Verbum

НУКЛЕАФІ́ЛЬНЫЯ РЭА́КЦЫІ,

гетэралітычныя рэакцыі арган. рэчываў з нуклеафільнымі рэагентамі (нуклеафіламі). Нуклеафілы (ад лац. nucleus — ядро і грэч. phileo — люблю) — аніёны (Cl​⁻, OH​⁻, CN​⁻; NO₂​⁻, OR​⁻ і інш.), а таксама неарган. і арган. малекулы, што маюць свабодную пару электронаў (напр., вада, аміяк, аміны, спірты, фасфіты). У арган. сінтэзе пашыраны нуклеафільнага далучэння рэакцыі па карбанільнай групе, ці кратнай сувязі вуглярод — вуглярод і замяшчэння рэакцыі, характэрныя пераважна для аліфатычных злучэнняў.

Пры рэакцыі нуклеафільнага замяшчэння ў насычанага атама вугляроду нуклеафіл (X:) аддае субстрату сваю пару электронаў на ўтварэнне сувязі C—X і пры гэтым выцясняе групу Z:, ці нуклеафуг (ад лац. nucleus + fugio збягаю), з парай электронаў, што звязвалі яе з атамам вугляроду. Скорасць і механізм рэакцыі вызначаюцца рэакцыйнай здольнасцю нуклеафілу (нуклеафільнасцю) і нуклеафугу (нуклеафугнасцю), будовай малекулы субстрату і ўмовамі рэакцыі (растваральнік, т-ра, ціск і інш.). Адрозніваюць мона- і бімалекулярны механізмы. Пры монамалекулярным (S_N​¹) механізме спачатку (пад уздзеяннем растваральніку) утвараецца трохкаардынацыйны карбкатыён і нуклеафуг (стадыя, якая звычайна вызначае скорасць усяго працэсу), а затым нуклеафіл хутка далучаецца да карбкатыёна; атака нуклеафілу роўнамагчымая з абодвух бакоў рэакцыйнага цэнтра і ў выпадку яго асіметрыі прыводзіць да рацэмізацыі. Пры бімалекулярным (сінхронным) замяшчэнні (S_N​²) атака нуклеафілу ідзе з боку процілеглага адносна групы, што адыходзіць, і прыводзіць да змены абс. канфігурацыі асіметрычнага цэнтра малекулы (т.зв. вальдэнава абарачэнне). Гл. таксама Рэакцыі хімічныя.

Я.​Г.​Міляшкевіч.

т. 11, с. 386

НАФТАХІМІ́ЧНАЯ ПРАМЫСЛО́ВАСЦЬ,

галіна прам-сці па вытв-сці сінт. матэрыялаў і вырабаў з іх, заснаваная на хім. перапрацоўцы прадукцыі нафтаперапрацоўчай прамысловасці і газавай прамысловасці. Асн. прадукцыя Н.п.: сінт. каўчук, хім. валокны, прадукты асн. арган. сінтэзу (этылен, прапілен, поліэтылен, спірты, альдэгіды і інш.), гумава-тэхн. вырабы (гл. Гумаазбеставая прамысловасць), розныя віды шын. Прадукцыя Н.п. выкарыстоўваецца ва ўсіх галінах нар. гаспадаркі.

Да 1-й сусв. вайны (1914—18) вытв-сць прамысл. арган. прадуктаў грунтавалася на перапрацоўцы каксоўнага каменнага вугалю і харч. сыравіны. Выкарыстанне нафты як важнейшай крыніцы хім. сыравіны стала магчымым у пач. 20 ст. ў выніку ўкаранення ў прам-сць новых метадаў яе перапрацоўкі — крэкінгу і піролізу. Прамысл. вытв-сць нафтахім. прадуктаў з крэкінг-газаў распачалі ў ЗША: у 1918 наладжана вытв-сць ізапрапілавага спірту, у 1920 — аліфатычных хім. прадуктаў. У б. СССР станаўленне Н.п. адбывалася ў 1929—40-я г.: у 1932 упершыню ў свеце арганізавана прамысл. вытв-сць сінт. каўчуку, у 1949 — сумесная вытв-сць фенолу і ацэтону кумольным метадам. Стан і тэмпы развіцця Н.п. вызначаюць прагрэс многіх галін нар. гаспадаркі, дзе рэалізуецца прыбытак і эканомія сыравіны і энергіі за кошт выкарыстання нафтапрадуктаў. Найб. развітая Н.п. у ЗША, Японіі, Германіі, Расіі, Вялікабрытаніі, Францыі, Італіі, Кітаі, Канадзе, Мексіцы.

