Глава VI. СИНТЕЗ СОЕДИНЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ (ИЗОТОПЫ)

ЗНАЧЕНИЕ МЕЧЕНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

При определении механизмов химических и биологических реакций неоценимое значение приобретает использование меченых соединений. Специальные синтезы, использовавшиеся ранее только для наиболее тонких исследовательских работ в щедро финансируемых институтах, в настоящее время являются весьма обычными в химической практике. Наглядным примером применения веществ, меченных изотопами, для выяснения механизмов реакций является использование 180 для решения вопроса о том, какой из изотопов кислорода (от спирта или от кислоты) удаляется в виде воды в ходе реакции этерификации:

Для данной реакции возможны два пути отщепления молекулы воды:

При использовании спирта, меченного 180, было показано, что в действительности осуществляется первый путь, поскольку 180 был найден в полученном сложном эфире, а не в воде.

Вопрос о том, какой из продуктов реакции содержит изотоп, можно решить двумя путями. Во-первых, можно определить разницу в весах, изотопа, используемого для метки, и обычного изотопа. Так, масс-спектроскопия позволяет обнаружить наличие в веществе (в виде

Эта схема показывает, что в реакции отщепляется углерод карбоксильной, а не карбонильной группы. Во-вторых, используя свойство радиоактивности (источник -излучения), можно с помощью соответствующего счетчика определить, в каком соединении содержится изотоп Поскольку радиоактивность определить легче, чем вес изотопа, обычно предпочитают использовать радиоактивные изотопы. Однако для нахождения наиболее удобного в каждом отдельном случае метода нужно учитывать и такие соображения, как доступность приборов, изотопов, безопасность работы и т. п. Некоторые из обычно используемых изотопов не радиоактивны; в этом случае требуется применение масс-спектроскопии.

В ряду изотопов дейтерий занимает особое место, поскольку этот изотоп водорода в два раза тяжелее, чем обычный изотоп тогда как, например, только в 35/32, т. е. в 1,094 раза тяжелее природного изотопа Тот факт, что примерно вдвое тяжелее позволяет определять дейтерий в органических соединениях методом инфракрасной спектроскопии или измерением плотности (тяжелой воды), полученной при окислении меченого соединения, а также с помощью масс-спектрометрических методов.