Водородный донор
Cтраница 2
Однако ван Ниль сделал приемлемое допущение, что органические питательные вещества служат в первую очередь ( если не исключительно) в качестве водородных доноров. Таким образом, обобщенные уравнения (5.9), где В, играет роль органического радикала, прило-жимы в полной мере и к этим организмам. [16]
Когда адаптированные водоросли освещаются в присутствии двуокиси углерода, фотохимическое потребление водорода начинается лишь после некоторого промежутка времени, в течение которого используются клеточные водородные доноры. В соответствии с этим объяснением длина индукционного периода уменьшается с возрастанием интенсивности света. Известно, что в обыкновенном фотосинтезе длина индукционного периода не зависит от интенсивности света. Индукционный эффект иллюстрируют кривые на фиг. [17]
Исходя из обобщения Клюйвером и Денвером идей Виланда, ван Ниль представляет фотосинтез как перенос водорода от воды к двуокиси углерода у высших растений и от других водородных доноров к двуокиси углерода у бактерий. [18]
То, что спирт I не образуется, кажется удивительным, так как циклогексен, имеющий аллильные атомы водорода, как можно было ожидать, является более активным водородным донором, чем циклогексан. Еще более неожиданно, что добавлением к циклогек-сану уже 4 % циклогексена приводит к сложным изменениям в реакции, в результате которой образуются только продукты разложения, а циклогексен и циклогексан могут быть регенерированы. Это является одним из примеров огромного влияния непредельных соединений на скорости некоторых радикальных реакций [25] ( см., например, стр. [19]
При рассмотрении смесей олефинов с другими типами углеводородов, обычно встречающихся в нефтяных фракциях, возникает вопрос, какие из компонентов, кроме-олефинов, могут выступать в качестве водородных доноров и могут ли эти компоненты давать водород с большей или меньшей легкостью, чем сами олефины. Те же вопросы возникают при изучении каталитического крекинга природных нефтяных фракций, в самом начале которого создается смесь олефинов с непрореагировавшим сырьем и с продуктами крекинга неолефинового характера. Для исследования этого вопроса и в особенности для определения роли циклических структур, могущих вследствие превращения в ароматические углеводороды явиться эффективными водородными донорами, и были предприняты нижеследующие эксперименты. [20]
Франк и Херцфельд [36], отказавшись от механизмов обмена водород - гидроксил (11.12), заменили его механизмом водородной передачи (7.12); они сохранили положение, что органическая перекись ВООН образуется при замене воды на органическое соединение ВОН в качестве водородного донора в первичной фотохимической реакции ( см. схему на фиг. В некоторых других схемах, приведенных в главе VII, в качестве первичного восстановителя предполагался акцептирующий воду комплекс, обозначенный через Н20 [; принималось, что его окисленный продукт ОН образует перекись ( ОН 2, прежде чем разложиться на воду и кислород. [21]
В связи с реакцией (6.14) возникает вопрос, оставшийся до сих пор открытым: почему неадаптированные зеленые растения, у которых, вероятно, только система Н2Ен / Ен выключается окислением до ЕнО, не могут использовать органические соединения в качестве водородных доноров ( вместо воды) в фотосинтезе. [22]
К наблюдается ЭПР-сигнал электронов проводимости [138], однако при охлаждении образцов от 20 до 1 3 К [139] ожидаемого для мелких водородопоцобных доноров резонанса, связанного со сверхтонкой структурой нейтральных мелких доноров, обнаружено не было. Это указывает на необычную природу водородных доноров. [24]
Подходящими акцепторами водорода оказываются кислород ( в малых количествах, так как большие вызывают потерю адаптации) и двуокись углерода. Глюкоза и другие органические субстраты могут действовать как водородные доноры. Таким образом, адаптированные к водороду водоросли способны к следующим реакциям. [25]
Первая группа - зеленые серобактерии: зеленого цвета, встречаются в сероводородных средах. Фотосннтетическая деятельность, невидимому, ограничена фоторедукцией двуокиси углерода сероводородом в качестве водородного донора. Окисление происходит только до элементарной серы. Прочие соединения серы, а также органические вещества, не используются в качестве водородных доноров, Эти бактерии не нуждаются в органи-ческих ростовых факторах. [26]
Что касается пурпурных бактерий, то здесь, повидимому, для объяснения световых кривых флуоресценции требуются некоторые дополнительные данные. Возможно, что это связано с происходящим при слабом фотосинтезе замещением внешних восстановителей на внутриклеточные водородные доноры. [27]
Сероводород не является единственным восстановителем, который могут использовать пурпурные бактерии; в отличие от высших растений, их метаболизм чрезвычайно адаптивен. Некоторые виды предпочитают специфические восстановители, тогда как другие могут использовать в одинаковой мере целый ряд водородных доноров. Поэтому возможна лишь приблизительная классификация пигментированных бактерий с точки зрения их нормальной фотосинтетической функции. [28]
Франк и Херцфельд [24] пытались детализировать реакцию (11.9), разбив каждый двухквантовый процесс на две термохимически возможные одноквантовые реакции. Так как эти авторы считают, что свободные радикалы могут создавать непроходимые энергетические барьеры, они вводят промежуточный водородный донор НОН, которым заменяют воду, в роли первого водородного донора и гидроксильного акцептора. Далее они предполагают, что если связь R-ОН в этом катализаторе значительно слабее связи Н - ОН в воде, то ни одна из фотохимических ступеней в последовательных реакциях (11.12) не потребует энергии больше, чем имеет квант красного света. [29]
Если вода не участвует в первичном процессе непосредственно, фотохимическое восстановление двуокиси углерода должно происходить за счет промежуточного водородного донора, обозначенного на фиг. [30]
Страницы: 1 2 3 4