Понятие «гидрофобные силы» используется при описании тенденции неполярных соединений, например углеводородов, переходить из водной фазы в органический растворитель. Этот эффект обусловлен не столько прямым взаимодействием между растворителем и растворенными молекулами, сколько перестройкой системы водородных связей в воде в результате присутствия гидрофобного соединения. Чтобы сохранить число водородных связей, каждая из которых имеет энергию 25 кДж-моль-1 (6 ккал-моль-1), молекулы воды располагаются вокруг неполярной молекулы. Поэтому гидрофобное соединение не вызывает больших изменений энтальпии растворителя, но приводит к уменьшению его энтропии из-за увеличения локальной упорядоченности. Вода стремится вновь увеличить свою энтропию, вследствие чего гидрофобная молекула вытесняется в гидрофобную область белка.[ ...]
Удобный способ оценки гидрофобности соединения состоит в измерении распределения его между органической и водной фазами при встряхивании в смеси нерастворимого в воде органического растворителя (как правило, н-октанола) с водой.[ ...]
Распределение растворенного вещества между двумя фазами зависит от исхода конкуренции между гидрофобными участками молекулы, стремящимися слиться с органической фазой, и полярными участками, которые стремятся перейти в водную фазу с образованием сольватной оболочки.[ ...]
В табл. 9.5 приведены значения я для некоторых групп. Отметим несколько важных моментов.[ ...]
Корреляцию между площадью поверхности и гидрофобно-стью можно объяснить, исходя из простой модели, в которой рассматривается энергия образования в воде полости. Поверхностное натяжение воды равно 72 дин-см-2, поэтому для образования полости с площадью поверхности 1 А2 необходимо затратить энергию 72• 10—6 эрг, или 7,2-10-22 Дж (1,72• 10—22 кал). Умножение этой величины на число Авогадро дает 435 Дж-А-2-моль-1 (104 кал-А-2-моль-1). Итак, образование в воде полости, которую могла бы занять гидрофобная группа, обходится в 435 Дж-А-2>моль-1. Эта величина может быть несколько больше из-за увеличения дисперсионной энергии взаимодействия воды с растворенным веществом при заполнении полости и изменяется с изменением площади поверхности.[ ...]
Энергия образования полости б воде близка к общему изменению энергии при образовании гидрофобной связи и является движущей силой при распределении соединения между двумя фазами.[ ...]
Вернуться к оглавлению