Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема
Осуществлен непосредственный синтез четвертичных аммониевых групп на поверхности галогеналкилкремнеземов в присутствии триэтиламина. Предложено химическое закрепление четвертичных аммониевых групп на поверхности с помощью реакции сополимеризации между винилкремнеземом и винилбензилтриметиламмоний хл...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Поверхность |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146477 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема / Л.А. Белякова, А.М. Варварин, Н.В. Роик // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 88-106. — Бібліогр.: 66 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-146477 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Белякова, Л.А. Варварин, А.М. Роик, Н.В. 2019-02-09T18:27:18Z 2019-02-09T18:27:18Z 2006 Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема / Л.А. Белякова, А.М. Варварин, Н.В. Роик // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 88-106. — Бібліогр.: 66 назв. — рос. 2617-5975 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146477 544.723 + 547.932 Осуществлен непосредственный синтез четвертичных аммониевых групп на поверхности галогеналкилкремнеземов в присутствии триэтиламина. Предложено химическое закрепление четвертичных аммониевых групп на поверхности с помощью реакции сополимеризации между винилкремнеземом и винилбензилтриметиламмоний хлоридом. Изучена адсорбция холевой кислоты в зависимости от времени, рН, ионной силы и концентрации равновесного раствора. Рассчитаны константы ионного обмена, агрегирования и устойчивости для адсорбции холевой кислоты на кремнеземах, модифицированных четвертичными аммониевыми группами. Продемонстрированы преимущества кремнеземных адсорбентов по сравнению с холестирамином, который используется в медицинской практике для регулирования содержания желчных кислот в живом организме. Direct assembly of quaternary ammonium groups onto surfaces of halogenoalkylsilicas in the presence of triethylamine has been realized. Chemical fixation of quaternary ammonium groups by copolymerization reaction between vinylsilica and vinylbenzyltrimethylammonium chloride has been proposed. Adsorption of cholic acid as dependent on duration, pH, ionic strength, and equilibrium concentration has been studied. Constants of ion exchange, aggregation, and stability for adsorption of cholic acid on silicas modified with quaternary ammonium groups have been calculated. Advantages of silica adsorbents over cholestyramine used in medicinal practice for regulation of a content of bile acids in a living body have been demonstrated. ru Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України Поверхность Химия поверхности кремнезема Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема Design of choleic acid adsorption sites on high disperse silica surface Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| spellingShingle |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема Белякова, Л.А. Варварин, А.М. Роик, Н.В. Химия поверхности кремнезема |
| title_short |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| title_full |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| title_fullStr |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| title_full_unstemmed |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| title_sort |
конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| author |
Белякова, Л.А. Варварин, А.М. Роик, Н.В. |
| author_facet |
Белякова, Л.А. Варварин, А.М. Роик, Н.В. |
| topic |
Химия поверхности кремнезема |
| topic_facet |
Химия поверхности кремнезема |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Поверхность |
| publisher |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Design of choleic acid adsorption sites on high disperse silica surface |
| description |
Осуществлен непосредственный синтез четвертичных аммониевых групп на поверхности галогеналкилкремнеземов в присутствии триэтиламина. Предложено химическое закрепление четвертичных аммониевых групп на поверхности с помощью реакции сополимеризации между винилкремнеземом и винилбензилтриметиламмоний хлоридом. Изучена адсорбция холевой кислоты в зависимости от времени, рН, ионной силы и концентрации равновесного раствора. Рассчитаны константы ионного обмена, агрегирования и устойчивости для адсорбции холевой кислоты на кремнеземах, модифицированных четвертичными аммониевыми группами. Продемонстрированы преимущества кремнеземных адсорбентов по сравнению с холестирамином, который используется в медицинской практике для регулирования содержания желчных кислот в живом организме.
