Разработка и оценка эффективности кинетических моделей тестирования биоантиоксидантов

• Автор: Журавлева, Людмила Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Теория свободнорадикального окисления.

1.1. Общая теория цепных разветвленных процессов окисления органических соединений.

1.2. Теоретические представления о механизме ингибирования.

1.3. Мицеллообразование. Основы и особенности межфазного

и минеллярного катализа

1.4. Окисление углеводородов в присутствии мицелл и в двухфазных водноорганических системах.

1.5. Фракционный, жирнокислотный состав и биологическая активность липидов.

1.6. Особенности кинетики и механизма окисления липидов

и их жирнокислотных компонентов.

1.7. Методы тестирования эффективности антиоксидантов
Глава 2. Материалы и методы исследования.
2.1. Получение и очистка эфиров ненасыщенных жирных кислот.
2.2. Очистка инициатора
2.3. Очистка растворителей.
2.4. Очистка ингибиторов.
2.5. Схема и принцип работы манометрической установки
2.6. Методики окисления
2.7. Методики определения критической концентрации мицеллообразования
Глава 3. Результаты исследования эффективности кинетических моделей
тестирования биоантиоксидантов в гомогенной среде
3.1. Обсуждение результатов
Глава 4. Результаты исследования эффективности воднолипидной
кинетической модели тестирования биоантиоксидантов.
4.1. Исследование мицеллообразования воднолипидных систем
4.2. Подбор катализатора
4.3. Подходы для расчета кинетических параметров и оценки эффективности ионола при каталитическом окислении этилолеата
4.4. Исследование эффективности и механизма действия атокоферола
при окислении метиллинолеата в условиях воднолипидной модели
4.5. Исследование эффективности фенола и его производных при каталитическом окислении этилолеата
4.5.1. Исследование эффективности и механизма действия осалмида
при каталитическом окислении этилолеата
4.5.2. Исследование эффективности и механизма действия эмоксипина
при каталитическом окислении этилолеата
4.5.3. Исследование эффективности и механизма действия парацетамола
при каталитическом окислении этилолеата
4.6. Исследование эффекгивности и механизма действия
пирокатехина при каталитическом окислении этилолеата.
4.6.1. Исследование эффективности и механизма действия
адреналина при каталитическом окислении этилолеата.
4.6.2. Исследование эффективности и механизма действия
метилдофы при каталитическом окислении этилолеата
4.7. Исследование эффективности и механизма действия капотена
при каталитическом окислении метиллинолеата
4.8. Обсуждение результатов
Выводы.
Библиографический список использованной литературы.
Приложения.
Методические рекомендации
Основные обозначения и сокращения
0.1 обозначение уравнений химических реакций
1.1 обозначение математических формул
КК кинетическая кривая
ЦТМАБ цетилтриметиламмоний бромид гексадецилтриметиламмоний бромид
АИБН 2,2азобисизобутиронитрил
МЛ метиллинолеат
ЭО этилолеат
АРА антирадикальная активность
АОА антиоксидантная активность
стехиометрический коэффициент ингибирования, определяющий число обрывов цепей на одной молекуле ингибитора т период индукции
1пН ингибитор
1пН концентрация ингибитора, мольл
1 скорость инициирования, мольл1с
Кг константа скорости обрыва цепей, лмольс
V длина цепей
1 инициатор
М молекулярные продукты
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая работа посвящена исследованию эффективности липидной и воднолипидной кинетических моделей и подбору критериев тестирования водонерастворимых и водорастворимых биоантиоксидантов.
Актуальность


