Изучение механизма адсорбции аспарагиновой кислоты, глицина и аспарагина на поверхности Fe2O3 и NiO

• Автор: Новичков, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизм специфической адсорбции компонентов водных

растворов на поверхности оксидов металлов

1.2. Строение аминокислот

1.2.1. Классификация аминокислот

1.3. Свойства аминокислот

1.3.1. Оптическая изомерия аминокислот

1.3.2. Кислотноосновные свойства аминокислот

1.3.3. Комплексообразующие свойства аминокислот

1.4. Строение белков и их свойства

1.5. Адсорбционные свойства аминокислот и белков
1.6. Поверхностные свойства оксидов металлов ЫЮ и Гсз
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы и методики исследования
2.2.1. Метод микроэлектрофореза
2.2.2. Изучение кинетики адсорбции аминокислот на поверхности ЫЮ
и Ре2Оз
2.2.2.1. Определение концентрации аминокислот титрованием
щелочью в присутствии индикатора
2.2.3. Метод изомолярных серий
2.3. Погрешности экспериментальных данных
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.2.
3.2.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Исследование электрокинстичсских свойств Рез и 1МЮ в растворах простых электролитов Изучение поведения систем РезМЮ в водных растворах аспарагиновой кислоты
Зависимость электрокинетического потенциала РезЫЮ в растворах аминокислот от времени контакта фаз 1к Влияние аспарагиновой кислоты на электрокинетические свойства Ре3 и ЫЮ
Исследование адсорбции аспарагиновой кислоты на поверхности Ре3 и ЫЮ Изучение поведения систем РезЫЮ в водных растворах глицина
Влияние глицина на электрокинетические свойства РезЫЮ
Изучение поведения системы РезЫЮ в водных растворах аспарагина
Влияние аспарагина на электрокинетические свойства Ре2ОэЫЮ
Общие представления о механизмах адсорбции аминокислот из водных растворов на оксидах Исследование процессов комплексообразования атомов Ре III и РЛ II в водных растворах глицина
ЛИТЕРАТУРА


К аминокислотам можно отнести любую органическую кислоту, содержащую одну или несколько аминогрупп . Это бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде. В молекулах аминокислот содержатся две группы с прямо противоположными свойствами кислотная карбоксильная СООН и основная аминогруппа ЫН2. Это объясняет амфотерность соединений. В соответствии со своей амфотерной природой, молекулы аминокислот, в зависимости от кислотности среды, могут иметь различную ионную форму в кислых растворах они представляют собой положительно заряженные ионы МНзСНН. СООН, в щелочных отрицательно заряженные КН2СН II СОО, в нейтральной цвиттерионы . Значение раствора, при котором количество диссоциированных катионных форм равно количеству диссоциированных анионных форм аминокислоты, называется ИЭТ аминокислоты или белка и обозначается рНиэт. При рНи7г не происходит перенос ионов в электрическом поле, растворимость в воде минимальная, и наиболее сильно проявляются процессы ассоциации и агрегации молекул аминокислот в растворе. В таблице 1 приведены значения рНит для глицина, аспарагина, аспарагиновой кислоты. Все аминокислоты можно разделить на две большие группы ациклические и циклические кислоты. Среди циклических аминокислот встречаются как гомоциклические, так и гетероциклические соединения . Все ааминокислоты, встречающиеся в природе, содержат асимметрический атом углерода и являются оптически активными соединениями. Аминокислоты кроме глицина существуют в двух стереоизомерных формах Ь и Э, вращающих плоскополяризованный свет соответственно влево и вправо. Для определения принадлежности к Ь или О ряду аминокислоту стремятся превратить при помощи ряда химических реакций в другую, стереохимическая конфигурация которой известна. При нагревании водных растворов аминокислот выше С может происходить рацемизация образование 0,Ьмодификаций. Аминокислоты, как и вода, относятся к амфолитам. Долгое время было неясно, существуют ли аминокислоты в растворе в виде нейтральных форм или в виде биполярных соединений, так называемых цвиттерионов . В настоящее время получено много данных, свидетельствующих о том, что цвиттерионная форма в растворах преобладает . Кислотноосновные свойства аминокислот, вследствие их диполярности, сильно зависят от среды. Н НзЬГ. В сильнокислой области существуют преимущественно катионы 3, в сильнощелочной анионы 2. При титровании щлочью аминокислоты протонируются и ведут себя как двухосновные кислоты, то есть они могут отдавать два протона. При рН5, для глицина кривая титрования имеет точку перегиба, которую называют изоэлектрической точкой рНиэт. Величина рН1ПТ у моноаминокарбоновой кислоты, есть среднее арифметическое между рК и рК2 и в сущности определяет условия кислотность раствора, при которых почти все молекулы аминокислоты существуют в виде цвиттерионов. При формольном титровании глицина значение рК2 сдвигается в из основной в нейтральную область . Это объясняется тем, что аминокислота сначала переводится в гидроксиметил аминокислоты, который затем титруется с фенолфталеином в качестве индикатора как истинная слабая кислота. У аминокислот имеющих диссоциированные группы в боковой цепи аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, цистеин, тирозин, лизин, аргинин, гистидин, на кривой титрования появляется третий перегиб рКз. Значения рН,т для основных аминокислот рК2 рКз2. Благодаря Iэффекту аммонийной группы глицин более кислый, чем уксусная кислота. У аминодикарбоновых кислот аСООН группа проявляет более сильные кислотные свойства, и преимущественно она принимает участие в образовании цвиттерионной структуры. Основной характер аминокислот ослабляется изза наличия двух карбоксильных групп. У диаминокарбоновых кислот соаминогруппа проявляет более выраженные основные свойства, чем ааминогруппа. Здесь цвиттерионная структура осуществляется преимущественно с участием соаминогруппы. В таблице 1 приведены кислотноосновные свойства аспарагиновой кислоты, аспарагина и глицина, а также их растворимость и температуры разложения. Таблица 1. Кислотноосновные свойства аспарагиновой кислоты, глицина и аспарагина.