Direct assembly of quaternary ammonium groups onto surfaces of halogenoalkylsilicas in the presence of triethylamine has been realized. Chemical fixation of quaternary ammonium groups by copolymerization reaction between vinylsilica and vinylbenzyltrimethylammonium chloride has been proposed. Adsorption of cholic acid as dependent on duration, pH, ionic strength, and equilibrium concentration has been studied. Constants of ion exchange, aggregation, and stability for adsorption of cholic acid on silicas modified with quaternary ammonium groups have been calculated. Advantages of silica adsorbents over cholestyramine used in medicinal practice for regulation of a content of bile acids in a living body have been demonstrated.
|
| issn |
2617-5975 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146477 |
| citation_txt |
Конструирование центров адсорбции холевой кислоты на поверхности высокодисперсного кремнезема / Л.А. Белякова, А.М. Варварин, Н.В. Роик // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 88-106. — Бібліогр.: 66 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT belâkovala konstruirovaniecentrovadsorbciiholevoikislotynapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT varvarinam konstruirovaniecentrovadsorbciiholevoikislotynapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT roiknv konstruirovaniecentrovadsorbciiholevoikislotynapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT belâkovala designofcholeicacidadsorptionsitesonhighdispersesilicasurface AT varvarinam designofcholeicacidadsorptionsitesonhighdispersesilicasurface AT roiknv designofcholeicacidadsorptionsitesonhighdispersesilicasurface |
| first_indexed |
2025-11-24T11:44:38Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:44:38Z |
| _version_ |
1850845717963210752 |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. Вып. 11, 12. С. 88-106
88
УДК 544.723 + 547.932
КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРОВ АДСОРБЦИИ
ХОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ
ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО КРЕМНЕЗЕМА
Л.А. Белякова, А.М. Варварин, Н.В. Роик
Институт химии поверхности Национальной академии наук Украины
ул. Ген. Наумова 17, 03164 Киев-164
Осуществлен непосредственный синтез четвертичных аммониевых групп на
поверхности галогеналкилкремнеземов в присутствии триэтиламина. Предложено
химическое закрепление четвертичных аммониевых групп на поверхности с помощью
реакции сополимеризации между винилкремнеземом и винилбензилтриметиламмоний
хлоридом. Изучена адсорбция холевой кислоты в зависимости от времени, рН, ионной
силы и концентрации равновесного раствора. Рассчитаны константы ионного обмена,
агрегирования и устойчивости для адсорбции холевой кислоты на кремнеземах,
модифицированных четвертичными аммониевыми группами. Продемонстрированы
преимущества кремнеземных адсорбентов по сравнению с холестирамином, который
используется в медицинской практике для регулирования содержания желчных кислот в
живом организме.
Direct assembly of quaternary ammonium groups onto surfaces of halogenoalkylsilicas
in the presence of triethylamine has been realized. Chemical fixation of quaternary ammonium
groups by copolymerization reaction between vinylsilica and vinylbenzyltrimethylammonium
chloride has been proposed. Adsorption of cholic acid as dependent on duration, pH, ionic
strength, and equilibrium concentration has been studied. Constants of ion exchange,
aggregation, and stability for adsorption of cholic acid on silicas modified with quaternary
ammonium groups have been calculated. Advantages of silica adsorbents over cholestyramine
used in medicinal practice for regulation of a content of bile acids in a living body have been
demonstrated.
Введение
Высокодисперсные аморфные кремнеземы используются в медицине как
адсорбенты токсинов различной этиологии, а также для профилактики целого ряда
заболеваний [1, 2]. Установлено, что при заболеваниях, сопровождающихся резким
изменением содержания холестерина и желчных кислот в организме, применение
кремнезема в качестве энтеросорбента улучшает состояние больных и ускоряет
наступление выздоровления. С химической точки зрения гидроксилированная
поверхность кремнезема не должна иметь высокую сорбционную избирательность ни по
отношению к гидрофобным органическим соединениям, ни по отношению к
органическим кислотам, поскольку адсорбционными центрами поверхности кремнезема
являются слабокислотные силанольные группы. Академик А.А. Чуйко предложил
группе сотрудников Института химии поверхности НАН Украины заняться выяснением
причин такого необычного поведения кремнезема в биологических средах. Основной
причиной изменения сорбционной специфичности кремнезема в реальных условиях его
применения могло быть, по нашему мнению, одновременное осуществление нескольких
89
процессов на поверхности гидроксилированного кремнезема, в первую очередь, таких,
как адсорбция белков и компонентов крови.
