Влияние физико-химических свойств среды и поверхности мезопористых диоксидов кремния на адсорбцию лекарственного препарата молсидомин

• Автор: Алёшина, Нонна Андреевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление:
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Мезопористые материалы диоксида кремния. Их применение в биотехнологиях и медицине

1.2. Синтез мезопористых материалов диоксида кремния

1.3. Модификация поверхности материалов диоксида кремния

1.3.1. Модифицирование методом «прививки»

1.3.2. Модифицирование методом соконденсации

1.3.3. Метод введения органических групп в виде мостиковых компонентов матрицы диоксида кремния

1.4. Мезоионные соединения. Молсидомин. Структура и свойства

1.5. Адсорбция из растворов на твердых поверхностях

1.5.1. Подходы, используемые для изучения адсорбции из растворов
1.5.2. Особенности адсорбции из растворов на твердых адсорбентах. Типы изотерм адсорбции
1.5.3. Природа адсорбционных сил
1.5.4. Теоретические модели, применяемые для описания процессов адсорбции из растворов
1.5.5. Влияние величины pH и ионной силы раствора на адсорбцию на диоксиде кремния
1.5.6. Термодинамические характеристики адсорбции из растворов
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Материалы
2.2. Синтез материалов диоксида кремния
2.2.1. Золь-гель синтез немодифицированного (НМДК) и фенилмодифицированного (ФМДК (сокон.)) диоксидов кремния
2.2.2. Модифицирование поверхности диоксида кремния методом «прививки»

2.3. Методы исследования и оборудование
2.3.1. Низкотемпературная адсорбция/десорбция азота
2.3.2. Элементный анализ
2.3.3. ИК - Фурье спектроскопия
2.3.4. УФ - спектроскопия
2.3.5. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
2.3.6. Метод термического анализа
2.4. Кислотно-основное титрование молсидомина в растворе
2.5. Определение точки нулевого заряда (ТНЗ) диоксида кремния
2.6. Методика определения характеристик адсорбции молсидомина на материалах диоксида кремния
2.6.1. Методика эксперимента и оборудование
2.6.2. Методика приготовления буферных растворов (рН=4.8-8.0)
2.6.3. Расчет количества адсорбированного молсидомина и термодинамических характеристик его адсорбции на материалах диоксида кремния
2.6.4. Оценка погрешностей полученных экспериментальных и расчетных данных
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Характеристики пористой структуры синтезированных адсорбентов и морфология их частиц
3.1.1. Характеристики синтезированных материалов немодифицированного диоксида кремния
3.1.2. Характеристики материалов модифицированного диоксида кремния
3.2. Сравнительная характеристика адсорбционной емкости материалов диоксида кремния по отношению к молсидомину
3.3. Термодинамические характеристики адсорбции молсидомина
на материалах диоксида кремния
Основные выводы
Список литературы

Введение
Актуальность работы
Исследования адсорбционных взаимодействий лекарственных препаратов с поверхностью пористых частиц диоксида кремния представляют большой интерес не только для развития теории адсорбции, но и для решения важнейших прикладных проблем. Одна из них - очистка сточных вод от лекарственных препаратов и продуктов их метаболизма, загрязняющих водные ресурсы планеты. Благодаря пористой структуре и высокоразвитой поверхности, частицы диоксида кремния могут служить высокоэффективными адсорбентами лекарственных препаратов при их удалении из сточных вод фармацевтических предприятий и животноводческих ферм [1,2]. Адсорбционные процессы на пористых материалах диоксида кремния лежат в основе технологий разделения смесей и очистки лекарственных веществ от примесей [3,4], количественного определения препаратов в плазме крови [5]. Обладая рядом свойств, необходимых для функционирования в биологической среде (нетоксичностью, биодеградируемостью, устойчивостью к микробным атакам), пористый диоксид кремния является одним из эффективных материалов для разработки улучшенных систем доставки лекарственных препаратов [6,7].
Молсидомин - это типичный представитель широко применяемых клинически донаторов оксида азота, которые обладают вазодилатирующим и антитромбоцитарным свойствами. Химически он относится к группе сиднониминов и является мезоионным соединением. Разработка эффективного адсорбента для молсидомина невозможна без знания природы адсорбционных взаимодействий препарата с поверхностью частиц диоксида кремния и их количественных характеристик (адсорбционной емкости, энергии адсорбции). Указанные характеристики зависят от параметров пористой структуры адсорбента, природы поверхностных функциональных групп, от свойств среды, из которой осуществляется адсорбция, температуры. Эти сведения являются

ИК-спектры сиднониминов характергоуются наличием двух интенсивных полос поглощения в области 1700-1540 см"1 [99]. Для солей моно- (Структура IV) и бис- сиднониминов полоса в области 1694-1667см"1 отвечает валентным колебаниям экзоциклической связи С=19, а полоса в области 1609-1569 см'1 связана с деформационными колебаниями группы =1ЯН+2 [98]. Однако
исследования методом дейтерирования показали, что для Ы-ацильных и КГ-бензолсульфопроизводных (Структура V) полосы поглощения в области 1692-1669 см'1 обусловлены валентными колебаниями связи С=0 имидной группировки, а в области 1580-1563 см'1 - валентными колебаниями связи С=Ы имидной группировки, которые смещены в область низких частот благодаря имеющемуся между ними сопряжению. Авторы работы [99] подчеркивают, что, хотя две полосы в спектрах М-экзоацилированпых сиднониминов в области 1669-1563 см'1 оказываются по своему положению близкими к соответствующим двум полосам в спектрах солей сиднониминов, отнесение этих полос совершенно различно. Следует отметить, что полосы в области 800-742 см'1 и 1216-1160 см'1 связываются с деформационными колебаниями сиднониминового кольца [98].
Сиднонимины - весьма реакционноспособные соединения. Для них характерны реакции, протекающие как с сохранением, так и с раскрытием цикла, причем большинство реакций протекает в достаточно мягких условиях [98]. Они легко вступают в реакции электрофильного замещения, сульфирования, нитрования, галогенирования. Соли сиднониминов проявляют свойства сильных аминов. Основность сиднониминов существенно зависит от характера заместителей в положении 3 и 4 кольца, а также от заместителей при экзоциклическом атоме азота [98]. Раскрытие гетероцикла может происходить по разным связям под влиянием различных факторов, например, сильных кислот и щелочей, при электрохимическом восстановлении, облучении УФ - светом и т.д.
Все свойства сиднониминов, их реакционная способность обусловлены указанными особенностями их структуры и, прежде всего, распределением электронной плотности в сопряженной системе, включающей гетероцикл и экзоциклические группы.