По результатам исследования опубликованы статьи в журналах Вестник ТюмГУ Тюмень, , Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского Тамбов, . Публикации. По результатам экспериментов опубликовано печатных работ, в том числе приняты в печать статьи в журнал Кинетика и катализ и Химикофармацевтический журнал, подана заявка на изобретение дата поступления , входящий , регистрационный . В настоящей главе будут изложены основы теории цепных радикальных процессов окисления липидов с вырожденным разветвлением. Указан механизм антиоксидантного действия различных классов соединений, критически оценены методы и результаты тестирования антиоксидантов, рассмотрен состав и биологические функции липидов, особенности их свободнорадикального окисления в биологических мембранах, представлены основы и особенности межфазного и мицеллярного катализа в зависимости от различных факторов. Окисление органических соединений молекулярным кислородом протекает по механизму цепных радикальных процессов с вырожденным разветвлением, предложенному для газофазных реакций Семеновым и С. Н. Хиншельвудом в х годах XX в. Дальнейшее ее развитие применительно к жидкофазному окислению углеводородов принадлежит ученым школы академика Н. М. Эмануэля и зарубежным ученым Баху и Энглеру, а применительно к жирнокислотным компонентам липидов Дж. Болланду. Инициирование цепей
2 2 2. Продолжение цепей
. Разветвление цепей
2 Щ 0 Н. Обрыв цепей
М2
Энергетические характеристики элементарных реакций окисления приведены в работах . Известен би и тримолекулярный механизм инициирования цепей в жидкофазном окислении органических соединений по реакциям и 5 . Способ инициирования не влияет на характер кинетики процесса и отражается только на общей скорости окисления и длительности периода индукции. При постоянной скорости инициирования кинетика имеет линейный характер и соответствует постоянной скорости окисления. Однако в состав большинства субстратов входят следовые концентрации катионов металлов Меп , в присутствии которых наблюдается инициирование процесса окисления по реакции
Показано, что в изоиропилолеате при С в ряду катионов металлов Си2, i1, Мп2, Со2, 2 наиболее эффективными оказались катионы меди в концентрации МО9 мольг1, при этом наблюдается снижение энергии активации распада гидропероксидов до МЗ кДж моль1 в сравнении с 5 кДжмоль для термического распада. Катионы Со и в концентрациях
0 мольг проявляют каталитические свойства. Механизм инициирования цепей ионами кобальта был подробно изучен
на примере окисления бензальдегида 1. СоЛ3 ЯЯ Со2 ЛЯ К. О О Со . Я2Со. ПН Со2ООН К
Я2Со . ДЯ СоОН Ю. Показано зарождение цепей по реакции и пропорциональность скорости инициирования концентрации катионов. Результаты свидетельствуют о том, что в присутствии катионов металлов окисление протекает при более низкой температуре и с большей селективностью процесса. В отсутствие инициаторов окисление органических соединений имеет обычно аутоускоренный характер, что обусловлено разветвлением цепей по реакциям 3. Известна критическая концентрация гидропероксидов, равная МО4 мольл, при которой начинается разветвление цепей. Ш ЯООН Ме Я Я. Ме тЮОН гМеЯООН гМеп1Н Ю ОН от 1ЮОН 2Мет тДЮН о 2,Ме. ЮОН гфЛе Ю2 Н от, 1 ЯООН. Обрыв цепей возможен по реакциям . При высокой концентрации кислорода, когда Ю2К преобладает квадратичный обрыв цепей по реакции 6. Кг константа скорости реакции образования гидропероксида 2. Ш,2К6г 1. Кв константа скорости реакции обрыва цепей 6. Из зависимости 1. Тогда скорость процесса будет описываться зависимостью
Из этой зависимости следует, что при постоянной скорости инициирования процесс окисления протекает с постоянной скоростью, а изменение концентрации поглощенного кислорода во времени имеет линейный характер, что наблюдали многие авторы . Цепной характер процессов окисления подтверждается торможением процесса в присутствии добавок ингибиторов и расчетом длины цепей методом ингибиторов . В случае мономолекулярного распада гидропероксида 3. К, щ ЙЯ Кзл ЯООН, 1. Экспериментальные результаты спрямляются в координатах АСУ или КООН от времени 2.