Гидрокси группа
В химии гидроксильная гидроксильная или группа — это функциональная группа с химической формулой −OH и состоит из одного кислорода, атома ковалентно связанного с одним водорода атомом . В органической химии спирты и карбоновые кислоты содержат одну или несколько гидроксигрупп. Оба отрицательно заряженных аниона К − , называемый гидроксидом , и нейтральный радикал HO· , известный как гидроксильный радикал , состоит из несвязанной гидроксильной группы.
Согласно определениям ИЮПАК , термин гидроксил относится к гидроксильному радикалу ( ·ОН ) только, тогда как функциональная группа −OH называется гидроксигруппой . [1]
Свойства [ править ]
Вода, спирты, карбоновые кислоты и многие другие гидроксисодержащие соединения легко депротонируются из -за большой разницы между электроотрицательностью кислорода (3,5) и водорода (2,1). Гидроксисодержащие соединения образуют межмолекулярные водородные связи, увеличивая электростатическое притяжение между молекулами и, следовательно, до более высоких температур кипения и плавления, чем у соединений, у которых отсутствует эта функциональная группа . Органические соединения, которые часто плохо растворяются в воде, становятся водорастворимыми, если они содержат две или более гидроксильные группы, о чем свидетельствуют сахара и аминокислоты . [ нужна ссылка ]
Происшествие [ править ]
Гидроксигруппа широко распространена в химии и биохимии. Многие неорганические соединения содержат гидроксильные группы, в том числе серная кислота — химическое соединение, производимое в крупнейших промышленных масштабах. [2]
Гидроксигруппы участвуют в реакциях дегидратации, связывающих 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 соединения двух аминокислот с образованием белка удаляет -OH из карбоксильной группы одной аминокислоты. [ нужна ссылка ]
Гидроксильный радикал [ править ]
Гидроксильные радикалы обладают высокой реакционной способностью и вступают в химические реакции, которые делают их недолговечными. Когда биологические системы подвергаются воздействию гидроксильных радикалов, они могут вызвать повреждение клеток, в том числе у человека, где они могут вступать в реакцию с ДНК , липидами и белками . [3]
Планетарные наблюдения [ править ]
Свечение Земли [ править ]
Ночное небо Земли освещено рассеянным светом, называемым свечением воздуха , который возникает в результате радиационных переходов атомов и молекул. [4] Среди наиболее ярких таких особенностей, наблюдаемых в ночном небе Земли, — группа инфракрасных переходов на длинах волн от 700 до 900 нанометров. В 1950 году Аден Мейнель показал, что это переходы молекулы гидроксила ОН. [5]
Поверхность Луны [ править ]
В 2009 году индийский «Чандраян-1» спутник Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) , космический корабль «Кассини» и зонд «Deep Impact» обнаружили наличие воды по наличию гидроксильных фрагментов на Луне . Как сообщил Ричард Керр: « Спектрометр [Money Mineralogy Mapper, также известный как «M3»] обнаружил инфракрасное поглощение на длине волны 3,0 микрометра, которое могли создать только вода или гидроксил — водород и кислород, связанные вместе. " [6] НАСА В 2009 году также сообщило, что зонд LCROSS выявил спектр ультрафиолетового излучения, соответствующий присутствию гидроксила. [7]
26 октября 2020 года НАСА сообщило об убедительных доказательствах наличия воды на освещенной солнцем поверхности Луны в окрестностях кратера Клавиус (кратера) , полученных Стратосферной обсерваторией инфракрасной астрономии (SOFIA) . [8] Инфракрасная камера для слабых объектов SOFIA для телескопа SOFIA (FORCAST) обнаружила полосы излучения на длине волны 6,1 микрометра, которые присутствуют в воде, но не присутствуют в гидроксиле. Было высказано предположение, что количество воды на поверхности Луны эквивалентно содержимому бутылки воды емкостью 12 унций на кубический метр лунного грунта. [9]