На Беларусі Н.п. пачала развівацца ў пасляваен. час. Адно з першых прадпрыемстваў галіны — Барысаўскі завод «Гуматэхніка» створаны ў 1947. У 1952 у Бабруйску пабудаваны з-д па вытв-сці натуральнага каўчуку, з 1959 Бабруйскі з-д гумавых тэхн. вырабаў (гл. «Беларусьгуматэхніка»), У 1972 засн. буйнейшы ў Еўропе Беларускі шынны камбінат, які выпускае шыны больш як 140 тыпапамераў для аўтамабіляў, трактароў, камбайнаў і скрэпераў. Высакаякасны віскозны корд для шын вырабляе Светлагорскі завод сінтэтычнага валакна. Найбуйнейшыя прадпрыемствы галіны: Магілёўскае вытворчае аб’яднанне «Хімвалакно», Гродзенскае вытворчае аб’яднанне «Хімвалакно», Наваполацкае вытворчае аб’яднанне «Палімір», а таксама Баранавіцкі і Брэсцкі з-ды бытавой хіміі. Гл. таксама Нафтахімія.

Я.​І.​Шчарбіна.

т. 11, с. 217

БРАДЖЭ́ННЕ,

анаэробны ферментатыўны акісляльна-аднаўляльны працэс расшчаплення (катабалізму) арган. рэчываў, што адбываецца ў жывых арганізмах і эксперым. умовах пераважна пад уздзеяннем мікраарганізмаў або вылучаных з іх ферментаў. Зыходным субстратам для браджэння з’яўляюцца гал. ч. вугляводы, арган. к-ты, пурыны і пірымідзіны. Пры браджэнні ў выніку шэрагу спалучаных акісляльна-аднаўляльных рэакцый вызваляецца энергія, неабходная для жыццядзейнасці арганізмаў, і ўтвараюцца хім. злучэнні, што выкарыстоўваюцца імі для біясінтэзу амінакіслот, бялкоў, тлушчаў і інш. «будаўнічых» кампанентаў цела (некаторыя бактэрыі, мікраскапічныя грыбы і прасцейшыя жывуць толькі за кошт энергіі браджэння). Адначасова назапашваюцца канчатковыя прадукты браджэння: у залежнасці ад віду зброджвальнага субстрату і шляхоў яго метабалізму ўтвараюцца спірты (этанол і інш.), карбонавыя к-ты (малочная, алейная і інш.), ацэтон і інш. арган. злучэнні, вуглякіслы газ, у шэрагу выпадкаў — вадарод. Паводле ўтварэння асн. прадуктаў адрозніваюць браджэнне спіртавое, малочнакіслае, масленакіслае, прапіёнавакіслае, ацэтона-бутылавае, ацэтона-этылавае і інш. Характар і інтэнсіўнасць браджэння, колькасныя суадносіны канчатковых прадуктаў, а таксама кірунак залежаць ад асаблівасцяў яго ўзбуджальніка і ўмоў, пры якіх яно адбываецца (pH, ступень аэрацыі, від субстрату і інш.). Найб. вывучана спіртавое браджэнне.

