Оптическая активность - нефть
Cтраница 3
Из рассмотрения таблицы видно, что по мере перехода от морского сапропеля к нефти содержание углерода и водорода увеличивается, а содержание кислорода и азота, наоборот, падает. Действительно, нефть содержит или сложные соединения типа нафтеновых кислот, или сернистые соединения - и то, и другие малоустойчивы при высоких температурах. Затем в нефтях всегда присутствуют или порфирины, или оптически деятельные вещества, вследствие чего нефти и отдельные фракции нефтей вращают плоскость поляризации. Ракузин [7] ( а еще раньше Био и Вальден) считал, что оптическая активность нефти не могла бы сохраниться в том случае, если нефть образовалась при высоких температурах, так как высокая температура вызывает быстрый процесс рацемации оптически активных органических соединений и нефть потеряла бы способность вращать плоскость поляризации. Но каждая молекула оптически деятельного вещества, вступая в реакции с другими молекулами, может вызвать образование целого ряда полых оптически деятельных молекул, и если на земле существовали и существуют условия, дающие в ограниченное время начало одной оптически деятельной молекуле, то в течение длительных геологических периодов, когда совершались преемственно жизненные процессы, а, может быть, отчасти и еще раньше этого времени, оптическое вращение должно было накопляться до наступления естественного предела, обусловленного равновесием образования оптически деятельных молекул и превращения их в оптически недеятельные. [31]
Нефть оптически активна, она обладает способностью вращать плоскость поляризованного луча света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. В подавляющем большинстве нефти вращают плоскость поляризованного луча света вправо, известны и левовращающие нефти. Отмечено, чем моложе нефти, тем больше угол поворота поляризованного луча. Поскольку образование веществ, обладающих оптической активностью, характерно для жизненных процессов, то оптическая активность нефтей свидетельствует об их генетической связи с биологическими системами. Установлено, что главными носителями оптической активности нефти являются полициклические углеводороды - стераны и тритерпаны, так называемые хемофоссилии. [32]
Неопровержимым доказательством биогенного генезиса нефти является ее молекулярный состав. Обнаружение в нефти и продуктах ее природного преобразования биохимических меток - хемофоссилий или биомаркеров, начиная с порфири-нов, открытых А. Ограниченное количество изомеров УВ в нефти - следствие избирательного накопления их в живых организмах, оптическая активность нефтей, отражающая хиральную чистоту биологических систем, - эти свойства нефти являются бесспорным свидетельством ее генетической связи с биогенным веществом. [33]
Характерной чертой, сопутствующей биодеградации нефтей, является также резкое увеличение оптической активности нефтей. Оптической активностью обладают лишь органические молекулы, имеющие асимметрический атом С. В основном они сосредоточены во фракции, выкипающей выше 350 С, где в составе полициклических нафтенов и аренов много оптически активных соединений, унаследовавших структуру своих биологических предшественников. Поскольку биодеградация сопровождается в первую очередь удалением метановых УВ, то из-за удаления оптически инертных компонентов увеличивается суммарная оптическая активность нефти. С этих позиций становится очевидным обнаруженный B.C. Вышемирским факт наличия прямых корреляционных связей между оптической активностью, с одной стороны, и плотностью и содержанием смол и асфальтенов - с другой. В то же время связь с содержанием парафинов отрицательная. [34]
Оптическая активность - одно из фундаментальных свойств, общих для живого вещества, продуктов его преобразования и природных нефтей. Для живой природы, напротив, характерна зеркальная асимметрия: все биогенные аминокислоты - левые, сахара - правые зеркальные изомеры. Оптическая асимметрия органических молекул - достаточное основание для утверждения о наличии живого вещества или продуктов его посмертного преобразования. С этих позиций оптически активная нефть может быть только продуктом биосферы, а не минерального синтеза. Оптическая активность нефтей связана главным образом с углеводородами типа тритерпанов и стеранов. [35]
Последнее должно было бы приводить к большому числу стереоизомеров. Так, например, у прегнана ( стерин C2i) могло бы существовать 128 стереоизомеров. В действительности найдено в природе среди стероидов четыре пространственные формы скелета, отвечающие энергетически наиболее выгодной конфигурации. Это относится и к стеринам. По-видимому, оптическая активность нефти в значительной мере обусловлена присутствием в ней углеводородов типа стеринов и тритерпенов. [36]
