным пере. менам, суммируясь прн этом в некоторый постоянный средний результат». 109) Так как частицы белковых веществ обладают громадным молекулярным весом, число возможных нзомеров для ннх должно быть очень велико.
Было вычнс. лена, что у молекулы, построенной нз 20 различных аминокислот, число нзомеров определяется значащей цифрой с 27 нулямн, т. е. представтяет собой величину астро. номнческого порядка. В свете подобных цифр интересна гипотеза, связывающая индивидуальность к а ж дог о живого организма с различием структуры характерных для него белков.
110) В то время как нахождение об ш е й формулы какого.либо вещества производится просто на основании его химического анализа и определения мояекулярного веса (что в большинстве случаев не представляет трудностей), установление с т р укту ри ой формулы часто требует долгой н кропотливой работы. При этом приходится базироваться на способе получения рассматриваемого соединения, его химических и физических свойствах н т. д.
В качестве простейшего примера рассмотрим ход рассуждений при изучении нзомерных модификаций вещества состава С2Н,О. Теория строения предусматривает для нето два изомера с приводнмымн инже структурнымн формуламн; Э 3. Круговорот углерода называется этила вым спиртом Другому изомеру (диметиловому эфируу), иа который натрий не действует, должна быть приписана структура А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
