Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
Долгое время в химической и биологической литературе энергию была принято представлять в единицах ккал/моль; переход к этим единицам от КДж легко осуществить делением на 4,18.
23—735
353с цвет после многократной стирки [Lapworth1 1940]. Проявлений клатратного эффекта в значительной мере способствует образование нековалентных связей.
Разновидностью ковалентной связи (хотя и менее прочной) является координационная связь, образующаяся в том случае, если оба электрона поступают от одного атома (согласно его валентности). Например, соединение иона водорода с анионом приводит к образованию неионизированной формы кислоты, а иона водорода с амином — катиона аммония (СН3ЫН2+Н+ч^ СНзЫНз+). Это явление, называемое ионизацией, охватывает широкий ряд процессов (глава 10). Энергия связей в таких соединениях варьирует в широких пределах. Подобная координационная связь возникает и при замене протона (катиона водорода) катионом металла при образовании солей из неионизиро-ванных кислот. Образование комплексов металлов с помощью координационных связей см. главу 11. Координационная связь существует также между атомами азота и кислорода в молекулах оксидов азота (R3N-VO) и в нитросоединениях (R—?
В так называемых сопряженных системах электронная плотность делокализована (принятый способ изображения таких систем в виде последовательности атомов, связанных чередую* щимися простыми и кратными связями, неточен — каждая из них не является целочисленной). К сопряженным системам относятся такие молекулы или их фрагменты, в которых каждая связь может быть условно обозначена как «полуторная» (на-» пример, бензол, бутадиен, пиридин). Часто такие молекулы можно представить набором так называемых «резонансных* (граничных) структур с разделенными зарядами, в которых ато-* мы связаны уже только целочисленными связями, как это пока-4 зано формулами (8.1) и (8.2). Резонансные структуры обозначав ют стрелкой с двумя концами, помещенной между ними. Атомй в резонансных структурах никогда не меняют взаимного положен ния, подвижны только электроны и заряды. і
Сопряженные системы — плоские (планарные),что подтверждается данными рентгено-структурного анализа.
О Cr
/ / R-C -<—* R-C
\ 4V
NH2 NH2
(8.1) (8.2) Амидная группа
8.0.2. Связи, образующиеся за счет электростатических взаимодействий
Связи, образованные электростатическими силами, играю* важную роль при взаимодействии лекарственных вещества с рецепторами, точно так же, как при реакциях субстратов с фёр-
354" ментами. Это объясняется тем, что в подобных взаимодействиях участвуют силы с большим радиусом действия, которые начинают действовать уже на большом расстоянии между взаимодействующими атомами. Таким свойством обладает только этот тип связей. Их другая характерная особенность — легкость обмена ионов. В биологических средах, содержащих много конкурирующих ионов, продолжительность существования таких связей может составлять IO-5 с именно вследствие ионного обмена. Тем не менее электростатическая связь между лекарственным веществом и рецептором может существовать в течение длитель* ного периода времени, особенно если расстояние между ними способствует образованию еще и короткодействующих связей, таких как водородные и ван-дер-ваальсовы.
Наиболее часто электростатические связи образуются между ионами (отсюда и их название «ионные» или «солеобразую?. щие»). Кроме того, они могут существовать и между ионом и диполем или между двумя диполями. Все они образуются за счет чисто электростатических сил. Энергия ионной связи составляет примерно 20 КДж/моль, причем ее прочность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния между разноименными зарядами. Типичный пример соединений с ионной связью — хлорид натрия (Na+Cl-). В водном растворе ион может двигаться почти свободно в поле действия своего противо-иона, другими словами, ионная связь не имеет строгой направленности в пространстве.
Простейшим примером стабилизации ионной связи за счет-образования другого типа связи могут служить катионы всех; аминов (за исключением четвертичных ионов аммония), образующие с анионами карбоновых кислот одновременно и ионные^ и водородные связи, как в случае (8.3), где анион представлен в мезомерной форме (т. е. с делокализованным зарядом). Считают, что в этих солях, образованных с помощью водородных связей, энергия связи составляет 40 КДж/моль. Амидины образуют-более прочно связанные соли (8.4). Кроме того, две молекулы могут быть связаны друг с другом ионными силами в одной точке и ван-дер-ваальсовыми — в другой, как при интеркалирова-. пии 9-аминоакридина в ДНК (разд. 10.3.2), что значительно по-, вышает прочность связи.
H H
—N—'H--Ov /N—н--. О.
н >С. -<+ Jq-
о' N—H--O
H
Соль амина Соль амцдииа,
(8 3) " (8.4)
Стабилизацию ионных пар (т. е. пар противоположно заря-, женных ионов) за счет короткодействующих сил можно нагляд-, но проиллюстрировать с помощью аналитического метода экст-
23*
355» ракции ионов. Например, пикриновая кислота (8.5) в воднсэд растворе легко определяется титрованием водным раствором ме-тиленового синего (8.6) в присутствии хлороформа. Ни метиленовий синий (хлорид сильного основания), ни пикриновая кислота почти не растворяются в хлороформе, тогда как пикрат метиленового синего растворяется в нем хорошо. Концом реакции считают появление слабого, не исчезающего синего окрашивания в водной фазе [Bolliger, 1939]. Обычно свойства соли не отличаются от свойств составляющих ее ионов. Однако в тех случаях, когда два плоских иона контактируют большой поверхностью, например, такие ионы как (8.5) и (8.6), возникающая между ними связь (ионная+вторичные) оказывается столь прочной, что ноны теряют окружающие их обычно молекулы гидратационной воды, и соль становится жирорастворимой. Аналогичным образом катионные органические вещества типа акри* хина (6.10) можно определять в присутствии не смешивающего? ся с водой растворителя, используя окрашенные сульфокислоты,-например метиленовий оранжевый (8.7) [Brodie et al., 1945? или бромтимоловый синий. Подобная экстракция ионов может: служить моделью процессов адсорбции катионов лекарственного вещества рецепторами и проникновения молекул лекарственных веществ через полупроницаемые мембраны с помощью носите-« лей (разд. 3.2).
