Гидроксильная группа - Hydroxy group

Представление гидроксигруппы органического соединения , где R представляет собой углеводород или другой органический фрагмент, красные и серые сферы представляют атомы кислорода и водорода, соответственно, и стержневидные связи между этими ковалентными химическими связями .

Гидрокси или гидроксильная группа представляет собой функциональная группа , с химической формулой -ОНОМ и состоят из одного кислорода атома ковалентно связан с одним из водорода атома. В органической химии , спирты и карбоновые кислоты содержат одну или более гидроксильных групп. И отрицательно заряженный анион НО - , называемый гидроксидом , и нейтральный радикал НО •, известный как гидроксильный радикал , состоят из несвязанной гидроксильной группы.

Согласно определениям IUPAC , термин «гидроксил» относится только к гидроксильному радикалу (· OH), в то время как функциональная группа -OH называется гидроксигруппой.

Характеристики

Серная кислота содержит две гидроксильные группы.

Вода, спирты, карбоновые кислоты и многие другие гидроксисодержащие соединения могут быть легко депротонированы из-за большой разницы между электроотрицательностью кислорода (3.5) и водорода (2.1). Гидроксисодержащие соединения участвуют в межмолекулярных водородных связях, увеличивая электростатическое притяжение между молекулами и, таким образом, до более высоких температур кипения и плавления, чем обнаружено для соединений, у которых отсутствует эта функциональная группа . Органические соединения, которые часто плохо растворимы в воде, становятся водорастворимыми, когда они содержат две или более гидроксигрупп, как показано сахарами и аминокислотами .

Вхождение

Гидроксильная группа широко используется в химии и биохимии. Многие неорганические соединения содержат гидроксильные группы, в том числе серную кислоту , химическое соединение, производимое в самых крупных промышленных масштабах.

Гидроксильные группы участвуют в реакциях дегидратации, которые связывают простые биологические молекулы в длинные цепи. Присоединение жирной кислоты к глицерину с образованием триацилглицерина удаляет -ОН с карбоксильного конца жирной кислоты. Соединение двух альдегидных сахаров с образованием дисахарида удаляет -ОН из карбоксильной группы на альдегидном конце одного сахара . Создание пептидной связи для связывания двух аминокислот с образованием белка удаляет -ОН из карбоксильной группы одной аминокислоты.

Гидроксильный радикал

Гидроксильные радикалы обладают высокой реакционной способностью и вступают в химические реакции, которые делают их недолговечными. Когда биологические системы подвергаются действию гидроксильных радикалов, они могут вызывать повреждение клеток, в том числе клеток человека, где они могут реагировать с ДНК , липидами и белками .

Планетарные наблюдения

Сияние Земли

Ночное небо Земли освещено рассеянным светом, называемым свечением воздуха , который создается излучательными переходами атомов и молекул. Среди наиболее интенсивных таких особенностей, наблюдаемых в ночном небе Земли, является группа инфракрасных переходов на длинах волн от 700 до 900 нанометров. В 1950 году Аден Майнель показал, что это были переходы молекулы гидроксила ОН.

Поверхность Луны

В 2009 году индийский спутник Chandrayaan-1, космический аппарат Cassini Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и зонд Deep Impact обнаружили признаки воды по признакам гидроксильных фрагментов на Луне . Как сообщил Ричард Керр, « Спектрометр [Moon Mineralogy Mapper, он же« M3 »] обнаружил инфракрасное поглощение на длине волны 3,0 микрометра, которое могли создать только вода или гидроксил - водород и кислород, связанные вместе». НАСА также сообщило в 2009 году, что зонд LCROSS показал спектр ультрафиолетового излучения, соответствующий присутствию гидроксила.

26 октября 2020 года НАСА сообщило об окончательных доказательствах наличия воды на залитой солнцем поверхности Луны в окрестностях кратера Клавиус (кратер) , полученных Стратосферной обсерваторией инфракрасной астрономии (SOFIA) . Инфракрасная камера SOFIA для слабых объектов для телескопа SOFIA (FORCAST) обнаружила полосы излучения на длине волны 6,1 микрометра, которые присутствуют в воде, но не в гидроксиле. Было установлено, что обилие воды на поверхности Луны эквивалентно содержанию бутылки объемом 12 унций на кубический метр лунного грунта.

Атмосфера Венеры

Venus Express Orbiter не собрана Венера научных данных с апреля 2006 года до декабря 2014 г. В 2008 г. Piccioni, и др. сообщил об измерениях ночного свечения атмосферы Венеры, выполненных с помощью тепловизионного спектрометра в видимой и инфракрасной области спектра (VIRTIS) на Venus Express. Они отнесли полосы излучения в диапазонах длин волн 1,40 - 1,49 мкм и 2,6 - 3,14 мкм к колебательным переходам ОН. Это было первое свидетельство наличия OH в атмосфере любой планеты, кроме Земли.

Атмосфера Марса

В 2013 году спектры ОН в ближней инфракрасной области наблюдались в ночном свечении в полярной зимней атмосфере Марса с помощью компактного разведывательного спектрометра Марса (CRISM).

Смотрите также

Рекомендации

Способствовать

  • Рис Дж., Урри Л., Каин М., Вассерман С., Минорски П., Джексон Р. (2011). «Глава 4 и 5» . In Berge S, Golden B, Triglia L (ред.). Кэмпбелл Биология . Блок 1 (9-е изд.). Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0-321-55823-7.

Внешние ссылки