Фотохимическое изменение может произвести только тот свет, который поглощается данным веществом.

(Обычно это тот свет, цвет которого является дополнительным к цвету вещества, вступающего в фотохимическую реакцию. Так, красные лучи поглощаются зелёными веществами, жёлтые – синими и т. д.).

Закон Бунзена - Роско(Р.Бунзен совместно с Г.Роско - 1857):

Степень химического превращения пропорциональна времени воздействия света.

В настоящее время этот закон считается следствием закона Штарка - Эйнштейна.

Закон фотохимической эквивалентности Штарка - Эйнштейна(И.Штарк - 1908, А.Эйнштейн - 1912):

Каждый фотон, поглощённый веществом на первичной (световой) ста­дии, вызывает изменение только одной молекулы.

Фотохимические реакции в фармации. Световая и темновая стадия фотохимических реакций. Фотосенсибилизация. Квантовый выход реакции.

Для фармации фотохимические реакции важны в первую очередь постольку, поскольку свет может вызывать деструкцию ( фотолиз )многих лекарственных препаратов. Разложению под действием света подвержены и многие другие вещества и материалы - древесина, бумага, краски, пластмассы и т. д.

Фотохимические реакции подразделяются на первичные и вторичные процессы, происходящие соответственно на световых или темновых стадиях. Первичные процессы связаны с поглощением молекулами кванта световой энергии - фотона, что может привести к образованию реакционноспособных промежуточных соединений, которые затем участвуют во вторичных процессах, имеющих термическую природу и не требующих воздействия света или другого излучения

Отношение числа подвергшихся химическому превращению молекул к числу поглощённых фотонов называется фотохимической эффективностью или квантовым выходом фотохимической реакции Ф. Квантовый выход может быть выражен и через мольные величины:

nпрод F = ¾ ¾ ¾ nф

где n _прод - число молей образовавшихся продуктов,

n _ф - число поглощённых эйнштейнов (единица “эйнштейн”, названная в честь А.Эйнштейна, равна 1 молю (6, 02´ 10²³) фотонов).

В случае фотохимических реакций, протекающих в газовой фазе по цепному механизму, Ф может быть намного больше единицы. Для реакций в растворах из-за конкурентного действия фотофизических процессов, при которых возможно испускание фотона или передача возбуждения молекулам растворителя, не принимающим участия в реакции, Ф может быть меньше единицы.

Фотохимическая эффективность может быть повышена введением в реакционную среду фотосенсибилизаторов. Фотосенсибилизаторы - это вещества, молекулы которых способны возбуждаться при поглощении квантов света, но которые сами в последующих химических превращениях не участвуют. Роль фотосенсибилизаторов заключается в передаче возбуждения другим молекулам при столкновениях с ними. Такие фотосенсибилизированные реакции возможны в том случае, когда молекулы реагирующих веществ сами не способны подвергаться фотохими­че­ской активации. Чаще всего применение сенсибилизаторов требуется тогда, когда молекулы реагирующих веществ способны поглощать кванты света с энергией, не совпадающей по величине с энергией, необходимой для образования активированного комплекса. Поэтому фотосенсибилизатор должен поглощать свет с другой, более соответствующей данной реакции длиной волны. Эффективные сенсибилизаторы почти не расходуются при протекании реакции и, таким образом, могут рассматриваться в качестве своеобразных “катализаторов“ фотохимических реакций.

Наиболее известным фотосенсибилизатором является хлорофилл, чья роль при фотосинтезезаключается в поглощении квантов красного света на световой стадии и передаче возбуждения через ряд переносчиков молекулам воды на темновых стадиях. В химической технологии фотосенсибилизированные реакции применяются, например, при получении стильбенов, при разложении пер­ок­си­дов, нитритов и других окислителей. Фотосенсибилизирующими свойствами обладают многие соединения, относящиеся к классу кетонов, а также 2.5-дифенил-оксазол, 1, 4-бис-2-(5-фенилоксазол)бензол и др. Поэтому при изготовлении лекарственных форм следует помнить, что содержащиеся в них вещества с этими или подобными структурами могут инициировать реакции фотохимического разложения.

Катализ. Значение катализа в фармации и биологии. Виды катализа(гомогенный, гетерогенный, ферментативный). Катализаторы, ингибиторы, промоторы, каталитические яды.

Катализ - это изменение скорости или возбуждение химической реакции веществами ( катализаторами ), которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов.

Катализ играет огромную роль в химической промышленности, в том числе при синтезе лекарственных веществ. Многое в природе катализа еще не ясно, но, тем не менее, следует помнить, что различные примеси в лекарственных веществах могут вызвать каталитические реакции их разложения или превращения, что подразумевает необходимость тщательной очистки. Подобную роль могут играть и стенки сосудов, особенно металлических, в которых хранятся лекарственные вещества. Для замедления подобных процессов каталитического разложения, а также фотолиза применяют ингибиторы, антиоксиданты и др.

Огромно значение катализа в процессах, протекающих в живых организмах под действием биологических катализаторов - ферментов (фер­мен­тативный катализ).

Виды катализа

Существует такая классификация видов катализа:

- По агрегатному состоянию принято различать гомогенный катализ, при котором реаги­рую­щие вещества, продукты реакции и катализатор находятся в одной фазе, обычно жидкой или газовой, и гетерогенный катализ, при котором реагирующие ве­щества и продукты находятся в одной фазе, обычно жидкой или газообразной, а катализатор - в другой, обычно в твёрдой. Суще­ству­ет также гетерогенно-гомогенный катализ, при котором реакция, начинаясь на поверхности катализатора, продолжается в объёме жидкой или газовой фазы.

- По химической природе катализатора различают кислотно-основ­ный катализ, при котором реакции протекают в присутствии кислот или оснований, катализ на металлах, катализ на оксидах и т. д. Особую группу каталитических процессов составляют реакции ферментативного катализа. Для некоторых реакций катализатором может служить их собственный продукт. Такие реакции называются автокаталитическими.

- По избирательности действия. Во многих случаях один и тот же катализатор может изменять скорость нескольких возможных между данными реагирующими веществами реакций ( неспецифический катализ ), но существует и широко применяется на практике избирательный (или специфический )катализ, когда катализатор из многих возможных в данной реакционной смеси реакций " выбирает" одну. Это используется, например, для синтеза стереорегулярных полимеров. Высочайшей избирательностью обладают биологические катализаторы - ферменты.

- По физическому состоянию твёрдого катализатора различают катализ на компактных металлах, когда катализатор представлен каким-либо одним металлом в различной степени раздробленности (дисперсности); катализ на носителях, когда катализатор-металл напыляется тонким слоем на какой-либо инертный носитель (фарфор, асбест, активированный уголь); катализ на смешанных катализаторах, когда катализатор представляет собой смесь порошков различных металлов, оксидов или других веществ.

катализаторы - вещества, которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов.

Ингибитор — вещество, замедляющее или предотвращающее течение какой-либо химической реакции.

Промотированные катализаторы - катализаторы с добавлением промотó ров, то есть веществ, которые сами по себе не обладают каталитическими свойствами по отношению к данной реакции, но увеличивают активность используемого катализатора.

Некоторые добавки могут вызвать не промотирование, а обратный эффект - " отравление " катализатора, то есть снижение его каталитической активности. Такие добавки называются каталитическими ядами.

Механизм действия катализатора. Его влияние на энергию активации реакции. Примеры гомогенного катализа. Кислотно-основный катализ в фармации и биологии.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: