Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

БАРТОНА ПРАВИЛА устанавливают взаимосвязь условий восстановления карбонильной группы в замещенных циклогексанона с конфигурацией гидроксильной группы в образующемся спирте. Определяют лишь тенденцию селективности процесса, но не являются абсолютно строгими. Примеры Б. п.: каталитич. гидрирование в кислой среде приводит к преимущественному образованию аксиальной гидроксильной группы, а восстановление натрием в спирте - к экваториальной, напр.: Б. п. широко используют для предсказания стереохим. хода восстановления кетонов до спиртов в ряду прир. терпеноидов и стероидов, а также соответствующих оксимов до аминов. Правила предложены Д. Бартоном в 1953. Н. С. Зефиров.

БАРТОНА РЕАКЦИЯ (Бартона перегруппировка), фотохим. перегруппировка алкилнитритов в нитрозоспирты с послед. превращением последних в оксимы или димеры: где R = Н, Alk, Аг. Процесс обычно осуществляют при охлаждении в инертном р-рителе и 330 нм. В р-цию вступают соед., алкильная цепь к-рых содержит более трех атомов С и атом Н у углеродного атома. Если у последнего отсутствует атом Н, то наблюдается диспропорционирование с образованием спиртов и карбонильных соединений. Б. р. протекает по свободнорадикальному механизму и включает стадию внутримолекулярной миграции атома Н в алкоксильном радикале (ф-ла I) через переходное состояние (II); нитрозосоединение III изомеризуется в оксим: Р-ция протекает гладко только в тех случаях, когда возможно образование 6-членного циклич. переходного состояния. Если у углеродного атома в исходном нитрите нет второго атома Н, то образуется также димер нитрозосоединения. Б. р. широко используется для введения функц. групп в неактивные участки молекул стероидов, в частности в метальные группы в положениях 18 и 19, напр.: Продукты Б. р. применяют как промежут. соед. в синтезе полициклич. нитронов, напр.: Р-ция открыта Д. Бартоном в 1960.

Лит: Введение в фотохимию органических соединений, под ред. Г. О. Беккера, пер. с нем., Л., 1976, с. 200-204; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 3, М., 1982, с. 379, 443-44, 447, 484, 615. К. В. Вацуро.

БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР лаб. прибор для измерения скоростей хим. р-ций; проточный реактор, в к-ром концентрации реагентов и т-ра одинаковы по всему реакц. пространству, благодаря чему скорость р-ции определяется наиб. просто. Условия в Б. р. называют режимом идеального смешения. Для жидкофазных гомог. р-ций безградиентность проточного реактора осуществляется с помощью мешалки; при гомог. газовых р-циях достаточное перемешивание м. б. достигнуто тангенциальным вводом газовой смеси, вызывающим вращение содержимого реактора. Кинетика газовых гетерогенно-каталитич. р-ций обычно сложна, поэтому применение к их исследованию Б. р. дает большие преимущества. Для этого М. И. Темкиным и др. в 1950 был предложен проточно-циркуляц. метод. На схеме проточно-циркуляц. системы (см. рис.) 1и 2 - вход и выход газовой смеси для протока сквозь систему, 3 - циркуляц. насос с электромагн. приводом поршня, 4-печь и реактор с катализатором. Скорость циркуляции должна значительно (напр., в 50 раз) превышать скорость протока; этим обеспечивается практич. отсутствие градиентов концентраций и т-ры по слою зерен катализатора. Чтобы не было градиентов внутри пористых зерен катализатора, зерна должны быть достаточно малы. С др. стороны, измерения с крупными зернами позволяют определить влияние на процесс макроскопич. факторов, что важно для техн. катализа. Имеются проточно-циркуляц. установки для высоких давлений. Разработан ряд конструкций Б. р. для атмосферного и высоких давлений, в к-рых под действием поршня газовая смесь совершает возвратно-поступат. движение сквозь слой катализатора. Применяют также реакторы, в к-рых зерна катализатора помещены во вращающуюся корзинку, и такие, в к-рых зерна катализатора беспорядочно движутся в результате вибрации реактора. Если скорость р-ции в Б. р., соответствующая составу находящейся в нем смеси, устанавливается быстро, то при постоянном расходе смеси, после того как через систему прошел объем смеси, в 5-7 раз больший своб. объема системы, р-ция практически становится стационарной. При стационарной р-ции в Б. р. количество nB в-ва В, образующееся за время t, равно [В]V-[В]

БЕЗОТХОДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА в хим. технологии (безотходная технология), осуществляются по оптим. технол. схемам (см. Оптимизация) с замкнутыми (рециркуляционными) материальными и энергетич. потоками, не имеют сточных вод (бессточные произ-ва), газовых выбросов в атмосферу и твердых отходов (безотвальные произ-ва).
Термин "Б. п." носит условный характер, т. к. в реальных условиях из-за несовершенства совр. технологии невозможно полностью исключить все отходы и воздействие произ-ва на окружающую среду.
При Б. п. наиболее рационально используются прир. и вторичные сырьевые ресурсы и энергия с миним. ущербом для окружающей среды. В концепцию безотходности произ-ва значит. вклад внесли советские ученые (А. Е. Ферсман, Н. Н. Семенов, И. В. Петрянов-Соколов, Б. Н. Ласкорин и др.). По аналогии с прир. экологич. системами Б. п. базируются на техногенном круговороте в-в и энергии.
Необходимость в создании Б. п. возникла в 50-х гг. 20 в. в связи с истощением мировых прир. ресурсов и загрязнением биосферы в результате бурного развития, наряду с химизацией с. х-ва и ростом транспорта, ведущих отраслей энергетики и обрабатывающей пром-сти (переработка нефти, хим. пром-сть, ядерная энергетика, цветная металлургия и др.).
Согласно представлениям Д. И. Менделеева (1885), мерой совершенства произ-ва является кол-во отходов. С развитием науки и техники каждое произ-во все более приближается к безотходному. На данном этапе к Б. п. относятся, по существу, малоотходные произ-ва, в к-рых только небольшая часть сырья превращ. в отходы. Последние подвергают захоронению, обезвреживанию или направляют на длит. хранение с целью их утилизации в перспективе. В малоотходных произ-вах выбросы вредных в-в не превышают ПДК, а также уровня, при к-ром предотвращаются необратимые экологические изменения.
Осн. направления создания малоотходных произ-в на отдельном предприятии или в целом пром. регионе: экологически безопасная подготовка и комплексная переработка сырья в сочетании с очисткой вредных выбросов, утилизацией отходов, оптим. использованием энергии, водо- и газооборотных циклов; применение т. наз. коротких (малостадийных) технол. схем с макс. извлечением целевых и побочных продуктов на каждой стадии; замена периодич. процессов непрерывными с использованием автоматизир. систем управления ими и более совершенного оборудования; широкое вовлечение в произ-во вторичных ресурсов. Развитие хим., нефтеперерабатывающей, нефтехим. и ряда др. отраслей пром-сти связано с разработкой т. наз. энерготехнол. схем - систем большой единичной мощности.
Последние наряду с макс. использованием сырья и энергии обеспечивают высокоэффективную очистку сточных вод и газовых выбросов в атмосферу благодаря применению безводных технол. процессов, водо- и газооборотных (включая воздухооборотные) циклов, к-рые экологически и экономически целесообразнее, чем соотв. прямоточное водоснабжение и газов очистка до санитарных норм. Оптим. использование сырьевых ресурсов достигается их комплексной переработкой.
Примеры: хим. переработка твердых топлив (см. Коксохимия), нефти (см. Нефтепереработка), апатито-нефелиновых, фосфорито-апатитовых, полиметаллич. руд и т. д. Напр., при комплексной переработке апатито-нефелиновых руд помимо фосфатов получают также др. ценные продукты. Так, в СССР впервые в мире разработана и осуществлена технология переработки нефелинов - отходов обогащения апатитов. В результате на 1 т глинозема получают 0,2-0,3 т К₂СО₃, 0,60-0,75 т Na₂CO₃ и 9-10 т цемента. Такая технология в сочетании с замкнутым водооборотом и эффективной очисткой газов печей спекания и цементного произ-ва обеспечивает миним. кол-во отходов. Прогрессивный метод азотнокислотного разложения фосфоритов и апатитов при получении сложных удобрений (напр., нитроаммофоски) исключает образование фосфогипса - многотоннажного отхода произ-ва этих удобрений сернокислотным способом. Наряду с азотно-фосфорными или азотно-фосфорно-калийными удобрениями получают SrCO₃, CaCO₃, CaF₂, NH₄NO₃, оксиды РЗЭ и др. важные продукты. Оптим. использование энергоресурсов достигается рациональным расходованием их для технол. нужд на разл. стадиях произ-ва, а также утилизацией теплоты низкого потенциала (50-150).

БЕЙЛЬШТЕЙНА ПРОБА (р-ция Бейльштейна), способ обнаружения атомов С1, Вr и I в орг. соединениях. Основан на способности СиО при высокой т-ре разлагать галогенсодержащие орг. соед. с образованием галогенидов Cu(II): Анализируемую пробу наносят на конец предварительно прокаленной медной проволоки (или в смеси с СиО на платиновый шпатель) и нагревают в несветящемся пламени горелки Бунзена. При наличии в пробе галогенов образующиеся СuНаl₂ восстанавливаются до CuHal, к-рые, испаряясь, окрашивают пламя: CuCl и CuBr - в сине-зеленый цвет, CuI - в зеленый. Фторорг. соед. не окрашивают пламя, т. к. CuF нелетуч. В зависимости от содержания галогенов окрашивание исчезает мгновенно или наблюдается в течение 1-2 с. Предел обнаружения галогенсодержащего соед. менее 0,1 мкг. Р-ция неизбирательна; мешают нитрилы, мочевина, тиомочевина, нек-рые производные пиридина, карбоновые к-ты, ацетилацетон и др. При наличии щелочных и щел.-зем. металлов пламя рассматривают через синий светофильтр.
Способ предложен Ф. Ф. Бейльштейном в 1872. Разработаны модификации Б. р. для анализа газообразных и летучих в-в.

Лит.: Фа и г ль Ф., Капельный анализ органических веществ, пер. с англ., М., 1962, с. 109-15; Mazor L, Analytical chemistry of organic halogen compounds, Bdpst, 1975, p. 61-65. М. М. Бузланова.

Белки, протеины — обязательные компоненты клеток всех живых организмов. Биологические полимеры, состоящие из аминокислот. В состав белков входит 20 видов аминокислот, свойства белка определяются последовательностью и числом аминокислот в молекуле. Функции белков в организме очень разнообразны:
1) ферментативная,
2) транспортная (например, белок гемоглобин отвечает за транспорт кислорода и углекислого газа),
3) двигательная (мышечные белки),
4) защитная (белки иммунной системы, белки системы свертывания крови),
5) строительная (белок соединительных тканей — коллаген, кератин волос, ногтей),
6) энергетическая (при распаде 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии).

БЕЛКИ-ПЕРЕНОСЧИКИ (транспортные белки), участвуют в переносе метаболитов, ионов и др. в-в по руслу крови, во внеклеточных тканевых жидкостях, а также внутрь клеток через биол. мембраны. Б.-п., локализованные в биол. жидкостях (см. табл.), участвуют в переносе в-в, плохо р-римых в воде - жирных к-т, билирубина, нек-рых стероидов, ионов Fe и Сu, а также О₂ и СО₂.
Липопротеины плазмы переносят липиды в виде белок-липидных комплексов. Самые легкие липопротеины - хиломикроны, 98% к-рых составляют нейтральные и кислые липиды и холестерин. Содержание Б.-п. в плазме крови и др. биол. жидкостях колеблется от 1 -2 мг (транскортин) до 3500-4500 мг (альбумин) на 100 мл.
К мембранным Б.-п. относятся белки систем трансмембранного переноса Сахаров, аминокислот и др. метаболитов. Эти белки интегрированы в составе биол. мембран. Во мн. случаях мембранные Б.-п. образуют системы транспорта, в к-рых отдельные ф-ции разделены между разными белками. Так, у бактерий в систему транспорта аминокислот и нек-рых углеводов входят по крайней мере по два белка - один, выполняющий ф-ции рецепции субстрата (связывающий белок), другой - осуществляющий собственно перенос (транслокацию) в-ва через мембрану.
Для нек-рых организмов, особенно для бактерий, характерно присутствие неск. систем транспорта одного и того же в-ва. Так, транспорт глюкозы у Escherichia coli осуществляется не менее чем пятью разными системами.
Несколько особняком стоят липидпереносящие белки, к-рые обнаружены как в мембранных структурах, так и в плазме крови. Они переносят лишь определенный тип фосфолипидов и участвуют в построении биол. мембран. К Б.-п. можно отнести также нек-рые ферменты и ферментные системы. Так, у бактерий моносахариды переносятся фосфоэнолпируват-зависимой системой, включающей низкомол. белок - переносчик фосфатной группы с фосфоэнолпирувата на сахар и два фермента, один из к-рых, повидимому, выполняет ф-ции транслокации фосфорилированного сахара.
Другой фермент ( глутамилтрансфераза )участвует в транспорте аминокислот в клетках животных. Предполагается, что нек-рые пептиды вовлечены в транспорт аминокислот через мембрану энтероцитов (клетки эпителия кишечника). Хорошо изучена роль Na-K-зависимой аденозинтрифосфатазы в переносе протонов и Са-зависимой аденозинтрифосфатазы в транспорте Са²⁺. Важную роль играют Б.-п., образующие ионные каналы в нервных волокнах. Большинство Б.-п. плазмы крови и нек-рые мембранные- гликопротеины. Для нек-рых Б.-п. известна первичная структура, а для неск. представителей ( гемоглобин, преальбумин, арабинозосвязывающий белок) - пространственная.
Доказательство участия Б.-п. в транспорте у бактерий и дрожжей основаны гл. обр. на изучении дефектных по транспорту мутантов. Кинетика транспорта с участием Б.-п. характеризуется явлением насыщения. Константы комплексообразования Б.-п. - субстрат обычно лежат в области 106 М -1, для периплазматич. связывающих белков достигают 108 М -1. Механизм комплексообразования известен для ограниченного числа Б.-п. наиб. полно изучено связывание О₂ гемоглобином. Полифункциональные Б.-п. имеют неск. центров связывания для разл. транспортируемых в-в. Напр., в альбумине участки связывания жирных к-т, глутатиона, билирубина и нек-рых ионов расположены на разных субдоменах. Связывание арабинозы арабинозосвязывающим белком происходит на границе двух доменов. Недостаточное содержание нек-рых Б.-п. в организме -причина ряда заболеваний. Известны многочисленные генетически обусловленные заболевания, связанные с изменением структуры гемоглобина (напр., серповидная анемия). Понижение уровня церулоплазмина при болезни Вильсона приводит к накоплению Си в мозге и печени и нарушению работы этих органов.

Лит.: Никольский Н. Н., Трошнн А. С, Транспорт Сахаров через клеточные мембраны. Л., 1973; Антонов В. К., Александров С. Л., "Биоорганическая химия", 1977, т. 3, №5, с. 581-99; КотыкА., Яначек К., Мембранный транспорт, пер. с англ., М., 1980. В. К. Антонов.

БЕНЗАЛЬДЕГИД (бензойный альдегид) С₆Н₅СНО, мол. м. 106,12; бесцв. желтеющая при хранении жидкость с запахом горького миндаля; т. пл. -26

БЕНЗАЛЬХЛОРИД [(дихлорметил)бензол;цихлортолуол; хлористый бензилиден] С₆Н₅НСl₂, мол. м. 161,03; бесцв. маслообразная жидкость с резким запахом; т. пл. -16,4

БЕНЗАМИД (амид бензойной к-ты) C₆H₅CONH₂, мол. м. 121,15; бесцв. кристаллы; полиморфен, т. пл. 115.