книги из ГПНТБ / Жиряков В.Г. Органическая химия

углероде, смесью хлора и сернистого ангидрида или хлористым сульфурилом в присутствии катализатора. Каучуки ХСПЭ

СН2—СН2—СН2—СН—СН2—СН2—СН2—JjjCH—СН2—‘

тельно или в смеси с другими каучуками для защитных покры­ тий металлов, изготовления рукавов, шлангов, ремней, изоля­ ции, обуви и др.

Весьма перспективен этиленпропиленовый каучук. Это каучук общего назначения, обладающий вполне удовлетворительными физико-механическими показателями и стойкостью к атмосфер­ ным воздействиям. В связи с тем что исходными веществами для его получения служат доступные вещества (этилен и про­ пилен), при крупных масштабах производства он будет самым дешевым каучуком.

Синтетические латексы

Синтетические латексы представляют собой эмульсии, полу­ чаемые при полимеризации и сополимеризации некоторых мо­ номеров. Широкое применение находят, например, дивинилстирольные, хлоропреновые, карбоксилатные и другие латексы, вы­ пускаемые промышленностью синтетического каучука. Латексы применяются для пропитки корда и различных технических тка­ ней с целью повышения прочности связи корда или ткани с ре­ зиной, а также для изготовления клеев, тонкостенных резино­ вых изделий, для производства искусственной кожи и специаль­ ного картона, различных прокладок и т. п.

Синтетические латексы находят применение и для изготов­ ления бытовых изделий: губчатых сидений, матрацев, обивок, туалетной губки и многих других.

37. СИНТЕТИЧЕСКИЕ КЛЕИ

Клеями называются растворы, дисперсии или расплавы в ос­ новном высокомолекулярных органических веществ, применяе­ мые для склеивания (соединения) различных материалов. Склеивание основано на адгезии — прочном сцеплении клея­ щего слоя со склеиваемыми материалами. Прочность склеива­ ния определяется также когезией ■— прочностью пленки, обра­ зующейся при затвердевании клея. Обязательным условием хорошего склеивания является полное смачивание склеиваемых материалов клеем.

Клеи находят чрезвычайно широкое применение в различ­ ных отраслях техники и в быту для склеивания бумаги, древе­

362 3 7 . С и н т е т и ч е с к и е к л е и

склеивания металлов и неметаллических изделий; отверждаются при обычной температуре или при нагревании.

Клеи на основе полиэфиракрилатов применяют для склеи­ вания органического стекла (клей типа ВК-32-70) или метал­ лов (клеи типа ПК-5).

Кремнийорганические клеи служат для склеивания резин из кремнийорганического каучука (клеи типов КТ-15, МАС-1) или для соединения металлов с теплостойкими неметаллическими материалами (клеи типов ВК-2 и ВК-6). Они могут выдержи­ вать температуру до 1000°С.

Термопластичные клеи содержат высокомолекулярные со­ единения типа полиамидов, полиакрилатов, эфиров целлюлозы

идр. Такие клеи могут размягчаться при нагревании и вновь отверждаться при охлаждении. Обладают меньшей прочностью

ижесткостью, чем термореактивные клеи. Применяются для склеивания деталей из термопластичных материалов при обыч­ ной температуре или нагревании.

Ктермопластичным клеям относятся полиизобутиленовые клеи, применяемые для изготовления липких лент. Такие клеи

чувствительны к давлению. Пленка полиизобутиленового клея обладает удовлетворительной адгезией к разнородным поверх­ ностям и достаточной когезией, чтобы намазанные этим клеем ленты можно было смотать с рулона без отделения клеящего слоя.

Эластомерные клеи. К этой группе клеев относятся главным образом растворы каучуков или резиновых смесей в органиче­ ских растворителях. Отличаются высокой эластичностью. При­ меняются для склеивания резиновых изделий между собой или резины с другими материалами.

38.БЕЛКИ

В1938 г. голландский ученый Мульдер впервые применил термин «протеин» (белок) в качестве наименования сложных органических веществ, встречающихся во всех живых организ­ мах. Этот термин происходит от греческого слова «протейос», означающего «первичный».

Вто время ученые считали, что белок является неким одно­

родным веществом, присутствующим в одном и том же виде в различных организмах. Теперь хорошо известно, что белок — это не одно вещество, а целый класс природных соединений, включающий очень большое число различных индивидуальных веществ, родственных по составу и строению. В живых организ­ мах нет участков, которые не содержали бы белков. Разнообра­ зие белков поистине огромно.

В настоящее время установлено, что все белки представляют собой высокомолекулярные соединения, молекулы которых со­ ставлены из остатков приблизительно 20 видов а-аминокислот (стр. 194), соединенных друг с другом так называемой пептид­ ной связью:

—С—N -

Образование одной пептидной связи можно представить себе как результат конденсации двух аминокислот, сопровождаю­ щейся выделением одной молекулы воды:

— ► H2N—СН—С—N—СН—С—ОН

Соединение, образующееся при конденсации двух аминокис­ лот, носит название дипептида. Полимер, содержащий достаточ­ но большое число аминокислотных остатков и пептидных свя­ зей называется полипептидом.