Спіртавое браджэнне адкрыў франц. вучоны Каньяр дэ ла Тур (1836), які вызначыў, што яно звязана з ростам і размнажэннем дражджэй. Хім. ўраўненне спіртавога браджэння — C₆H₁₂O₆∙2C₂H₅OH + 2CO₂ выведзена франц. хімікамі А.​Лавуазье (1789) і Ж.​Гей-Люсакам (1815). Л.​Пастэр (1857) вызначыў, што спіртавое браджэнне выклікаюць толькі жывыя дрожджы ў анаэробных умовах. Ням. хімік Э.​Бухнер (1897) высветліў, што яго могуць ажыццяўляць таксама выцяжкі з дражджэй. Пры т-ры, роўнай або большай за 50 °C, працэс браджэння спыняецца. Вылучаны і ідэнтыфікаваны 11 метабалітаў гэтага працэсу — прамежкавых прадуктаў спіртавога браджэння глюкозы і 11 ферментаў, што паслядоўна каталізуюць усе рэакцыі і спіртавога браджэння (сумарнае ўраўненне якога C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2АДФ → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂ + 2АТФ). Існуе цесная сувязь паміж браджэннем і дыханнем мікраарганізмаў, раслін і жывёл. У прысутнасці кіслароду спіртавое браджэнне прыгнечваецца ці зусім спыняецца. Працэс ператварэння глюкозы ў жывых арганізмах (гліколіз) падобны да спіртавога браджэння і ідзе з удзелам тых жа ферментаў (адметныя рысы ён набывае на апошніх этапах). Зброджванне вугляводаў (глюкозы, ферментатыўных гідралізатаў крухмалу, кіслотных гідралізатаў драўніны) шырока выкарыстоўваецца ў многіх галінах прам-сці з мэтай атрымання этылавага спірту, гліцэрыну і інш. тэхн. і харч. прадуктаў. На спіртавым браджэнні заснаваны прыгатаванне цеста ў хлеба-пякарнай прам-сці, малочнакіслых прадуктаў, вінаробства і піваварэнне. Малочнакіслае браджэнне бывае гомаферментатыўнае (яго асн. прадукт — малочная к-та; выклікаецца бактэрыямі Streptococcus lactis, S. diacetilactis, Lactobacillus delbrückii) і гетэраферментатыўнае (акрамя малочнай утвараюцца бурштынавая і воцатная к-ты, этанол і інш.; выклікаецца бактэрыяй Escherichia coli — кішачнай палачкай). Малочнакіслае браджэнне выкарыстоўваюць пры вырабе кісламалочных прадуктаў, малочнай к-ты, у хлебапячэнні, квашанні агародніны, сіласаванні кармоў і інш. Масленакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем масленай к-ты ажыццяўляюць многія анаэробныя бактэрыі з роду Clostrobium; выкарыстоўваецца для атрымання масленай к-ты, пры вымочванні валакністых раслін (лёну, канапель, джуту і інш.). Ацэтона-бутылавае браджэнне вугляродаў з утварэннем бутылавага спірту і ацэтону (таксама невял. колькасці вадароду, вуглякіслага газу, воцатнай і масленай к-т і этылавага спірту) выклікае бактэрыя Clostridium acetobutilicum; выкарыстоўваюцца для прамысл. атрымання бутылавага спірту і ацэтону, неабходных для хім. і лакафарбавай прам-сці. Некаторыя бактэрыі з роду Clostridium (гніласныя анаэробы) здольныя зброджваць таксама амінакіслоты бялкоў. Гэты працэс мае вял. значэнне ў кругавароце рэчываў у прыродзе. Прапіёнавакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем вуглякіслага газу, прапіёнавай і воцатнай к-т выклікаюць некалькі відаў бактэрый з роду Propionibacterium. На гэтым працэсе заснавана сыраробства. Ёсць віды браджэння, якія суправаджаюцца і аднаўленчымі працэсамі, напр. зброджванне цукру плесневым грыбам Aspergillus niger, які да 90% засвоенага ім цукру ператварае ў лімонную к-ту, што выкарыстоўваецца ў харч. прам-сці для мікрабіял. сінтэзу лімоннай к-ты. Традыцыйна браджэнне называюць таксама кіслародныя акісляльныя працэсы, напр. воцатнакіслае і глюконавакіслае браджэнне, што ажыццяўляюць аэробныя бактэрыі з роду Acetobacter і некаторыя плесневыя грыбы, якія акісляюць этылавы спірт з утварэннем воцатнай, а глюкозу — глюконавай к-т.

Літ.:

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 2. М., 1985;

Кретович В.Л. Биохимия растений. 2 изд. М., 1986.

А.​М.​Ведзянееў.

т. 3, с. 228