Зонд «Чанъэ-5» , приземлившийся на Луну 1 декабря 2020 года, нес на борту минералогический спектрометр, который мог измерять инфракрасные спектры отражения лунных пород и реголита. Спектр отражения образца горной породы на длине волны 2,85 микрометра показал локализованные концентрации воды/гидроксила, достигающие 180 частей на миллион. [10]
Атмосфера Венеры [ править ]
Орбитальный аппарат Venus Express собирал научные данные о Венере с апреля 2006 года по декабрь 2014 года. В 2008 году Пиччиони и др. сообщил об измерениях свечения воздуха на ночной стороне в атмосфере Венеры, выполненных с помощью тепловизионного спектрометра видимого и инфракрасного диапазона (VIRTIS) на аппарате Venus Express. Полосы излучения в диапазонах длин волн 1,40–1,49 микрометров и 2,6–3,14 микрометров они отнесли к колебательным переходам OH. [11] Это было первое свидетельство наличия OH в атмосфере любой планеты, кроме Земли. [11]
Атмосфера Марса [ править ]
В 2013 году спектры OH в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдались в ночном свечении в полярной зимней атмосфере Марса с помощью компактного спектрометра для получения изображений Марса (CRISM). [12]
Экзопланеты [ править ]
В 2021 году доказательства наличия OH в дневной атмосфере экзопланеты WASP-33b были обнаружены в ее спектре излучения на длинах волн от 1 до 2 микрометров. [13] Впоследствии были обнаружены доказательства существования OH в атмосфере экзопланеты WASP-76b . [14] И WASP-33b , и WASP-76b являются сверхгорячими Юпитерами , и вполне вероятно, что любая вода в их атмосферах присутствует в виде диссоциированных ионов.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Алкоголи» . Золотая книга . ИЮПАК. 24 февраля 2014 г. doi : 10.1351/goldbook.A00204 . Проверено 23 марта 2015 г.
- ^ «Отчет об исследовании 2012–2013 гг.» (PDF) . Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана, факультет химии и фармации . 12 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 декабря 2022 г.
- ^ Канно, Таро; Накамура, Кейсуке; Икай, Хиройо; Кикучи, Кацуши; Сасаки, Кейичи; Нивано, Ёшими (июль 2012 г.). «Обзор литературы о роли гидроксильных радикалов в химически индуцированной мутагенности и канцерогенности для оценки риска системы дезинфекции, использующей фотолиз перекиси водорода» . Журнал клинической биохимии и питания . 51 (1): 9–14. дои : 10.3164/jcbn.11-105 . ISSN 0912-0009 . ПМК 3391867 . ПМИД 22798706 .
- ^ Сильверман С.М. (октябрь 1970 г.). «Феноменология ночного свечения» . Обзоры космической науки . 11 (2): 341–79. Бибкод : 1970ССРв...11..341С . дои : 10.1007/BF00241526 . S2CID 120677542 . Архивировано из оригинала 5 октября 2023 года.
- ^ Мейнель А.Б. (1950). «Полосы излучения ОН в спектре ночного неба. I» . Астрофизический журнал . 111 : 555–564. Бибкод : 1950ApJ...111..555M . дои : 10.1086/145296 . Архивировано из оригинала 24 октября 2022 года.
- ^ Керр Р.А. (24 сентября 2009 г.). «Запах воды, найденный на Луне» . Наука. Архивировано из оригинала 8 декабря 2023 года . Проверено 1 июня 2016 г.
- ^ Дино Дж. (13 ноября 2009 г.). «Данные о ударе LCROSS указывают на наличие воды на Луне» . НАСА . Архивировано из оригинала 15 ноября 2009 г. Проверено 14 ноября 2009 г.
- ^ Хоннибалл С.И., Люси П.Г., Ли С., Шеной С., Орландо Т.М., Хиббиттс К.А., Херли Д.М., Фаррелл В.М. (2020). «Молекулярная вода обнаружена на освещенной солнцем Луне СОФИЕЙ». Природная астрономия . 5 (2): 121–127. Бибкод : 2021NatAs...5..121H . дои : 10.1038/s41550-020-01222-x . S2CID 228954129 .
