Чи можлива довге життя вільної частинки в невільною матерії? Фізична органічна хімія.
Можлива. Це стабільний вільний радикал. Вони були відкриті в рамках фізичної органічної хімії, яка займається загальними питаннями органічної хімії, приділяючи особливу увагу дослідженню механізмів органічних реакцій, а також кількісної взаємозв'язку між хімічною будовою органічних сполук, їх властивостями і реакційною здатністю.
Одним з досягнень є відкриття і доведення до практичного використання стабільних вільних радикалів (Вид молекули або атома, здатний до незалежного існування і має один або два неспарених електрона). Сприяють стабільності вільних радикалів так звані стерические перешкоди (Просторові труднощі), коли атом, на якому локалізована неспарений електрон, надійно екранований від інших реагентів знаходяться неподалік об'ємними заступниками. Це як окрема людина в натовпі - начебто вільний йти, куди хоче - аж ні, оточення стримує!
Розроблено методи синтезу і технології виробництва стабільних нітроксільних радикалів імідазолінових ряду і їх попередників, які застосовуються як спінових міток, зондів і пасток в наукових дослідженнях і промисловості. Радикали визначаються методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) в концентраціях ~ 10-10 мольних відсотків.
Техніко-економічні переваги розроблених нітроксільних радикалів імідазолінових ряду визначаються їх унікальністю (немає природних аналогів), що дозволяє застосовувати їх в якості індикаторів руху пластових рідин (нафтовидобуток), Прихованих міток і ін. Стабільні вільні радикали застосовуються в різних областях науки і техніки:
В медицині та біології в якості спінових міток зазвичай використовують стабільні нітроксільние радикали. Всі молекули спінових міток, незважаючи на різноманітність їх хімічної будови, як правило, містять однаковий парамагнітний фрагмент - хімічно стабільний нітроксільний радикал (gt; NO *). На цьому радикал локалізована неспарений електрон, службовець джерелом сигналу ЕПР. Конкретний вибір спінових міток визначається завданням дослідження. Так, наприклад, для того щоб за допомогою спінових міток стежити за конформаційними перебудовами білків, молекули-мітки зазвичай «пришивають» до певних ділянок білка. У цьому випадку спінова мітка повинна містити спеціальну реакційну групу, яка може утворити ковалентний хімічний зв'язок з амінокислотними залишками молекули білка.
Для вивчення властивостей штучних і біологічних мембран зазвичай використовують жиророзчинні спінові мітки, здатні вбудовуватися в ліпідний шар мембрани:
- В якості спінових рН-зондів для вимірювання величини рН в клітинних органеллах;
- При вивченні процесів переносу іонів через мембрани;
- Для визначення локалізації лікарських чи інших препаратів в органах або тканинах.
В аналітичної хімії та геофізики:
- Для створення хелатирующих агентів, здатних зв'язуватися з металламі;
- Як індикаторів з низьким порогом визначення (наприклад, замість тритію або органічних барвників у нафторозвідці і нафтовидобутку, замість фторароматіческіх кислот при аналізі руху ґрунтових вод).
В інших галузях для внесення в якості прихованих міток в паливо, спирти та ін.
Працює Інститут органічної та фізичної хімії КазНЦ РАН (Казань). Можна почитати: Гаммета Л. Основи фізичної органічної хімії. Швидкості, рівноваги і механізми реакцій. М .: Світ, 1972.
