Гидратация аминокислот и ионообменных мембран в аминокислотных формах и ее влияние на диффузионный транспорт

• Автор: Зяблов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Содержание и состояние воды в аминокислотах

1.2.Гидратация ионообменников в аминокислотных формах.

1.3.Мембранные процессы с участием аминокислот

Глава2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1.Аминокислоты и их физикохимические свойства

2.2.Гетерогенные ионообменные мембраны, используемые в работе.

2.3.Метод ИКспектроскопии

2.3.1 .Подготовка образцов
2.3.2.Структурно1рупповой анализ по ИК спектрам
2.3.3. Расчет энергии водородной связи в системе аминокислотамембрана .
2.4.Метод термического анализа
2.5.Метод сканирующей туннельной микроскопии СТМ
2.6.Методика вискозиметрии
2.7.Методики диализа и электродиализа.
ГлаваЗ. ГИДРАТАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ
3.1.Состояние воды в аминокислотах
3.2.Влияние аминокислот на структуру воды.
Глава4. ВОДА В ИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАНАХ,
НАСЫЩЕННЫХ В РАСТВОРАХ АМИНОКИСЛОТ
4.1.Гидратационные характеристики ионообменных мембран в основных и аминокислотных формах
4.2.Количественный анализ дегидратации иоиобменных мембран.
Глава5. ТРАНСПОРТ АМИНОКИСЛОТ ЧЕРЕЗ ИОНООБМЕННЫЕ
МЕМБРАНЫ
5.1 .Диффузия и электромиграция аминокислот через ионообменные мембраны.
5.2. Раз деление аминокислотных смесей, содержащих лизин, методом электродиализа.
5.3.Способ выделения Ьлизина из технологического раствора, полученного химическим синтезом
ЛИТЕРАТУРА


Спектроскопия ядерного магнитного резонанса является одним из чувствительных методов, регистрирующих даже слабые межмолекулярные взаимодействия, и считается перспективным в изучении процессов сольватации гидратации в растворах. Резонансная частота ядер отражает характер распределения электронов вокруг ядер. Любое искажение электронного облака изменяет резонансную частоту, вызывая химические сдвиги. Поскольку образование гидратной оболочки сопровождается изменением распределения электронной плотности вокруг ядер, то расчет чисел гидратации представляется возможным за счет химических сдвигов и релаксации . Определение чисел гидратации методом термического анализа производится исходя из зависимости потери массы раствора во времени при изменении температуры. Предполагают, что данным способом хорошо фиксируется число молекул растворителя в области ближней сольватации. Следует отметить, что данный метод, как и другие характеристики, зависящие от энергетики процесса, алгебраически отражает суммарную гидратацию электролита, соответствующую данной концентрации и температуре. Поэтому числа гидратации имеют нецелочисленные значения . Кроме вышеперечисленных способов, для определения чисел гидратации применяются методы, основанные на измерении электропроводности и подвижности ионов, метод коэффициента диффузии, рентгенографический метод. Числа гидратации аминокислот полученные различными методами отличаются между собой , так как учитывают различные координационные оболочки. Наиболее полные данные но данному вопросу представлены Д. Р. Сидоровой и . А. Гусевым , , которые установили независимость в пределах точности эксперимента чисел гидратации в первом гидратном слое от температуры в интервале С и от концентрации в интервазе значений 0. М аминокислоты. В то же время с увеличением среды от 1 до наблюдается рост гидратационпых чисел цвиттерионов в первой гидратной оболочке. По дифференциальным спектрам определены разностные числа гидратации второй гидратной оболочки и произведена оценка структурирующего действия цвиттерлитов на воду . Отмечено, что структурирующее действие некоторых аминокислот возрастает с уменьшением и с понижением температуры от до 0С в кислой среде. Авторами квантовомеханическим методом проведены структурные и энергетические расчеты первой гидратной оболочки для всех известных аминокислот в растворах. Определены, в частности, число молекул воды в гидратных оболочках и общая энергия взаимодействия. Для аргинина, глицина и триптофана выполнены расчеты, в ходе которых непрерывно увеличивали число молекул воды. Установлено существование гидрофобных областей вдоль цепи аргинина и вокруг колец триптофана. Изучение гидратации цвиттериона глицина было проведено в работе . С помощью неэмпирического метода самосогласованного поля ССП определено строение гидратной оболочки данной аминокислоты. Первоначально расчеты проводились для комплекса глицина с одной молекулой воды в различных положениях и найдены предпочтительные места гидратации. После этого число молекул воды увеличивали до образования второй гидратациониой сферы. Показано, что в первой гидратной сфере глицина содержится пять молекул воды. Энергия гидратации глицина этими пятыо молекулами по данным расчета составляет ккалмоль, однако в действительности изза суперпозиции ошибок она должна быть на меньше, т. В литературе приведены расчеты электронного и геометрического строения возможных конформеров циклически связанных комплексов состава 11 между молекулами глицина и воды. Энергии наиболее выгодных конформеров уточнены расчетами. Наиболее выгодные конформации Нсвязи образуются между атомом кислорода молекулы воды и атомом водорода карбоксильной группы глицина и между атомом водорода карбоксильной 1рунпы глицина и атомом водорода молекулы воды. Молекула глицина находится при этом в наиболее выгодном энергетическом состоянии. Энергия Нсвязывания равна ккалмоль. Сделан вывод, что этот конформер может наблюдаться экспериментально. Авторами неимперическим методом ССП МО ЛКАО в минимальном базисе проведены расчеты ряда геометрических структур супермолекулярных комплексов вода однозарядный ион аминокислот лизин, аспарагин, глутамин, аргинин.