Развитие методологии использования субкритической воды для получения физиологически активных субстанций на основе растительных метаболитов

• Автор: Борисенко, Николай Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 229 с. : 55 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Теоретические и экспериментальные основы применения суб- и сперкритических флюидных сред для экстракции и модификации биологически активных соединений
1.1 Основные этапы развития химии и физики сверхкритических сред
1.2 Суб- и суперкритические флюиды как среда для экстракции и модификации биологически активных соединений
1.2.1 Экологически чистые процессы экстракции растительных метаболитов, основанные на свойствах суперкритических флюидов и среды субкритической воды
1.2.2 Экологически чистые процессы экстракции биологически активных соединений, основанные на свойствах субкритической воды
1.2.3 Основные направления использования субкритической воды как среды и реагента для органических реакций
Глава 2. Субкритическая вода как среда для экстракции биологически активных растительных метаболитов и получения их «спроектированных» смесей
2.1 Разработка экологически чистых методов (без использования органических растворителей) экстракции и химической модификации в среде субкритической воды растительных метаболитов, имеющих фармацевтический и коммерческий потенциал
2.1.1 Экстракция биофлавоноидов из растительного сырья
2.1.2 Эстракция фенилкарбоновых кислот в среде субкритической воды

2.1.3. Экстракция тритерпеновых растительных метаболитов
2.2. Исследование состава «спроектированных» в среде субкритической воды смесей растительных метаболитов
Глава 3 Гидролитические трансформации модельных растительных
метаболитов
3.1. Гидролиз растительных метаболитов в среде субкритической воды
3.1.1. Разработка метода гидролиза рутина в кверцетин в среде субкритической воды
3.1.2 Разработка и изучение метода гидролиза экстракта корня солодки в среде субкритической воды
3.2 Изомеризация модельных растительных метаболитов в среде субкритической воды
3.3 Реакция конденсации в среде субкритической воды: синтез циклотривератрилена

Глава 4. Изучение комплексообразования тритерпеновых растительных метаболитов при помощи методов масс-спектрометрии
4.1. Самоассоциация и комплексообразование глициризиновой кислоты
4.1.1 Процессы самоассоциации молекул глициризиновой кислоты: квантовохимическое и масс-спектромегрическое исследование
4.1.2 Квантово-химическое и масс-спектральное исследование тримолекулярных комплексов молекул модельного производного бензимидазола и глицирризиновой кислоты
4.2. Самоассоциация и комплексообразование тритерпеновых сапонинов плюща
4.2.1. Масс-спектрометрия самоассоциации и комплексообразования тритерпеновых сапонинов плюща и холестерина
4.2.2 Масс-спектрометрия с ионизацией электрораспылением супрамолекулярных комплексов модельных фармаконов и тритерпеновых сапонинов плюща
ВЫВОДЫ
Список сокращений
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Развитие методологии использования экологически безопасных методов экстракции и химической модификации для получения физиологически активных субстанций из источников растительного происхождения - одно из приоритетных направлений современной химии. Замена токсичных органических растворителей на экологически чистые суб-и суперкритические жидкости и флюиды, такие как СОг или вода, соответствует основным принципам и перспективным подходам к решению задач Зеленой химии. В последнее десятилетие, для экстракции и химической модификации биологически активных соединений активно используется субкритическая вода (вода в жидком состоянии под давлением при температурах от 100°С до 374°С). По мнению академика РАН В.В.Лунина, «... в конце 20-го и начале этого века химия жидкостей в суб- и суперкритических состояниях - одна из самых бурно развивающихся областей химической науки» [1]. Это подтверждается динамикой патентования технологий процессов основанных на суб- и сверхкритических флюидах транснациональными корпорациями, такими, как BASF, DuPont, Exxon и др. [Supercritical Fluids and Applications - A Patent Review // Chem. Eng. Technol. 2007, 30, No. 6].
Суб- и сверхкритическая вода Незавершенная *
Реакции (без воды) регистрация
Экстракция Формирование частиц Импрегнация
/У-х

> - »af - ..*.
Рисунок 1. Динамика патентования технологий процессов основанных на суб- и сверхкритических флюидах транснациональными корпорациями

давления воды позволяют управлять процессами экстракции или химическими реакциями, протекающими в среде субкритической и сверхкритической воды.
1.2.2.2 Извлечение биологически активных соединений из растений с использованием субкритической водной экстракции
Под экстракцией в среде субкритической воды (СБВЭ), понимают экстракцию с использованием в качестве растворителя горячей воды под давлением (температура 100 С - 374°С). СБВЭ - интенсивно развиваемые в последнее десятилетие методики для замены традиционных методов экстракции с использованием органических растворителей. Субкритическая водная экстракция - экологически дружественная методика, которая может обеспечить высокий выход экстракта из твердых образцов [88]. Субкритическая водная экстракция выполняется с использованием горячей воды (от 100 до 374 °С, 374 °С) при высоком давлении - достаточном, чтобы вода оставалась в жидком состоянии.
В последнее десятилетие субкритическая водная экстракция привлекает все большее внимание, в первую очередь, из-за уменьшения полярности воды с возрастанием температуры. Первые применения субкритической воды (1994 год) были нацелены на извлечение экологических поллютантов из загрязненных почв, отложений, и отстоев [93, 94]. Позднее начали применять субкритическую воду для экстракции биологически активных соединений из растительного материала [95-102]. Развиты модели, для предсказания растворимости органических соединений в воде, с целью оценки возможности их экстракции субкритической водой [103,104]. Также исследовалась стабильность органических соединений в воде при высоких температурах [105-107].
Экспериментальная установка, используемая для субкритической водной экстракции, в целом весьма проста (Рисунок 11). В основном,