Нами было осуществлено химическое моделирование изменения строения и
состава поверхности кремнезема с помощью увеличивающейся адсорбции белка на
поверхности кремнезема; адсорбции и координационного закрепления порфириновых
молекул; уменьшения гидрофильности поверхности кремнезема путем химического
закрепления гидрофобных функциональных групп вплоть до покрытия поверхности
кремнезема сплошным слоем модификатора; введения в поверхностный слой
азотсодержащих функциональных групп, которые присутствуют в белковых молекулах.
Модифицированные кремнеземы были исследованы в адсорбции ряда желчных кислот.
Полученные результаты подтвердили предположение о том, что при контакте с
биологическими жидкостями на поверхности кремнезема, в первую очередь, происходит
необратимая адсорбция белков, которую можно рассматривать как процесс
модифицирования его поверхности. Адсорбция же желчных кислот осуществляется на
кремнеземе, поверхность которого в значительной степени лиофилизована и
модифицирована функциональными группами белковых молекул. Результатом
выполненного исследования явился цикл опубликованных и представленных на
различных конференциях работ [3 – 26].
В настоящей статье представлены результаты изучения химического
модифицирования поверхности кремнезема четвертичными аммониевыми группами как
наиболее перспективного для создания кремнеземных адсорбентов желчных кислот.
Желчные кислоты (СА) в человеческом организме продуцируются гепатоцитами
(секреторными клетками печени) и являются наиболее важными в количественном
отношении продуктами превращения холестерина. Увеличение содержания СА в
организме, связанное с нарушением биосинтеза холестерина, вызывает различные
заболевания почек, некрозы, брадикардию, гипертонию, изменение активности
некоторых ферментов в сыворотке крови и гемолиз [27 – 29].
Для регулирования содержания СА в организме в настоящее время в медицинской
практике используются полимерные адсорбенты. Холестирамин является наиболее
распространенным сорбентом-секвестрантом. Он представляет собой cополимер стирола
и дивинилбензола с функциональными четвертичными аммониевыми (метилтриметил-
аммоний хлоридными) группами (QAG):
CH2 N (CH3)3Cl_ _+
CH2 CH CH2 CH
CH CH2
CH2 N (CH3)3Cl_ + _
x y
Холестирамин образует комплексы с СА в желудке и тонком кишечнике; при этом
поглощение экзогенного холестерина снижается, усиливается выведение СА из
организма и их синтез из эндогенного холестерина. Это приводит к истощению запасов
эндогенного холестерина в печени, а также уменьшению всасывания холестерина в
тонком кишечнике [28, 29]. Однако холестирамин, как и другие полимерные
секвестранты, имеет низкую селективность по отношению к СА, и суточный прием
адсорбента для устойчивого терапевтического эффекта достигает 30 г, что
сопровождается нежелательными побочными эффектами [30–32]. Поэтому разработка
новых, более эффективных адсорбентов желчных кислот остается актуальной задачей
химических и медицинских исследований. В литературе описано получение новых
90
анионообменных смол путем конденсации замещенных имидазольных производных с
сополимерами стирола, хлорметилстирола и дивинилбензола; анионитов, в которых
триметиламинные группы отделены от матрицы ω-оксоалкильными или ω-гидрокси-
алкильными радикалами; сшитого полиакриламидного полимера с боковыми алкильны-
ми QAG; модифицированных пищевых волокон, целлюлозы, хитозана, полисахаридов,
декстранов и декстринов [33 – 38]. Однако все эти материалы сохраняют недостатки
полимерных адсорбентов-секвестрантов: набухаемость структуры и медленное установ-
ление адсорбционного равновесия, невысокую селективность по отношению к СА.
Неорганические носители, прежде всего кремнеземные, являются перспектив-
ными для синтеза новых адсорбентов желчных кислот. Кремнеземы химически и
термически устойчивы, не набухают в растворителях и при контакте с биологическими
жидкостями, имеют хорошие кинетические параметры адсорбции [39 - 41]. Кроме того,
высокодисперсный кремнезем уже используется в медицинской практике как напол-
нитель лекарственных препаратов и энтеросорбент веществ белковой природы,
токсинов, патогенных микроорганизмов, вирусов [1, 2, 42 - 44].
