Диссертация (1091972), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Поры сорбентов с соотношением ФМ:СА=1:15 и 1:30 наиболее соответствуют размерам ассоциатов молекул аминокислот, обеспечивая практически полную сорбцию адсорбтивов, протекающей за счет совокупной молекулярной и кнудсеновской диффузии. Поры же сорбентов с соотношениемФМ:СА=1:60 слишком малы для свободного проникновения в них ассоциатов. Взаимодействие такого сорбента возможно лишь поверхностью зернасорбента, а в поры могут проходить только одиночные молекулами сорбата,которые так же присутствуют в растворе аминокислоты, по механизму стесненной молекулярной и стесненной кнудсеновской диффузии.110Аналитические возможности сорбции в динамических условиях оценивали по выходным кривым сорбции.
Выходные кривые, представленные нарис. 26-29, имеют схожий вид кривых с насыщением. Анализ полученныхданных показал, что наиболее эффективными по отношению к обеим сорбируемым аминокислотам является сорбент ВДМП-ЭГДМА=1:15, полученныйв хлороформе и характеризующийся коэффициентами распределения KSL(G),равными 52 в случае гистидина и 50 для триптофана (табл. 37, рис. 26-29).На рис. 30 и 31 представлены кривые сорбции гистидина и триптофанапри различных pH сорбентом ВДМП-ЭГДМА=1:15, синтезированного в хлороформе.
Как видно из представленных данных, наилучшее концентрирование достигается при pH<7. Это связано с тем, что в кислой среде происходитпротонирование «пиридиновых» атомов азота пиразольного цикла и атомовкислорода карбонильных групп сложноэфирных фрагментов сшивающегоагента ЭГДМА [122], что способствует ионообменной сорбции с параллельнопротекающим нековалентным связыванием [149]. В щелочной же среде аминокислота существует в аци-форме и сорбция обусловлена только за счетвзаимодействий π-ненасыщенных фрагментов аминокислот и атомами кислорода на поверхности адсорбента [149].111Таблица 36Сорбция α-аминокислот в статических условиях сорбентами ВДМП-ЭГДМА (pH=5.5±0.2; Т=20 °С; время сорбции30 мин; n=3; P=0.95; V=5 см3; m=0.0500±0.0002 г)ФМ:СА1:11:151:301:601:11:151:301:60РастворительCHCl3CH3OHSуд,м2/г14.728.319.416.114.527.817.215.3Диаметрпоры, Е, ммольнм253.36.31127.58.04108.714.5986.418.11241.14.94124.56.27105.811.7976.315.36ГистидинТриптофанDR,%KDR,%K400±251011±37669±28376±18245±10567±14488±15203±118091877971858367110±4131±5118±3109±2104±3117±5115±2102±1257±26809±39426±21300±16223±14426±23300±19178±157589817269817564108±3124±8113±5105±6103±4110±6107±3101±2112Рис.
26. Выходные кривые сорбции гистидина в динамических условиях на сорбентах ВДМП-ЭГДМА, синтезированных в хлороформеРис. 27. Выходные кривые сорбции триптофана в динамических условиях на сорбентах ВДМП-ЭГДМА, синтезированных в хлороформе113Рис. 28.
Выходные кривые сорбции гистидина в динамических условиях на сорбентах ВДМП-ЭГДМА, синтезированных в метанолеРис. 29. Выходные кривые сорбции триптофана в динамических условиях на сорбентах ВДМП-ЭГДМА, синтезированных в метаноле114Таблица 37Сорбция α-аминокислот в динамических условиях (диаметр колонки 0.5 см; высота слоя сорбента 15.00±0.01 см;m=3.0000±0.002 г; W=5cм3/мин; pH=5.5±0.2; Т=20 °С)МетанолХлороформРастворительСополимерВДМПЭГДМА=1:1ВДМПЭГДМА=1:15ВДМПЭГДМА=1:30ВДМПЭГДМА=1:60ВДМПЭГДМА=1:1ВДМПЭГДМА=1:15ВДМПЭГДМА=1:30ВДМПЭГДМА=1:60Гистидинg copб,Х,Kконммоль%E, ммольVR,мл6.311485.158.0415514.5918.11Триптофанg copб,Х,Kконммоль%KSL(G)VR,мл81501485.1581507.4793521527.14885115312.17835214711.67805014712.43695014612.16674925±2KSL(G)25±14.941443.8578491433.4169486.271495.1482511464.95795011.791459.3179491438.59734915.3614410.4568491419.726448115Рис.
30. Выходные кривые сорбции гистидина при различных значенияpH сорбентом ВДМП-ЭГДМА=1:15, синтезированном в хлороформе: 1 –рН=10; 2 – рН=5.5; 3 – рН=2Рис. 31. Выходные кривые сорбции триптофана при различных значения pH сорбентом ВДМП-ЭГДМА=1:15, синтезированном в хлороформе: 1 –рН=10; 2 – рН=5.5; 3 – рН=10116Таблица 38Сорбция α-аминокислот в динамических условиях при различных величинах pH (диаметр колонки 0.5 см; высота слоя сорбента 15.00±0.01 см;m=3.0000±0.0002г; W=5cм3/мин)HisTrpФМ:СА pH VR, g copб, Х,VR, g copб, Х,Kкон KSL(G)Kкон KSL(G)мл ммоль %мл ммоль %2 181 7.87 9862168 7.38 92571:15,25±225±1CHCl3 10 143 5.13 6448139 4.89 6147Возможность осуществления количественной десорбции так же является одной из важнейших характеристик сорбента.
