Физико-химические свойства монослоев и пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе силилированных бромсодержащих производных β-циклодекстрина

• Автор: Иноземцева, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Химическая модификация циклодекстринов

1.1.1. Строение и физикохимические свойства циклодекстринов

1.1.2. Основные методы селективной модификации ЦЦ

1.1.3. Модификация первичных ОНгрунп молекулы ЦЦ

1.1.4. Сульфонатные тозильные производные циклодекстринов

1.1.5. Галогенпроизводные циклодекстринов

1.1.6. Силилированные циклодекстрины.

1.2. Технология ЛенгмюраЬлоджетт

1.2.1. Терминология, техника получения, применение.
1.2.2. Монослои и пленки ЛенгмюраБлоджетт на основе циклодекстринов.
1.3. Фосфориметрия при комнатной температуре, применение в анализе.
1.3.1. Способы наблюдения, развитие метода.
1.3.2. Применение циклодекстринов в фосфориметрическом
анализе.
Выводы к главе 1.
ГЛАВА 2. РЕАКТИВЫ, ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Реагенты
2.2. Подготовка исходных реагентов и растворителей.
2.3. Синтез производных 3ЦД
2.4. Аппаратура и получение исследуемых образцов.
2.4.1. Описание установки УНМ2 и подготовка ее к работе.
2.4.2. Техника исследования монослоев на границе раздела фаз воздухвода.
2.4.3. Нанесение пленок ЛенгмюраБлоджетт
2.4.4. Эллипсометрический метод исследования пленок ЛенгмюраБлоджетт .
2.4.5. Обработка экспериментальных данных.
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ рЦИКЛОДЕКСТРИНА
3.1. Силилированные производные рциклодекстрина
3.2. Тозиловые эфиры рциклодекстрина.
3.3. Получение моно6дезокси6бромрциклодекстрина.
3.4. Получение гептакис6дезокси6бромрциклодекстрина
3.5. Получение производных рЦД, содержащих силильные группы и атомы брома
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОНОСЛОЕВ И ПЛЕНОК ЛЕНГМЮРАБЛОДЖЕТТ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ 0ЦИКЛО ДЕКСТРИНА.
4.1. Свойства монослоев на основе дифильных Рциклодекстринов на поверхности раздела водавоздух
4.2. Стабильность монослоев дифильных рциклодекстринов на поверхности жидкой субфазы
4.3. Получение пленок ЛенгмюраБлоджетт и анализ коэффициентов переноса
4.4. Эллипсометрическое исследование пленок ЛенгмюраБлоджетт дифильных циклодекстринов.
4.5. Изотермы сжатия смешанных монослоев производных Рциклодекстрина, содержащих в качестве второго компонента полициклические ароматические углеводороды.
4.6. Получение пленок ЛенгмюраБлоджетт и анализ коэффициентов переноса смешанных монослоев на основе дифильных производных циклодекстрина.
Выводы к главе 4
ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ В АНАЛИЗЕ.
5.1. Химические сенсоры с чувствительным слоем на основе синтезированных циклодекстринов.
5.2. Оценка возможности реализации ФКТ в растворах
Выводы к главе 5
БЛАГОДАРНОСТИ.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
ЛИТЕРАТУРА


Данные подходы рассмотрены применительно к получению пер и монозамещенных производных циклодекстринов но первичным гидроксильным группам тозиловым эфирам, силильным производным и галогензамещенным циклодекстринам. Проанализированы условия формирования монослоев модифицированных дифильных ЦД на поверхности водной субфазы, а также пленок ЛенгмюраБлоджетт на поверхности твердой подложки, влияние различных факторов на устойчивость их монослоев на поверхности раздела водавоздух и качество формируемых пленок ЛБ на поверхности твердой подложки. Рассмотрено применение циклодекстринов в аналитической химии в качестве организованных сред, в частности, для наблюдения сигнала фосфоресценции при комнатной температуре в присутствии тяжелого атома. Показаны преимущества данного подхода, основанные на высокой селективности определения аналита вследствие специфического связывания по типу гостьхозяин Рассмотрены различные модификации данного подхода в зависимости от локализации тяжелого атома в аналитической системе ковалентное связывание с молекулой аналита или молекулой хозяина, присутствие тяжелого атома в молекуле третьего компонента. Наиболее изучены а, 3 и уциклодекстрины, имеющие в своем составе 6, 7 и 8 глюкопиранозных остатков соответственно I, 2. Каждое звено молекулы ЦЦ содержит вторичные гидроксильные группы при С2 и Сз и первичную ОНгруппу при С6. Рис. Вторичные гидроксильные группы образуют внутримолекулярные водородные связи, тем самым, придавая молекуле ЦЦ жесткую структуру, пространственно напоминающую усеченный конус полый внутри рис. Присутствие гидроксильных групп делает молекулу в целом гидрофильной, в то время как внутренние стенки объемной молекулы, образованные гликозидными атомами кислорода и СНсвязями, обуславливают относительную по сравнению с водой гидрофобность ее полости 4. Рис. Несмотря на наличие гидроксильных групп в молекуле, следует отметить, что 3циклодекстрин относительно плохо растворим воде по сравнению со своими гомологами, что объясняют как термодинамическими особенностями растворения 5, так и тем, что агрегаты, в виде которых циклодекстрины находятся в растворе, в случае Дциклодекстрина плохо встраиваются в трехмерную структуру водородных связей воды 6. Некоторые физикохимические свойства ЦД приведены в таблице 1. Таблица 1. Количество глюкозидных ед. Мол. Растворимость в воде, г0 мл . Высота молекулы, А 6. Уникальной особенностью ЦД является способность к образованию комплексов включения типа гостьхозяин с широким кругом веществ органической и неорганической природы 1, 2. Основными факторами, определяющими процесс комплексообразования, являются размер и природа молекул ыгостя 2. При включении в полость ЦД возможно изменение многих физикохимических параметров молекулгостей растворимости, химической активности, спектроскопических и электрохимических свойств, что является основой соответствующего аналитического эффекта. Благодаря своим уникальным свойствам, циклодекстрины находят широкое применение в различных областях аналитической химии, таких как хроматография, электрофорез, спектроскопия, электрохимия, в различных промышленных технологиях 3, 8, 9, , а также используются для решения задач супрамолекулярной химии рис. Экстракция Ультрафигътрация Ктнические Титрование Каталнз . Модификация свойств реагентов лротолитические, таутомерные, агрегациядезагрегация, дииермономер и Т. Рис. Наряду с тремя указанными представителями природных ЦЦ все шире применяются их различные производные. Особый интерес, по причине сложности избирательного замещения определенных гидроксильных хрупп в молекуле, представляет получение селективно модифицированных циклодекстринов, а также введение групп, придающих циклодекстринам особенно циклодекстринам повышенную водорастворимость. В связи со сказанным, первая часть литературного обзора посвящена рассмотрению подходов к селективной модификации циклодекстринов и наиболее распространенным полупродуктам, используемым для их получения. Известно, что направленная химическая модификация ЦД является непростой задачей, благодаря ряду структурных особенностей ЦД. Приведенная ниже рис. У химической модификации циклодекстринов применительно к получению селективно замещенных производных .