Как было показано ранее [11], гидроксилированный высокодисперсный кремне-
зем адсорбирует СА в слабокислой среде, что существенно снижает эффективность его
использования для регулирования содержания СА в тонком кишечнике с рН~8 [29].
Химическое модифицирование поверхности кремнезема
четвертичными аммониевыми группами
Четвертичные аммониевые группы, иммобилизованные на поверхности
кремнезема, могут быть потенциальными центрами адсорбции СА. Для регулирования
уровня СА в живом организме, а также их аналитического определения в различных
жидкостях предпочтительнее использовать адсорбенты с химически закрепленными
четвертичными аммониевыми группами. Известно получение QAG-кремнеземов путем
химической сборки на поверхности, например, взаимодействием аминоалкилкрем-
неземов с метилиодидом [45, 46], путем нуклеофильного присоединения длинно-
цепочечных и короткоцепочечных алифатических и ароматических третичных аминов к
галогеналкильным группам поверхности кремнезема [47 – 52], а также одностадийной
химической реакцией с силанами, содержащими в структуре QAG [50]. Однако система-
тические исследования химических реакций, приводящих к получению QAG на поверх-
ности кремнезема, в литературе отсутствуют.
Нами изучены две химические реакции в поверхностном слое кремнезема,
которые могут приводить к модифицированию его поверхности четвертичными
аммониевыми группами. Одна из них – реакция кватернизации между галогеноргано-
кремнеземом и триэтиламином (ТЕА) – относится к непосредственному синтезу QAG в
виде химически закрепленных функциональных групп на поверхности кремнезема
[9, 53, 54]. Другая – реакция сополимеризации между реагентом, в составе которого уже
присутствует QAG (винилбензилтриметиламмоний хлорид), и винилкремнеземом [55].
Исходными кремнеземами служили две разновидности аморфного кремнезема
(табл. 1).
Реакция кватернизации (нуклеофильное присоединение триэтиламина
к галогенорганокремнеземам)
Нами было предложено [9, 53, 54] проведение реакции кватернизации путем
контакта галогенорганокремнезема с парами триэтиламина. Так как основность ТЕА в
паровой фазе выше, чем в растворах [56], можно было ожидать более высокого выхода
конечного продукта – привитых четвертичных аммониевых групп. В качестве галоген-
91
содержащего диоксида кремния для реакции кватернизации использовали хлоропропил-,
иодопропил- и иододецилкремнеземы.
Таблица 1. Физико-химические характеристики исходных кремнеземов
Кремнезем
Размер частиц,
мкм
Диаметр
пор, нм
Sуд.,
м2/г
Концентрация свободных ОН-
групп*
ммоль/г мкмоль/м2
Аэросил А-300 (5–12) × 10-3 – 300 1,00
0,40
3,3
3,4 Силохром С-120 (0,315–0,5) × 103 40 118
* Относительная ошибка определения концентрации функциональных групп на
поверхности кремнеземов здесь и далее не превышает 5 %.
Хлоропропильные группы в поверхностном слое кремнезема получали реакцией
насыщенных паров (3-хлоропропил)триэтоксисилана при 20–400°С с аэросилом,
термовакуумированным при 400°С [53, 54]. Было установлено, что полное вовлечение
силанольных групп кремнезема в реакцию не происходит даже при 400°С, а только в
присутствии аммиака в качестве катализатора:
+ C2H5OH
NH3
Si OH SiC2H5O+ SiO (CH2)3ClSi(CH2)3Cl
OC2H5
OC2H5
OC2H5
OC2H5
В ИК спектре органокремнезема с хлоропропилдиэтоксисилильными группами нет
полосы поглощения изолированных силанольных групп 3750 см–1 и имеются интенсив-
ные полосы поглощения валентных асимметричных и симметричных колебаний связей
С–Н в области 3000 – 2800 см–1 (рис. 1). Количественный анализ поверхностных
соединений (табл. 2) подтверждает практически полное участие силанольных групп в
реакции электрофильного замещения протона силанольных групп хлоропропил-
диэтоксисилильными.