Для осуществления десорбции через колонки, насыщенные сорбатом, пропускали дистиллированнуюводу. Наиболее полно десорбция протекала на сорбентах, синтезированных вметаноле, однако степень десорбции оказалась малой, порядка 30 %. Длядостижения количественного вымывания аминокислот в качестве элюентаиспользован 0.1 М водный раствор NaOH. В щелочной среде аминокислотыприобретают отрицательный и заряд и эффективно десорбируются. Наиболееполная десорбция происходит в случае сорбентов с соотношениемФМ:СА=1:1 , полученных в метаноле. На рис.32-37 представлены кривые десорбции аминокислот дистиллированной водой и водным раствором щелочи.Данные, представленные на рисунках, показывают, что наиболее эффективная десорбция наблюдается для гистидина при использовании сорбентаВДМП-ЭГДМА=1:1, синтезированного в метаноле, а триптофан десорбируется практически одинаково из всех изучаемых образцов.117Рис.
32. Десорбция гистидина водой из колонок, заполненных сорбентами, синтезированными в хлороформе.Рис. 33. Десорбция гистидина водой из колонок, заполненных сорбентами, синтезированными в метаноле.118Рис. 34. Десорбция гистидина 0.1 М NaOH из колонок, заполненныхсорбентами, синтезированным в хлороформе.Рис.35. Десорбция гистидина 0.1 М NaOH из колонок, заполненныхсорбентами, синтезированными в метаноле.119Рис.36.
Десорбция триптофана 0.1 М NaOH из колонок, заполненныхсорбентами, синтезированными в хлороформе.Рис.37. Десорбция триптофана 0.1 М NaOH из колонок, заполненныхсорбентами, синтезированными в метаноле.120На основании проведенных исследований разработана методика сорбционно-спектрофотометрического определения гистидина и триптофана вводных растворах. Через стеклянную колонку, заполненную 3.0000±0.0002 гсополимера (высота слоя – 15.00±0.01 см) на основе 1-винил-3,5диметилпиразола и ЭГДМА с соотношением ФМ:СА=1:15 со скоростью 5см3/мин пропускают предварительно отфильтрованную и подкисленную раствором HCl до рН 2-2.5 пробу водного раствора аминокислоты объемом 250см3.
После этого колонку промывают 50 см3 раствора 0.1 М NaOH. Спектрофотометрически (Shimadzu UV-1800, 211 нм для гистидина и 279 нм длятриптофана) определяют концентрацию аминокислоты в элюате.Таблица 39*Результаты сорбционно-спектрофотометрического определения аминокислот (n=5; P=0.95)ОпределяемыйВведено, Найдено,SrаналитммольммольГистидин1.301.23±0.05 0.02Сточные воды пищевогопроизводстваТриптофан2.452.41±0.05 0.02*Примечание. В образце без добавок аминокислоты не обнаружены.Объект анализаПравильность методики проверяли методом «введено-найдено» в водных растворах (табл. 39). Предел обнаружения, рассчитанный по 3-s критерию, при объеме пробы 250 см3 составляет 6·10-6 моль.
По чувствительностии экспрессности разработанный способ превосходит химические методы определения аминокислот в водных растворах, представленные в Государственные Фармакопеи [150].Таким образом, установлено, что сорбционное концентрирования гистидина и триптофана наиболее эффективно проводить в кислой среде с использованием сорбента ВДМП-ЭГДМА=1:15, синтезированного в хлороформе. Десорбция проводится 0.1 М водным раствором NaOH. Данный образецхарактеризуется малыми значениями времен сорбции-десорбции, а также высокими значениями коэффициентов концентрирования и степени концентри-121рования по сравнению с другими, что будет положительно сказываться нааналитических характеристиках процесса концентрирования.122ВЫВОДЫ1.Разработан новый метод синтеза 1-винил-3,5-диметилпиразола, основанный на реакции перевинилирования винилацетатом 3,5-диметилпиразолав присутствии ацетата ртути (II) и трифторуксусной кислоты как катализаторов под действием микроволнового излучения.
Способ характеризуется двукратным уменьшением времени реакции, сокращением количества катализаторов, исключением использования легковоспламеняющихся растворителейи использованием на стадии выделения мономера водного раствора поли-Nвинилкапролактама для удаления остаточных количеств соединений ртути.2.Получены новые водорастворимые и нерастворимые в воде сополимеры N-винилкапролактама и N-винилформамида с 1-винил(1-метакрилоил)3,5-диметилпиразолом и N-винилимидазолом.
Высокая склонность к чередованию звеньев сомономеров в сополимерах (r1 r2 0) обеспечивает развернутую конформацию макромолекул, что увеличивает стерическую доступностьфункциональных групп и повышает эффективность сорбции.3.Методами динамического рассеяния света и электронной микроскопииустановлена зависимость размеров частиц композитов сополимер-БАВ от состава, строения сополимеров и концентрации БАВ. Сформулированы условия для проведения процесса в оптимальном режиме (массовые соотношениякомпонентов, их концентрация, температура и рН среды).4.Проведена сорбция гистидина и триптофана сетчатыми сополимерами1-винил-3,5-диметилпиразола с этиленгликольдиметакрилатом в статическихи динамических условиях.
Установлено, что эффективность сорбции зависитот состава сополимеров и морфологии их поверхности.5.Предложенные экстракционные системы на основе синтезированныхсополимеров для извлечения рибофлавина, треонина, триптофана и гистидина из водных сред в сравнении с применяемыми в настоящее время классическими экстракционными системами и ионообменными смолами более экологичные, простые и безопасные в использовании.
При этом существует возможность выделения очищенных от токсичных примесей-аминокислот изкультуральных жидкостей методом реэкстракции. Предложена методикасорбционно-спектрофотометрического определения -аминокислот.123ЛИТЕРАТУРА1.Chang Y. Water-Soluble Copolymers. 47. Copolymerization of Maleic An-hydride and N-Vinylformamide / Y.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