Нефть оптически активна, она обладает способностью вращать плоскость поляризованного луча света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. В подавляющем большинстве нефти вращают плоскость поляризованного луча света вправо, известны и левовращающие нефти. Отмечено, чем моложе нефти, тем больше угол поворота поляризованного луча. Поскольку образование веществ, обладающих оптической активностью, характерно для жизненных процессов, то оптическая активность нефтей свидетельствует об их генетической связи с биологическими системами. Установлено, что главными носителями оптической активности нефти являются полициклические углеводороды - стераны и тритерпаны, так называемые хемофоссилии. [37]
 |
Распределение циклоалканов с разным числом циклов во фракции 350 - 420 С некоторых нефтей, %. [38] |
Стерины, как и стероиды, оптически активны, так как атомы углерода в местах соединений колец расположены асимметрично. Последнее должно было бы приводить к большому числу стереоизомеров. Так, например, у прегнана ( стерин 21) могло бы существовать 128 стереоизомеров. В действительности среди природных стероидов найдены четыре пространственные формы скелета, отвечающие энергетически наиболее выгодной конфигурации. Это относится и к стеринам. По-видимому, оптическая активность нефти в значительной мере обусловлена присутствием в ней углеводородов типа сте-ринов и тритерпенов. В настоящее время трудно дать оценку количественного содержания стеринов и терпенов в нефти. [39]
 |
Распределение циклоалканов с разным числом циклов во фракции 350 - 420 С некоторых нефтей, %. [40] |
Стерины, как и стероиды, оптически активны, так как атомы углерода в местах соединений колец расположены асимметрично. Последнее должно было бы приводить к большому числу стереоизомеров. Так, например, у прегнана ( стерий C2i) могло бы существовать 128 стереоизомеров. В действительности среди природных стероидов найдены четыре пространственные формы скелета, отвечающие энергетически наиболее выгодной конфигурации. Это относится и к стеринам. По-видимому, оптическая активность нефти в значительной мере обусловлена присутствием в ней углеводородов типа стеринов и тритерпенов. В настоящее время трудно дать оценку количественного содержания стеринов и терпенов в нефти. [41]
Под оптической деятельностью органических веществ понимают их способность вращать плоскость поляризации прямолинейно поляризованного светового луча. Напомним, что прямолинейно поляризованным называется такой луч, колебания которого происходят лишь в одной плоскости. Плоскость поляризации перпендикулярна плоскости, в которой происходят колебания света. Поляризованный луч по выходе из оптически активной среды колеблется уже в плоскости, смещенной, вправо или влево на некоторый угол по отношению к плоскости поляризации. Большинство нефтей вращает плоскость поляризации вправо. В нефтях таких веществ может быть много, но конкретно, какие из них сообщают оптическую активность нефти, - пока неизвестно. Доказано только, что углеводороды фракций до 200 С - парафины, нафтеновые кислоты, высокомолекулярные ароматические углеводороды - не вращают плоскости поляризации. Имеются предположения, что оптически активными веществами нефти могут быть продукты глубокого разложения холестерина ( вторичный полициклический спирт С28Н48О) или другие насыщенные вещества полициклического строения. Способность большинства нефтей вращать плоскость поляризации лишний раз подтверждает органическое происхождение нефти, так как оптическая активность присуща только органическим веществам живой природы. [42]
Были проведены опыты по воздействию активированной асканской глины на холестерин С27Н460 при разных температурах при нормальном и повышенном давлениях. В результате оказалось, что левовращающий холестерин - вещество, распространенное в животном мире, под действием природных глин превращается в смесь правовращающих нефтеобразных продуктов. Опыты при нормальном давлении при 170 - 380 приводят к образованию низкокипящих продуктов превращения с началом кипения 42, вращающих вправо; в то же время нагревание холестерина до 300 без катализатора не изменяло холестерин ни по составу, ни по оптической деятельности. Увеличение температуры от 300 до 380 вдвое увеличивало выход оптически деятельного дестиллата. Таким образом, проведенные исследования подтвердили предположения Зелинского, что холестерин не только может, сопутствуя материнскому веществу нефти, обусловливать ее оптическую активность, но и может являться исходным материалом образования нефти, причем оптическая активность холестерина не уничтожается, а лишь изменяется. Снижение давления до 2 - 2 5 мм в тех же условиях значительно уменьшало оптическую активность нефтей; при этом оптическая активность достигала некоторой предельной величины, постоянной для данного количества глины и данной температуры. [43]
Страницы: 1 2 3