Особенности поведения β-циклодекстринов в водных растворах и их взаимодействие с витаминами и поверхностно-активными веществами

• Автор: Новосёлова, Надежда Витальевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

1 лава I. Литературный обзорм.м

1. Циклодекстрины

1.1. История открытия циклодекстринов

1.2. Строение и свойства циклодекстринов

1.2.1. Строение циклодекстринов.

1.2.2. Физикохимические свойства циклодекстринов.

1.2.3. Химические свойства циклодекстринов

1.2.4. Биологические свойства циклодекстринов.

1.2.5. Токсикологические свойства циклодекстринов.

1.3. Получение циклодекстринов

1.4. Производные циклодекстринов

1.4.1. Цели модификации циклодекстринов.
1.4.2. Классификация производных циклодекстринов
1.4.3. Получение производных циклодекстринов
1.4.4. Оксипропилированнос производное 3циклодекстрина
1.5. Применение циклодекстринов.
1.5.1. Общие сведения о применении циклодекстринов
1.5.2. Применение циклодекстринов в пищевой промышленности
1.5.3. Применение циклодекстринов в косметической промышленности
1.5.4. Применение циклодекстринов в сельском хозяйстве
1.5.5. Применение циклодекстринов в медицине и биотехнологии
1.5.6. Применение циклодекстринов в химии и охране окружающей среды.
2. Витамины.
2.1. Витамины группы К
2.1.1. Строение витаминов группы К
2.1.2. Биологическая активность витаминов группы К
2.1.3. Физикохимические и химические свойства витамина Кз
2.2. Витамины группы
2.2.1. Строение витаминов группы
ф 2.2.2. Биологическая активность витаминов группы
2.2.3. Физикохимические и химические свойства витамина Эз.
2.3. Витамины группы Е.
2.3.1. Строение витаминов группы Е.
2.3.2. Биологическая активность витаминов группы Е.
2.3.3. Физикохимические и химические свойства ОЬатокофсрилацетата
3. Комплексы включения циклодекстринов
3.1. Теоретический аспект образования комплексов включения.
3.1.1. Равновесие и стехиометрия комплексообразования
3.1.2. Геометрия комплексообразования
3.1.3. Термодинамика комплексообразования и влияние растворителя.
3.2. Анализ циклодекстринов и их комплексов включения.
3.2.1. Качественное и количественное определение, анализ структуры.
3.2.2. Определение термодинамических величин.
3.2.3. Изучение структуры водных растворов циклодекстринов.
3.3. Комплексы включения Рциклодекстрина с витаминами
3.3.1. Взаимодействие Рциклодекстрина с витамином Кз
3.3.2. Комплекс включения Рциклодекстрина с витамином Эз
3.3.3. Комплексообразование Рциклодскстрина с ОЬатокоферилацетатом
3.4. Комплексообразование рциклодекстрина с поверхностноактивными веществами.
шва И. Экспериментальная часть
1. Реактивы.
2. Методики синтеза комплексов
3. Методика приготовления растворов.
4. Методы исследования
4.1. Дифференциальная сканирующая калориметрия
4.1.1. Основы метода.
4.1.2. Оборудование и проведение измерений.
4.2. Фотонная корреляционная спектроскопия
4.2.1. Основы метода.
4.2.2. Оборудование, проведение измерений и обработка результатов
4.3. Фотоэлектрическая колориметрия.
4.3.1. Основы метода.
4.3.2. Оборудование, проведение измерений и обработка результатов
4.4. Измерение поверхностного натяжения методом Вильгельми
4.5. Измерение двухмерного давления методом Ленгмюра
Глава III. Результаты и их обсуждение.
1. Особенности поведения циклодскстринов в водных растворах.
1.1. Поверхностные свойства водных растворов циклодексгринов
1.2. Изменение изотерм поверхностного натяжения водных растворов циклодекстринов со временем.
2. Комплексообразование циклодекстринов с витаминами.
2.1. Получение и идентификация комплексов
2.2. Поверхностные свойства комплексов циклодекстринов с витаминами
2.3. Устойчивость и растворимость в воде комплексов циклодекстринов с витаминами.
3. Взаимодействие циклодекстринов с поверхностноактивными веществами
3.1. Взаимодействие циклодекстринов с ЦТАБ.
3.2. Взаимодействие циклодекстринов с БОБ
3.3. Взаимодействие циклодекстринов с Туееп
3.4. Взаимодействие циклодекстринов с ГДМОАХ.
3.5. Взаимодействие циклодекстринов с ДГМОАХ.
3.6. Взаимодействие циклодекстринов с ЭФК
3.7. Взаимодействие циклодекстринов с Хитокси.
3.8. Заключение
Выводы 1ИМММИИНМНИИЖИЖЖИЖНЖИ1И1ИМИНИНИИИИМММИМЖ 9 Список литературы
Введение.
Актуальность