- ^ Чоу Ф, Хоукс А (26 октября 2020 г.). «СОФИЯ НАСА обнаружила воду на освещенной солнцем поверхности Луны» . НАСА . Проверено 26 октября 2020 г.
- ^ Линь Х, Ли С, Сюй Р, Лю Ю, Ву Икс, Ян В, Вэй Ю, Линь Ю, Хэ З, Хуэй Х, Хэ К, Ху С, Чжан С, Ли С, Лев Г, Юань Л, Цзоу Ю , Ван С. (2022). «Обнаружение воды на Луне посадочным модулем «Чанъэ-5» на месте» . Достижения науки . 8 (1): eabl9174. Бибкод : 2022SciA....8.9174L . дои : 10.1126/sciadv.abl9174 . ПМЦ 8741181 . ПМИД 34995111 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Пиччиони, Г.; Дроссарт, П.; Засова Л.; Мильорини, А.; Жерар, Ж.-К.; Миллс, ФП; Шакун, А.; Гарсиа Муньос, А.; Игнатьев Н.; Грасси, Д.; Коттини, В.; Тейлор, ФРВ; Эрард, С. (1 апреля 2008 г.). «Первое обнаружение гидроксила в атмосфере Венеры» . Астрономия и астрофизика . 483 (3). EDP Sciences: L29–L33. дои : 10.1051/0004-6361:200809761 . hdl : 1885/35639 . ISSN 0004-6361 .
- ^ Клэнси РТ, Сандор Б.Дж., Гарсиа-Муньос А., Лефевр Ф., Смит М.Д., Вольф М.Дж., Монмессен Ф., Мурчи С.Л., Наир Х. (2013). «Первое обнаружение атмосферного гидроксила Марса: измерение CRISM в ближнем ИК-диапазоне по сравнению с моделированием LMD GCM излучения полосы OH Мейнеля в полярной зимней атмосфере Марса». Икар . 226 (1): 272–281. Бибкод : 2013Icar..226..272T . дои : 10.1016/j.icarus.2013.05.035 .
- ^ Стеванус К. Нугрохо; Хадзиме Кавахара; Нил П. Гибсон; Эрнст Дж. В. де Муой; Теруюки Хирано; Такаюки Котани; Юи Кавасима; Кенто Масуда; Маттео Броджи; Джейн Л. Биркби; Крис А. Уотсон; Мотохидэ Тамура; Констанце Цвинц; Хироки Харакава; Томоюки Кудо; Масаюки Кузухара; Клаус Ходапп; Масато Ишизука; Шейн Джейкобсон; Михоко Кониси; Такаси Курокава; Дзюн Нисикава; Масаси Омия; Такума Сэридзава; Акитоши Уэда; Себастьен Вивар (2021). «Первое обнаружение выбросов гидроксильных радикалов из атмосферы экзопланеты: высокодисперсная характеристика {WASP}-33b с использованием Subaru/{IRD}» (PDF) . Письма астрофизического журнала . 910 (1): Л9. дои : 10.3847/2041-8213/abec71 . S2CID 232110452 .
- ^ Р. Ландман; А. Санчес-Лопес; П. Мольер; А.Ю. Кессели; Эй Джей Лука; IAG Снеллен (2021). «Обнаружение ОН в ультрагорячем Юпитере WASP-76b» . Астрономия и астрофизика . 656 (1): А119. arXiv : 2110.11946 . Бибкод : 2021A&A...656A.119L . дои : 10.1051/0004-6361/202141696 . S2CID 239616465 .
Дальше [ править ]
- Рис Дж., Урри Л., Кейн М., Вассерман С., Минорски П., Джексон Р. (2011). «Глава 4 и 5» . Ин Берге С., Голден Б., Триглия Л. (ред.). Кэмпбелл Биология . Том. Часть 1 (9-е изд.). Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0-321-55823-7 .
Внешние ссылки [ править ]