Все белки являются полипептидами, однако не каждый поли­ пептид является белком. В настоящее время принято считать, что белками являются только такие полипептиды, для которых характерны определенная, свойственная данному белку последо­ вательность чередования аминокислотных остатков (первичная структура белка) и специфическая пространственная конфигу-

радия полипептидной цепочки (вторичная структура белка). Эти две важнейшие характеристики белковой молекулы обуслов­ ливают биологическую роль данного белка в живом организме. Считается, что в определенных условиях (pH среды, концентра­ ция ионов и т. д.) вторичная структура белка однозначно опре­ деляется его первичной структурой.

Для многих белковых молекул характерна не только специ­ фическая пространственная конфигурация полимерной цепочки, но и специфическое взаимное расположение отдельных молекул (третичная структура), обусловленное межмолекулярным вза­

В результате такого взаимодействия образуются сравнитель­ но прочные агрегаты, состоящие из многих сотен и тысяч бел­ ковых молекул, связанных друг с другом водородными мости­ ками, соединяющими атомы азота групп NH и атомы кислорода групп С= 0. Хотя каждая из водородных связей сравнительно слаба (в несколько раз слабее обычных химических связей), од­ нако благодаря большому числу указанных групп в белковых молекулах при хорошей пространственной «совместимости» вза­ имодействующих молекул общее межмолекулярное взаимодей­ ствие между белковыми молекулами получается достаточно прочным. Очень большое значение при этом имеет то обстоя­ тельство, что конфигурация белковых молекул благоприятствует максимальной прочности межмолекулярных связей.

Важную роль в формировании пространственной структуры белка играют также дисульфидные мостики (—S—S—), обра­ зующиеся за счет атомов серы, содержащихся в некоторых ами­ нокислотах.

* Водородные связи возникают обычно между двумя атомами электро­ отрицательного характера (в данном случае О и Н) за счет некоторого обобществления атома водорода, связанного с одним из электроотрицатель­ ных атомов.

366 38. Белки

Белковые молекулы содержат обычно от сотни до нескольких сотен остатков аминокислот, среди которых много одинаковых. Нетрудно представить себе, что число возможных сочетаний из 20 аминокислотных остатков, при столь большом количестве их в одной молекуле, чрезвычайно велико. Однако число различных реально существующих белков значительно меньше числа тео­ ретически возможных сочетаний, поскольку далеко не любые первичные структуры соответствуют реальным молекулам, обла­ дающим свойствами, необходимыми для живого организма. Тем не менее число встречающихся в природе различных белков

очень велико.

Человеческий организм, например, содержит, вероятно, до 100 000 различных белков.

Молекулярный вес белков варьирует в широких, пределах — от нескольких тысяч до десятков миллионов. Сравнительно про­ стыми являются такие белки, как кератин, фиброин и др. Белки этого типа носят название фибриллярных (нитевидных) белков. Они обладают, как правило, достаточно высокой жесткостью и прочностью, в связи с чем используются организмом для созда­ ния жестких структур. Кератин, например, служит основным белком кожи, ногтей, волос, рогов и перьев. Из фиброина со­ стоят шелковые нити. К фибриллярным белкам относится также коллаген, который входит в состав хрящей и сухожилий.

Весьма важную роль в системе химических реакций, проте­ кающих в живых организмах, играют глобулярные белки, мо­ лекулы которых имеют форму клубков (глобул). Эти белки об­ ладают более сложным строением, чем фибриллярные белки. Для их молекул характерны строгая специфичность не только первичной, но также вторичной и третичной структур в растворе и высокая чувствительность структуры к изменениям физико­ химических свойств среды (pH, концентрация ионов и т. д.). Характерное взаимное расположение молекул объясняют нали­ чием упомянутых выше водородных связей.

Белки в организмах являются основными материальными агентами, управляющими реакциями обмена веществ. При этом каждый белок выступает в качестве биологически активного ве­ щества, обладающего высокой степенью специфичности. Из бел­ ков состоят, в частности, все биологические катализаторы (фер­ менты), которые в отличие от используемых химиками обычных неорганических катализаторов характеризуются исключительной избирательностью действия.

Каждый фермент оказывает каталитическое действие на строго определенную химическую реакцию в живом организме, не оказывая практически влияния на другие реакции.

Из белков построены отдельные составные части клеток тканей живых организмов.

Молекулы РНК образуются в результате поликонденсации рибонуклеотидов четырех типов (углеводный компонент — ри­ боза; гетероциклические основания — аденин, гуанин, цитозин, урацил):

О

ри боза

Химическое строение ДНК и РНК в настоящее время изу­ чено достаточно подробно. Во всех живых организмах содер­ жатся обе нуклеиновые кислоты — ДНК и РНКИсключением являются вирусы, которые могут состоять из остатков только ДНК или только РНК.

Важное биологическое значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они осуществляют хранение и передачу наследствен­ ной информации, а также определяют синтез нужных белков в клетке и его регуляцию. По химическому строению нуклеиновые кислоты представляют собой линейные (неразветвленные) це­ почки, составленные из остатков большого числа нуклеотидов указанных выше типов. Как и для белков, для нуклеиновых кис­ лот характерна первичная и вторичная структура. Важнейшей характеристикой данной нуклеиновой кислоты является ее пер­ вичная структура, т. е. последовательность чередования входя­ щих в ее состав четырех типов нуклеотидов. На стр. 369 и 370 для иллюстрации приведены фрагменты цепочек ДНК и РНК-