Сорбция ароматических и гетероциклических аминокислот высокоосновными анионообменниками в многокомпонентных системах

• Автор: Хохлов, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 315 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.ОБЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Свойства ааминокислот, их растворов и методы выделения аминокислот

1.2. Сорбция аминокислот сшитыми полиэлектролитами

1.2.1. Равновесия в ионообменных системах с участием аминокислот

1.2.2. Влияние температуры на протолиз ионообменников, аминокислот и равновесно ионного обмена

1.2.3. Описание равновесий в многокомпонентных системах

1.2.4. Кинетика и динамика ионного обмена в многокомпонентных системах, содержащих ионы физиологически активных веществ

1.2.5. Необменное поглощение веществ иоиообменниками

II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исследуемые ионообмениики и их физикохимические характеристики
2.2. Свойства ааминокислот, используемых в работе
2.3. Анализ состава и свойств фаз сорбента и раствора
2.3.1. Определение констант протолиза аминокислот при различных температурах
2.3.2. Спектрофотометрическое определение ароматических аминокислот в растворах
2.3.3. Метод инфракрасной спектроскопии
2.3.4. Микроскопический анализ
2.3.5. Электронная микроскопия
2.4. Проведение сорбционных процессов
2.4.1. Подготовка ионообменников к исследованию
2.4.2. Определение обменной емкости ионообменников по минеральным и органическим ионам
2.4.3. Определение набухаемостн и влажности ионообменников
2.4.4. Сорбция индивидуальных аминокислот
2.4.5. Проведение процесса иеобменной сорбции аминокислот
2.4.6. Определение количества воды в фазе сорбента
2.4.7. Методика изучения кинетики сорбции аминокислот
2.4.8. Сорбгщя аминокислот в динамических условиях
2.4.9. Проведение процессов безреагентного разделения аминокислот
III. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АМИНОКИСЛОТ С ВЫСОКООСНОВНЫМИ АНИОНООБМЕННИКАМИ
III. I. Равновесия в системе аминокислотавысокоосновный
аннонообменник при различных температурах.
Ш.2. Многокомпонентные ионообменные системы содержащие
аминокислоты
IV. КИНЕТИКА И ДИНАМИКА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ИОННОГО ОБМЕНА С УЧАСТИЕМ АМИНОКИСЛОТ
IV. 1. Взаимное влияние ионов при многокомпонентном ионном обмене в системах, содержащих ароматические и гетероциклические аминокислоты
IV.2. Новый способ описания кинетики многокомпонентного ионного обмена
V. IГЕОБМЕНИОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ А МИ ЮКИСЛОТ
V. I. Необменное поглощение индивидуальных аминокислот
V.2. Необменное поглощение смесей аминокислот
аиионообменниками
VI. ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ ИОНООБМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ РАЗДЕЛЕНИЯ АМИНОКИСЛОТ
VI. I Особенности парной сорбции ароматических и
гетероциклических аминокислот на анионообменниках
У1.2. Температурный способ безреагентного ионообменною разделения аминокислот
VI.3. Эффект кинетической селективности и его практическое применение
У1.4. Разделение смесей аминокислот в условиях необменного поглощения
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложен способ извлечения аминокислот из их солей со щелочными металлами в электродиализаторах с несколькими последовательно расположенными катионообменными и анионообменными мембранами . К настоящему времени в работах, посвященных теоретическим и прикладным проблемам физикохимической биотехнологии, изложены результаты исследований в области ионного обмена с участием физиологически активных веществ . При рассмотрении закономерностей сорбции аминокислот необходимо учитывать их способность к существованию в растворе в виде катионов, биполярных ионов и анионов. При этом, с одной стороны, возможны дополнительные взаимодействия между ионообменником и сорбатом ,. Возникновению между ионообменником и противоионом ДИПОЛЬДИПОЛЬНЫХ, ИОНДИПОЛЬНЫХ, гидрофобных взаимодействий способствует наличие в матрице сорбента кратных связей и изменение конфигурации полиэлектролитных звеньев ,, а также снижение их поляризуемости . Высокая избирательность поглощения органических ионов объясняется образованием водородных связей между ионообменником и сорбатом . При сорбции аминокислот наблюдается их необменное поглощение, а также сверхэквивалентная сорбция и эффект неизотермического пересыщения, который характерен для малорастворимых цвиттерлитов . При сорбции ряда ионов органических соединений наблюдается увеличение заряда противоиона при его переходе из раствора в фазу ионообменника . Известно, что большая избирательность стиролдивинилбснзольных ионообменников к органическим ионам, имеющим ароматический радикал ,, объясняется предпочтительным поглощением ионообменником веществ, структура которых подобна структурному звену матрицы. Установлено, что максимальная сорбционная способность ионообменников характерна для цвиттерлитов, содержащих биполярные ионы или биполярные ионы и катионы . Известны различные модели ионообменного равновесия в системе аминокислота сшитый полиэлектролит ,,. Так, утверждается, что сорбция цвиттерлитов представляет собой стехиометрический процесс и, природа адсорбтива определяет механизм сорбции ,. В литературе отражены различные теоретические подходы для термодинамического описания ионообменных процессов ,,. Изучена зависимость рК аминокислот от диэлектрической проницаемости среды ,. Показано, что в системе анионообменникаминокислота наблюдается сближение констант протолиза функциональных 1рупп за счет процессов сольватации. В наибольшей мере это свойственно ароматическим аминокислотам. Установлено, что двухзарядные анионы ароматических аминокислот поглощаются высокоосновными анионообменниками с большей избирательностью, однако закономерности в изменениях концентрационных констант в ряду одно и двухзарядных анионов не выявлено . Поэтому определяющее влияние на селективность сорбции будут оказывать не только ионионные, но и иондипольные взаимодействия в системе. Известно, что дипольные взаимодействия в нонообменниках зависят от поляризуемости сорбата ,. Концентрационные константы обмена коэффициенты равновесия анионов аминокислот зависят от их поляризуемости, значение которой определяется не только структурой углеводородного радикала молекулы, но и взаимодействием растворителя с полярными группами ,,. Кроме того, поглощение связано с электроотрицательностью атомов в противоионах, поскольку характер диполей за счет изменения гибридизации зависит от отрицательности заместителя в органической молекуле ,. Селективность поглощения анионов аминокислот непосредственно связана с их дипольными моментами и гидратными структурами противоионов в фазе сорбента . Поэтому в случае поглощения даже одной анионной формы аминокислоты при расчете термодинамических величин обмена необходимо учитывать не только кулоновское взаимодействие в системе фиксированная группа противоион, но и электроотрицательность и поляризуемость цвиттерлита под действием гидратации, определяющих необменное поглощение. На селективность поглощения анионов аминокислот большое значение оказывают гядратационные взаимодействия в системе высокоосновный аниононообменник аминокислота ,,0. Показано, что гидратация анионообменников, насыщенных аминокислотами, является одним из необменных взаимодействий в системе сорбатсорбент 04.