氫鍵——競賽必讀材料(編輯修改稿)
2024-08-31 02:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 基( )、碳基( )和羥基，這些極性基因可形成次級鍵(主要是氫鍵)，使蛋白質(zhì)形成一定的構(gòu)象。氫鍵鍵能雖小，但在蛋白質(zhì)中它們?yōu)閿?shù)很多，對蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)起著重要作用。1951年P(guān)auling提出著名的α—螺旋體。他認(rèn)為蛋白質(zhì)肽鏈象螺旋—樣盤曲，位于主鏈和側(cè)鏈的亞氨基、羰基、羧基等在螺旋體內(nèi)形成許多氫鍵。 另外．在DNA分子中，根據(jù)DNA鈉鹽結(jié)晶的x射線衍射研究和堿基摩爾比例規(guī)律，1953年Waston—Crick提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)說。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈組成，其中兩條鏈中的堿基通過氫鍵結(jié)合在一起。如圖1—4所示。2．分子內(nèi)氫鍵 一個分子的A—H鍵與其分子內(nèi)部的原子B相結(jié)合而成的氫鍵稱為分子內(nèi)氫鍵。即分子內(nèi)含有氫供基A—H和氫受基B的化合物，在兩個基的相對位置合適時，能生成分于內(nèi)氫控。例如，鄰硝基苯酚中羥基上的氫原子能與鄰位上硝基中的一個氧原子生成強(qiáng)的氫鍵。由于官能團(tuán)與苯環(huán)的共扼作用，使下列平面構(gòu)型變得穩(wěn)定。由于受環(huán)狀結(jié)構(gòu)中其它原于鑲角的限制，所以分子內(nèi)氫鍵A—H…B不能在同一直線上，一般鍵角約為150。左右。一個化合物生成分子內(nèi)氫鍵時，雖然生成能不大，但就此而言是有利的，因此容易生成。在芳烴的二取代或多取代衍生物中，除了一個必須是氫供基而另一個必須是氫受基外，這兩個基還必須處于鄰位，才能形成分子內(nèi)氫鍵。例如，在苯酚的鄰位上有—COOH、—NO2：、—NO、—CONH—COCH3：和—Cl等取代基的化合物都能形成分子內(nèi)氫鍵。如下式所示；分子內(nèi)氫鍵也存在于含氮的化合物中，例如：另外，能夠形成分子內(nèi)氫鍵的化合物并不限于芳香族化合物脂肪族化合物亦可。例如：總之，化合物形成分子內(nèi)氫鍵后，通常具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。一般來說，通過氫鍵形成的螯形環(huán)內(nèi)不含有雙鍵或只含一個雙鍵的，以五元環(huán)最穩(wěn)定；當(dāng)環(huán)內(nèi)含有兩個雙鍵時，以六元環(huán)最穩(wěn)定。另外，供氫基和受氫基相隔較遠(yuǎn)時不能形成氫鍵。對于苯的衍生物，供氫基和氫受基處于鄰位時，有利于生成分子內(nèi)氫鍵，而間位和對位異構(gòu)體則不能。成環(huán)的分子內(nèi)氫鍵的鍵角可以稍偏離180。，但偏離太多則不穩(wěn)定。因此，一般通過分子內(nèi)氫徑形成六元環(huán)比五元環(huán)穩(wěn)定。 除上述形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的分子內(nèi)氫鍵外，還有一種分子內(nèi)氫健，它是非環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但這種分子內(nèi)氫鍵與前者相比為數(shù)極少。例如在NH4OH分子中，NH4+和OH基團(tuán)是以氫鍵連接起來的。在氫氧化銨的水溶液中，存在著下式所示的復(fù)雜平衡關(guān)系： 分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵雖然生成本質(zhì)相同，但前者是兩個或多個分子的締合體。后者是一個分子的締合，因此，兩者在相同條件下生成的難易程度不一定相同。一般來說，分子內(nèi)氫鍵在非極性溶劑的稀溶液里也能存在，而分子間氫鍵幾乎不能存在。因為在很稀的溶液里，兩個或兩個以上分子靠近是比較困難的，溶液越稀越困難，所州很難形成分子間氫
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