Главная > Химия > Логика органического синтеза, Т.2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

4. Биолюминесценция или средства общения в мире безмолвия

Максимум освещенности в океане приходится на длину волны 475 нм. Две трети организмов, обитающих в верхних 2000 м толщи океана, обладают способностью к биолюминесценции. Следует отметить совпадение диапазона, в котором они излучают в сине-зеленой области, с положением этого максимума. Биологическая роль биолюминесценции очень разнообразна: коммуникация, перегруппировка особей, способы защиты, способы маскировки, различение пола, поиск и подманивание добычи, любовные игры и т. д.

Рассмотрим немного подробнее следующую реакцию:

Эффективность этой реакции потрясающая. Для люциолов квантовый выход составляет 88%! Между тем, этот квантовый выход представляет собой произведение трех сомножителей: химического выхода первой стадии, квантового выхода флуоресценции электрон-но-возбужденного продукта, отмеченного звездочкой, доли молекул, переведенных в возбужденное состояние.

На первой стадии люциферин связывает молекулу кислорода. Отрицательно заряженный концевой атом кислорода осуществляет нуклеофильную атаку по соседней -COOR-группе (здесь R = АМФ). При этом происходит реакция присоединения-фрагментации с удалением группы — и образованием напряженного промежуточного четырехчленного цикла. Напряжение в цикле столь велико, что может разрушить все вокруг! В результате связь оказывается слабой (34 ккал/моль). В четырехчленном цикле имеется сильное угловое напряжение порядка 25 ккал/моль для циклобутана. К этому добавляется наличие карбонильной группы, так что обычный валентный угол в 120° искажен здесь примерно до 90°.

Рассмотрим модельную систему — тетраметилдиоксетан, который распадается на две молекулы ацетона с испусканием излучения. В действительности его основное состояние находится гораздо выше по энергии (63 ккал/моль) по сравнению с молекулами продукта реакции. Достигнув переходного состояния, в котором происходит обращение цикла, характеризующееся умеренной энергией активации (27 ккал/моль), система переходит на один из двух возбужденных уровней: синглетный или триплетный ацетона А. Последний переходит в основное состояние, испуская квант излучения; таков механизм биолюминесценции.

(см. скан)

Аналогичная реакция наблюдалась «старым препаратором» профессора Нгуен Трон Ана на исходе 11 января 1988 г. — это было расщепление другого оксетана на две молекулы из которых одна теряет возбуждение в результате фотохимической эмиссии.

Литература.

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление