Оптическая активность - нефть
Cтраница 2
Обычно нефти вращают плоскость поляризации вправо. Носителями оптической активности нефтей служат преимущественно полициклические нафтены, содержащиеся в тяжелых фракциях. Очень легкие белые нефти, практически лишенные высококипящих фракций, не обладают оптической активностью. [16]
Уже в этой работе Н. Д. Зелинский указывает, что не следует предполагать наличия в недрах земли безводного А1С1з, который мог бы разлагать холестерин погибших доисторических животных; по его мнению, подобное же действие могли оказать и другие минеральные вещества, обычно сопутствующие нефтяным месторождениям. Зелинский считает, что оптическую активность нефти обусловливают в основном холестерин или продукты его разложения. Однако нельзя считать холестерин единственным источником оптически деятельных веществ нефти. Зелинский [8] установил, что к источникам оптически деятельных веществ следует причислить и смоляные кислоты, так как при разложении их в присутствии хлористого алюминия получается ряд углеводородов, высококипящие фракции которых оптически активны. Оптическую деятельность нефти могут обусловливать также другие вещества растительного происхождения. Такими веществами по Н. Д. Зелинскому являются фитостерины и абиетиновая кислота. Животный холестерин и фитостерины генетически близки друг к другу. Фитостерины состоят из конденсированных, насыщенных и частично насыщенных полиметиленовых колец. Сходство химической природы наблюдается у стеринов и со смолами. В качестве представителя фи-тостеринов Н. Д. Зелинский использовал бетулин - двухатомный ненасыщенный алкоголь СаШ Оз, не содержащий ароматического ядра. Полученный из березовой коры и очищенный правовращающий бетулин в результате нагревания с А1С1з на коптящем пламени горелки давал выход 60 - 70 % жидкого конденсата, из которого можно было отогнать несколько фракций. Фракция 65 - 105 после гидрогенизации над Pt-углем при 180 не изменила своего показателя преломления ( д 1 4410), что указывало на ее насыщенный характер и отсутствие ароматических углеводородов. Во фракции 150 - 220 присутствовали ненасыщенные и ароматические углеводороды. [17]
Установлено, что оптически активными являются полициклические нафтены типа тритерпанов и стеранов, характеризующиеся аномально высокими концентрациями и кипящими около 475 С. По данным Г. А. Амосова и М. Ф. Двали, оптическая активность нефтей убывает от более молодых нефтей к древним. Это объясняется постепенной перестройкой молекул УВ в литосфере, что ведет к исчезновению асимметричных оптически активных атомов, унаследованных от живого вещества, и связано с общим направлением дециклизации и денафтениза-ции нефтей в процессе их катагенетических превращений. [18]
Относительно природы веществ, являющихся носителями оптической активности, высказывались различные предположения. Ракузин и Маркуссон считали, что носителями оптической активности нефти являются нафтеновые кислоты. Как видно, причина вовсе не в нафтеновых кислотах. Предполагали, что активными нефтями являются те из них, которые содержат серу. Однако опыты с удалением серы из нефти не оправдали предположения Альбрехта, что носителями оптической активности могут быть углеводороды, кипящие в узких пределах. [19]
Содержится в животных организмах и играет важную физиологическую роль в развитии живых клеток. Обладает оптической активностью, что послужило поводом связывать оптическую активность нефти с предполагаемым присутствием в ней X. [20]
По своему происхождению нафтены могут быть разбиты на две основные группы. К числу таких углеводородов относятся тетра - и пентациклические углеводороды, такие, как, например, холестан, лупан, адиантан, гам-мацеран ( оноцеран) и другие углеводороды, являющиеся, кстати говоря, носителями оптической активности нефтей. [21]
Чем старше нефть, тем слабее проявляется ее оптическая активность. Сторонники минерального происхождения нефти высказывают иное мнение, считая, что оптическая активность нефти могла возникнуть позднее ее образования в процессе экстракции биогенных активных компонентов из окружающих пород или приобретена нефтью в результате жизнедеятельности микроорганизмов, живущих в нефтяных водах. [22]
Скорость распада органических веществ увеличивается с увеличением температуры. При температуре 300 - 500 С большинство органических веществ быстро разлагается с образованием разнообразных продуктов, в том числе углеводородов типа нефтяных, что и было доказано приведенными выше опытами акад. Присутствие в нефтях порфиринов, очень сложных азотистых соединений, не выдерживающих температуры 200 - 250 С, и оптическая активность нефтей указывают на то, что подавляющее большинство нефтей никогда не подвергалось температуре, превышающей 200 - 150 С. [23]
Нефть вращает плоскость поляризации. Эта способность была открыта еще в 1835 г. Жаном Батистом Био. Ввиду того, что нефть не имела тогда никакого промышленного значения, это открытие было предано забвению, и только спустя 60 лет вопросом оптической активности нефтей занялись Сольтзин и ряд других крупных ученых как русских, так и иностранных. Из наших ученых над оптической активностью работали П. И. Вальден, Л. А. Чугаев, Ракузин и другие, а из немецких ученых - К. [24]
Оптическая активность нефти выражается в способности нефти вращать плоскость поляризации света. Большинство нефтей вращает ее вправо. Наиболее высокими величинами оптического вращения обладают тяжелые смолистые нафтеновые и ароматические нефти. Оптическая активность нефти - одно из свойств, подтверждающих ее органическое происхождение. Оптически активные вещества в той или иной мере связаны с оптически деятельными соединениями животного или растительного происхождения. [25]
 |
Зависимость оптической активности нефтей от их возраста. [26] |
Оптическая активность органических соединений с точки зрения термодинамики является маловероятным состоянием, так как это состояние требует повышенной свободной энергии. Процессы в природе стремятся к уменьшению свободной энергии. Однако для очень сложных оптически активных соединений процесс образования рацемической смеси с минимумом свободной энергии является крайне медленным процессом, но он протекает. Примером служит уменьшение оптической активности нефтей с увеличением их геологического возраста. [27]
Однако холестерин вращает плоскость поляризации влево, тогда как подавляющее большинство нефтей принадлежит к правовращающим. Явы, которые являются левовра-щающими, как оказалось, вовсе не содержат холестерина. Таким образом, вопрос о носителях оптической активности нефти следует считать открытым. [28]
С точки зрения химии теории неорганического происхождения нефти безусловно интересны и выявляют химическую одаренность их авторов. Однако в настоящее время эти теории полностью отвергнуты, и потому они имеют лишь историческое значение. К числу таких фактов относятся, например, оптическая активность нефтей, присутствие в нефтях нестойких при повышенной температуре органических соединений и нахождение нефти почти исключительно в осадочных породах. [29]
У неоргаников вопросы геохимии нефти полностью игнорируются. Как по Н. А. Кудрявцеву, так и В. Б. Порфирьеву, все залежи нефти образовались в недавнее время и, следовательно, существенно не отличаются по возрасту. Между тем эти различия, несомненно, имеются и доказаны. Я не говорю уже о таком несомненно биогенном признаке, как оптическая активность нефтей, для объяснения появления которого в нефтях сторонниками неорганических гипотез предложены весьма малоправдоподобные схемы. [30]
Страницы: 1 2 3