Типы химических связей
Источник: «Наглядная фармакология».
Автор: X. Люльман. Пер. с нем. Изд.: М.: Мир, 2008 г.
Содержание
Типы химических связей
Для того чтобы лекарство оказало лечебный эффект, оно должно обладать способностью вступать во взаимодействие с биологическими структурами организма.
Ковалентная связь
Два атома образуют ковалентную связь, когда каждый из них поставляет хотя бы по одному электрону в общее электронное облако. В структурной формуле химического соединения общая электронная пара обозначается чертой. Ковалентные связи прочные и лишь с трудом поддаются разрыву. Лекарственные вещества очень редко присоединяются с помощью ковалентных связей. Присоединившиеся с помощью таких связей вещества удерживаются в организме длительное время после введения, и лечение невозможно регулировать. Примерами являются алкилирующие цитостатики (с. 308) и органические фосфаты (с. 318). В процессе биотрансформации лекарств метаболиты могут также образовывать ковалентные связи (например, в реакции с глюкуроновой кислотой; с. 38).
Нековалентная связь
Общее электронное облако не образуется. Связывание обратимо и типично для фармакологических препаратов. Лекарство, как правило, образует в месте действия несколько связей различных типов (некоторые из них описаны далее).
Электростатическое притяжение
Положительные и отрицательные заряды притягиваются друг к другу.
Ион-ионное взаимодействие. Ион — это частица с положительным (катион) или отрицательным (анион) зарядом, т. е. в простейшем случае в электронном облаке однозарядного иона не хватает одного электрона, чтобы образовался нейтральный атом, или появляется один лишний электрон. Притяжение между частицами с противоположным зарядом действует на большом расстоянии, поэтому лекарства, представляющие собой ионные соединения, легко притягиваются к месту связывания. Ионные связи характеризуются достаточно высокой прочностью среди других типов связей.
Диполь-ионное взаимодействие. Если электроны расположены на разном расстоянии от двух атомов, образующих связь, то на одном атоме локализуется частичный (дробный) отрицательный заряд(5-), а на другом — частичный положительный заряд (8+). Такая молекула полярна, она имеет диполь. Любой заряженный конец молекулы может притягивать противоположно заряженный ион.
Диполь-дипольное взаимодействие -это электростатическое притяжение между частицами или частями молекулы, несущими противоположные частичные заряды. Если, например, в молекуле воды атом водорода, несущий частичный положительный заряд, взаимодействует с двумя атомами, несущими частичные отрицательные заряды, то возникает водородная связь.
Вандерваальсово взаимодействие
Вандерваальсово взаимодействие возникает между неполярными частями молекул, которые находятся очень близко друг от друга. Спонтанные отклонения от равномерного распределения электронов в одной молекуле (очень слабо выраженные диполи, 85) индуцируют соответствующие (противоположные по знаку заряда) изменения в соседней молекуле. Таким образом, вандерваапьсовы связи также являются формой электростатических взаимодействий в веществе, однако они относятся к слабым силам.
Гидрофобное взаимодействие
Притяжение между диполями воды настолько сильное, что неполярная, т. е. незаряженная частица практически не может встроиться между ними. Близко расположенные молекулы воды выталкивают неполярную частицу. В организме неполярные частицы расположены в основном в неполярных, не содержащих воду структурах, например, в клеточной мембране между цепочками жирных кислот или же около неполярной области рецептора.
