Можно без преувеличения сказать, что в настоящее время знакомство с методом электронного парамагнитного резонанса обязательно для исследователей — химиков, биохимиков и биофизиков. Поэтому издание перевода монографии Инграма безусловно будет весьма полезно широким кругам советских научных работников.
Следует отметить, что содержание настоящей монографии ни в коей мере не перекрывается с вопросами, затронутыми в первой книге Инграма «Спектроскопия на высоких и сверхвысоких частотах», изданной в русском переводе в 1959 г.
Л. А. Блюменфелъд
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
За последние несколько лет интерес к свободным радикалам сильно возрос благодаря их значению в различных практических приложениях, а также той роли, которую они играют в физических, химических и биологических процессах. Поэтому весьма своевременной явилась разработка метода электронного парамагнитного резонанса, который служит в настоящее время новым мощным методом изучения свободных радикалов.
Первые исследования свободных радикалов А!етодом электронного резонанса были выполнены около десяти лет назад. Однако особенно много лабораторий начало работать в этом направлении за последние два-три года, и"<ейчас этот метод продолжает внедряться во все новые и новые области исследований. С этой точки зрения может показаться, что писать книгу по таким вопросам преждевременно, поскольку но вызывает сомнения, что в течение ближайших лет здесь будут достигнуты новые успехи. Однако основные идеи, теория и экспериментальные методы в настоящее время достаточно разработаны и в дальнейших работах в основном не изменятся. Более того, все большее число ученых, особенно физиков и биохимиков, начинают понимать возможности этого нового метода и смогут оценить первую попытку изложения основ теории и экспериментальных методов, успехов и возможностей электронного резонанса в применении к исследованию свободных радикалов. Данная книга предназначена главным образом для таких исследователей. Кроме того, автор надеется, что книга будет служить удачным введением для тех, кто интересуется возможностями этого нового метода исследований, но не был знаком с ним ранее. В то же время в книге сделана попытка дать обзор работ,
опубликованных к настоящему времени с тем, чтобы можно было получить ясное представление о состоянии этой области исследований.
Рассмотренные в настоящей книге типы экспериментальных исследований 'затрагивают самые различные области знания — электронику и физику при изложении основ методики и конструкций аппаратуры; физику, органическую химию и биохимию при описании большинства изученных соединений, а в последнее время биологию и медицину в случае наиболее интересных приложений. Поэтому было трудно определить тот уровень, на котором следовало бы писать книгу. Эта книга построена фактически на изложении экспериментальных сторон вопроса. Сначала описываются различные методы исследования свободных радикалов. Затем весьма подробно анализируются общие схемы спектрометров электронного резонанса и экспериментальная методика. Таким образом, с точки зрения изложения книгу можно разделить на две части. Первые четыре главы, в которых рассматриваются хорошо разработанные вопросы методики и основы теории, написаны более подробно, чем остальные, поскольку в результате дальнейших работ их содержание не должно существенно измениться. Например, вопрос о «предельной чувствительности» рассмотрен достаточно подробно, поскольку он всегда будет одним из важнейших вопросов при исследовании свободных радикалов.
В последних пяти главах, в которых рассмотрены работы по радикальным системам различных типов, дается более предварительная трактовка материала, поскольку дальнейшие работы могут изменить интерпретацию некоторых результатов. Это замечание в особенности касается свободных радикалов, полученных при облучении. Эта область является многообещающей и быстро развивается в настоящее время. Однако в некоторых случаях отсутствие точных экспериментальных данных не позволяет сделать окончательные выводы. Методы анализа сверхтонкой структуры и другие методы анализа спектров описаны довольно подробно, так как с их помощью могут быть получены подробные сведения о строении радикалов. Таким образом, можно надеяться, что данная книга будет способствовать дальнейшему развитию указанных
областей и будет служить не просто обзором, но и стимулом для дальнейших исследований.
Мне хотелось бы выразить благодарность всем исследователям, с которыми я многократно и плодотворно обсуждал вопросы, связанные с применением электронного резонанса для исследования свободных радикалов, и в особенности Шнейдеру, Симонсу и Уиффену. Кроме того, я очень признателен моим студентам за тщательную корректуру текста, в особенности Остену. Мне приятно также выразить благодарность Цеплеру за поддержку и интерес к нашей работе в Саутгемптоне.
Саутгемптон, июль 1958 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора . ............... 5
Предисловие автора.................... 7
Глава 1. Обнаружение и свойства свободных радикалов . . 11
§ 1. Введение................... 11
§ 2. Свободные радикалы и неспаренные электроны 12 § 3. Свойства, характерные для свободных радикалов 15 § 4. Обычные методы обнаружения свободных радикалов ..................... 17
§ 5. Радиоспектроскопическпе методы обнаружения 27
§ 6. Электронный парамагнитный резонанс .... 31
§ 7. Сверхтонкое взаимодействие ......... 39
Литература.................... 44
Глава 2. Экспериментальная методика.......... 40
§ 1. Теория парамагнитной восприимчивости .... 46
§ 2, Измерение статической восприимчивости ... 53 § 3. Основные типы спектрометров для исследования
электронного резонанса ............ 58
§ 4. Микроволновые элементы........... . 60
Литература.................... 90
Глава 3. Схемы и конструкции спектрометров...... 92
§ 1. Схемы микроволновых цепей спектрометров . . 92 § 2. Анализ работы применяемых па практике детекторов ..................... 99
§ 3. Типовые спектрометры А'-диапазона...... 111
§ 4. Метод двойного резонанса........... 129
§ 5. Измерение интенсивности и ширины линии . . 132
§ 6. Предельная чувствительность......... 135
Литература.................... 137
Глава 4. Теория сверхтонкого взаимодействия и ширины
линии.................... 139
ОГЛАВЛЕНИЕ
§ 1. Параметры спектров электронного парамагнитного резонанса................ 139
§ 2. Сверхтонкое взаимодействие......... 140
§ 3. Анизотропное сверхтонкое расщепление; ди-
польное взаимодействие ........... 158
§ 4. Ширина линии................ 162
§ 5. Уширение, вызванное насыщением....... 172
Литература.................... 177
Глава 5. Стабильные свободные радикалы........ 179
§ 1. Введение................... 179
§ 2. Дифенилпикрилгидразил и его производные . . 180
§ 3. Ароматические ионы в растворе........ 189
§ 4. Семихиноны ................. 199
j 5. Трифенилметил, димезитилметил и перииафтон 20!)
§ 6. Радикалы, содержащие серу.......... 213
§ 7. Другие стабильные радикалы......... 216
Литература.................... 221
Глава 6. Радикалы в облученных веществах....... 224
§ 1. Введение................... 224
§ 2. Ультрафиолетовое облучение......... 227
§ 3. Рентгеновское и у-облучстк. I. Органические
вещества................... 231)
§ 4. Рентгеновское и у-°блучение. II. Неорганические соединения................ 251
§ 5. Другие облученные неорганические соединения 256
Литература..................... 257
Глава 7. Радикалы, образующиеся в процессе полимеризации и пиролиза............... 260
§ 1 Введение................... 260
§ 2. Первые работы по полимеризации....... 261
§ 3. Полиметилметакрилат............. 262
§ 4. Влияние адсорбированного кислорода..... 267
§ 5. Изменение концентрации радикалов в процессе
полимеризации................ 271
§ 6. Другие исследования полимеров....... 274
§ 7. Радикалы, образующиеся при пиролизе .... 275 § 8. Электронный резонанс в высокотемпературных
углях..................... 285
Литература.................... 287
Глава 8. Неорганические радикалы, бирадикалы и три-
плетныо состояния............... 289
§ 1. Неорганические радикалы........... 289
§ 2. Свободные атомы и радикалы в газовой фазе . . 290
§ 3. Радикалы, замороженные при низких температурах ..................... 296
§ 4. Устойчивые неорганические радикалы в жидкой
или твердой фазе............... 299
§ 5. Бирадикалы ................. 303
§ 6. Результаты экспериментов с бирадикалами . . 306
§ 7. Трип летные состояния............ ЗЮ
Литература.................... 313
Глава 9. Применение электронного парамагнитного резонанса в биологии и медицине......... 316
§ 1. Различные приложения электронного резонанса 316 § 2. Исследование свободных радикалов в живых
тканях.................... 320
§ 3. Свободные радикалы и канцерогенная активность 323 § 4. Окислительно-восстановительные и ферментные
системы..................• . 326
§ 5. Исследование фотосинтеза и поглощения света 330 § 6. Облучение биологических объектов рентгеновскими лучами................. 334
§ 7. Направление будущих исследований..... 339
Литература .................... 340
Цена: 150руб.