Эти свойства внутренней полости являются предпосылками для образования комплексов включении с различными молекуламигостями. Следует подчеркнуть еще одну своеобразную характеристику ЦД их макромолекулярную хиральность. Осью хиральности является ось симметрии молекулы 3. Вторичные гидроксилы С2 и Сз соседних глюкозидных остатков по стерическим причинам сближены, что приводит к образованию водородных связей, которые дополнительно стабилизируют конформацию молекулы в целом. Наличие водородных связей тормозит водороддейтериевый обмен и уменьшает общую внутреннюю энергию молекулы. Струюура ЦД имеет некоторую конформационную подвижность, причем подвижность аЦЦ и РЦД намного выше, чем уЦД 5. Твердый гидрат аЦД 6 Н не обладает гексагональной симметрией, один из его глюкозных остатков наклонен относительно других пяти 6. Тогда как в растворе, по данным СЯМР анализа 7 и молекулярного моделирования 8, аЦД более симметричен. Гейгер 9 провел подробный рентгеноструктурный анализ монокристаллов комплекса димера РЦД с изопропанолом состава 2 РЦД 5 2С3Н7ОН НгО. В результате анализа были определены координаты всех водородных, углеродных и кислородных атомов, а также коэффициенты температурных факторов для тех же атомов. Это позволяет считать конформационную структуру кристаллического РЦД полностью установленной. Учитывая высокую степень гидратации образца, изученного Гейгером, можно считать структуру кристаллического РЦД близкой к среднестатистической структуре РЦД в водном растворе. Молекулярная структура комплекса представляет собой связанную по широким торцам строго параллельную пару молекул РЦД. Расстояния между плоскостями, на которых лежат отдельные типы атомов, приведены в табл. Таблица 1. Расстояние между плоскостями атомов в молекуле РЦД, А 9. По данным Гейгера 9 высота молекулы Щ несколько больше, чем это приведено в монографии Сейтли 7,8 А . Среднее расстояние между атомами кислорода при С4 двух единичных звеньев молекулы РПЛ составляет 4. А, что позволяет рассчитать диаметр внутреннего 9, А и внешнего , А круга семиугольника. По данным Сейтли диаметр полости а, р и уД составляет 5,7 А, 7,8 А и 9,5 А соответственно, а внешний диаметр молекулы ,7 А, ,3 А и ,9 А соответственно. С термодинамической точки зрения образование ЦД, как и всех остальных глюкозидных соединений, в водной среде связано с увеличением свободной энергии АО. Изменение свободной энергии при переходе от линейного декстрина также выше нуля АО для и, Р и у1 Щ при С равны 9,6, 7,2 и 8,3 кДж соответственно. Следовательно, циклизация является энергетически неблагоприятным процессом. Это относится к изменению энтальпии, что, однако, частично компенсируется увеличением эн гронии 3. Физикохимические свойства цикиодекстрииов. В твердом состоянии ЦД обычно представляют собой белый мелкокристаллический порошок без запаха. Форма кристаллов характерна для каждого гомолога рис. ЦД . Кристаллическое состояние ЦД может меняться при измельчении . Рис. Кристаллы ЦД содержат некоторое количество кристаллизационной воды, которое может меняться в зависимости от влажности , . Эта кристаллизационная вода легко вытесняется более гидрофобными молекулами при комплексообразовании. Число молекул воды, входящих в полость а, р и уЦД, принимаются равными 6, и соответственно 3. При полном обезвоживании ЦД переходят в аморфную форму, следовательно, ЦД вместо четкой температуры плавления имеют интервал темперагур фазового перехода, а при 0С они начинают разлагагься . Плотность ЦД составляет 1, 1, гсм3 в зависимости от количества кристаллизационной воды и степени кристалличности. Основные геометрические параметры и физикохимические свойства ЦД представлены в табл. Таблица 1. Основные геометрические параметры и физикохимические свойства циклодексгринов. Форма кристаллов из пропанола гексагональные моноклинные кубич. Удельное вращение, ао град. Ка, С потенциометрич. В структуре молекулы ЦД имеется два типа молекул кристаллизационной воды непосредственно включенные в полость ЦД и находящиеся снаружи полости. При дегидратации первыми отщепляются молекулы, включенные в полость.