Гидратные структуры пролина и гидроксипролина в растворе и сульфокатионообменнике КУ-2х8

• Автор: Давыдова, Екатерина Геннадьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структурообразование в водных растворах биологически активных веществ

1.2 Термодинамические и объемные свойства растворов аминокислот

1.3 Особенности сорбции аминокислот ионообменниками

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Характеристика исследуемых аминокислот

2.2 Определение концентрации иминокислот в рабочих растворах

2.2.1 Метод определения концентрации индивидуальных иминокислот в водных растворах

2.2.2 Определение концентраций аминокислот при совместном присутствии в растворе

2.3 Исследуемый ионообменник и его физико химические свойства, подготовка ионообменника к работе
2.4 Проведение процесса сорбции иминокислот на сульфокатионообменнике
2.5 Методика получения ИКспектров
2.6 Методика изопиестирования образцов катионообменника
2.7 Методика калориметрического исследования процессов растворения иминокислот
2.8 Калориметрическое исследование тепловых эффектов процессов сорбции иминокислот
2.9 Статистическая обработка результатов анализа
Глава 3. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ИМИНОКИСЛОТ
3.1 Термокинетика и энтальпия растворения иминокислот в воде
3.2 Неэмпирический расчет структуры системы водаиминокислота
Глава 4. РАВНОВЕСНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОРБЦИИ ИМИНОКИСЛОТ СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКОМ КУ2х
4.1 Влияние структуры иминокислоты и температуры на равновесные характеристики сорбции
4.2 Особенности гидратации сульфокатионообменника, насыщенного пролином и гидроксипролином
4.3. Термокинетика и энтальпия сорбции пролина и гидроксипролина на сульфокатионообменнике КУ2х
4.4. Неэмпирический расчет структуры сульфокатионообменника в иминокислотной форме
Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ СОРЦИИ ИМИНОКИСЛОТ И ИЗ БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ НА СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКЕ КУ2х
5.1. Влияние структуры иминокислоты и температуры на динамические характеристики сорбции
5.2. Особенности динамики сорбции пролина, гидроксипролина и фенилаланина из бинарных смесей
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Подобная перестройка вблизи неполярной поверхности энергетически невыгодна, что подтверждается данными по модельным системам растворам неполярных углеводородов в воде. Неполярные углеводороды плохо растворимы в воде, причем, несмотря на уменьшение энтальпии системы, наблюдается значительная положительная свободная энергии растворения ,. При растворении в воде регистрируют практически одинаковые значения теплоты гидратации для различных неполярных соединений , откуда следует, что изменение энергии связано не с какимлибо специфическим взаимодействием неполярных молекул с водой, а с перестройкой структуры самой воды. Авторами работы установлено, что при растворении малых количеств неэлектролитов наблюдаются изменения спектров поглощения воды, которые аналогичны изменениям, наблюдающимся в спектре чистой воды при понижении температуры. Наблюдаемые сдвиги полос, свидетельствующие, строго говоря, об увеличении силовой постоянной водородной связи, согласуются с распространнным мнением об увеличении структурированности воды в растворах неэлектролитов. Известно 8, что водородные связи в жидкой воде изза существующего углового распределения кооперативны. Вероятность дефекта вторичной ориентации повышается вблизи первичного дефекта водородной связи, располагающейся под неблагоприятным углом. Такая ситуация отражается идеальной кластерной моделью Фрэнка и Вэна , в которой накапливающиеся дефекты водородных связей могут рассматриваться как разломы плоскостей между упорядоченными областями, существующие в течение короткого времени п с. По мнению авторов , использующих теорию дефектов, при некоторой концентрации неэлектролита происходит разрушение сетки водородных связей. При попадании молекул неэлектролита сетка Нсвязей выталкивает их к дефектам сетки подобно тому, как примеси в кристаллах выталкиваются к точечным дефектам и дислокациям. Это выталкивание тем выгоднее, чем сильнее выражен гидрофобный эффект, поскольку в местах дефектов молекулы неэлектролита, объединяются так, чтобы гидрофобные части имели контакт с водой. Дефектами сетки водородных связей воды являются тепловые разрушения, примеси и сами молекулы неэлектролита. Невыгодность структурных изменений для воды в пограничных областях в свою очередь обусловливает появление хорошо известной тенденции к вытеснению неполярных соединений или групп из воды, их слипанию между собой и уменьшению поверхности контакта с ними 3,. Исследование водных растворов рентгенографическими, оптическими, термодинамическими, релаксационными и другими методами показывают, что гидратация ионов сопровождается нарушениями структуры воды. Ионы по своему действию на молекулы воды в растворе различаются. Если молекула воды образует более сильную связь с ионом, чем с соседней молекулой воды, это явление называют положительной гидратацией по О. Я. Самойлову 2. Когда молекулы воды связаны с ионом гораздо слабее, чем с соседними молекулами воды ион гидратирован более слабо, чем вода, этот случай называют отрицательной гидратацией. К первому случаю относятся, как правило, крупные однозарядные одно и многоатомные ионы, для которых эффекты разупорядочения структуры воды являются преобладающими отрицательная гидратация по О. Я. Самойлову. Вариант ИКспектроскопии, описанный Луком 8, представляет собой эффективное средство для количественного определения концентрации воды вблизи свободных и образовавших водородные связи ОНгрупп. Природа структурообразующего фактора становится понятной, если принять, что диполи воды ориентируются под действием кулоновских сил в поле ионов. На основании исследований гидратации органических молекул, Лук дает следующую классификацию структур воды а первый гидратационный слой воды б второй гидратационный слой, структура воды в котором несколько разулорядочена по сравнению с обычной жидкой водой в псевдожидкая вода, имеющая структуру обычной воды. Авторами , на примере водных растворов децилсульфата натрия, определены энтальпия растворения, избыточные термодинамические функции растворителя и гидрофобный эффект.