Иодопропилкремнезем был синтезирован взаимодействием хлоропропил-
кремнезема с раствором иодида натрия в метилэтилкетоне при 87°С в течение 24 ч
[53, 54]:
+ NaI + NaClSiO (CH2)3ClSi SiO (CH2)3ISi
Поверхностный слой иодопропилкремнезема содержит иодопропильные, хлоропропиль-
ные и спиртовые группы, так как полное замещение хлора иодом не происходит и
сопровождается гидролизом связи C–Hal в привитых галогеналкильных группах [50]
(табл. 2).
Иододецилкремнезем получали двухстадийной реакцией модифицирования
поверхности кремнезема сначала аминопропильными, а затем иододецильными
группами [57]. В ИК спектре аминопропилкремнезема после контакта с дииоддеканом
наблюдается исчезновение полос поглощения валентных (3375 и 3315 см–1) и
деформационных (1590 см–1) колебаний связи N–H в первичных аминопропильных
группах; появляется полоса поглощения 1530 см–1 деформационных колебаний
вторичных аминогрупп. Кроме того, возрастает интенсивность полос поглощения
92
валентных колебаний связи С–Н (2940 и 2880 см–1) из-за увеличения содержания
метиленовых групп в поверхностном слое кремнезема.
Таблица 2. Состав поверхности галогеналкильных носителей, использованных для
реакции кватернизации
Носитель
Содержание поверхностных функциональных групп,
мкмоль/м2
≡Si–OH –(CH2)3Cl –(CH2)nI –(CH2)3OH
Хлоропропилаэросил нет 3,4 – –
Иодопропилаэросил нет 1,1 0,6 1,7
Иододецилсилохром нет – 3,2 –
3500 3000
2975
2935
2885
3750
5
4
3
2
1
n, см-1
Пропускание
3500 3000 2500 2000 1500
3
2
1
1605
1480
16303030
2930
3060
1630
1410
1475
3030
3090
2975
3005
3035
3080
3750
10%
Пропускание
n, cм-1
Рис. 1. ИК спектры аэросила, вакууми-
рованного при 400 °С в течение
2 ч (1); после обработки парами
(3-хлоропропил)триэтоксисила-
на при 200 (2), 300 (3), 400 °С
(4) в течение 2 ч и вакуумиро-
вания при 300 °С 1 ч; а также
при комнатной температуре в
присутствии аммиака в течение
2 ч и вакуумирования при 300°С
1 ч (5).
Рис. 2. ИК спектры VBTMAC (1), а
также винилкремнезема до (2) и
после (3) проведения реакции
сополимеризации с VBTMAC
(температура реакции 90 °С,
соотношение винилкремнезем :
VBTMAC : инициатор =
1 : 2 : 0,12).
Количество иодоводорода, образовавшегося в результате реакции, равно
концентрации закрепленных иододецильных групп и аминопропильных групп в
исходном аминопропилкремнеземе. Это однозначно свидетельствует о химическом
взаимодействии дигалогеналкана с поверхностью аминопропилкремнезема с участием
93
только одного атома иода молекулы дииоддекана и о практически полном вовлечении в
реакцию аминопропильных групп (табл. 2):
+ + HII(CH2)10I NH(CH2)10ISiO (CH2)3NH2Si SiO (CH2)3Si
Взаимодействие галогеналкилкремнеземов с ТЕА изучали как при давлении насыщен-
ных паров (в кварцевой вакуумируемой кювете), так и при высоком давлении
триэтиламина (в стальном автоклаве). При давлении насыщенных паров ТЕА в
интервале 25–200 °С на поверхности хлоропропилкремнезема образуется лишь
незначительное количество QAG. При высоком давлении ТЕА выход реакции
кватернизации заметно возрастает (табл. 3):
N+(C2H5)3Cl-+ (C2H5)3NSiO (CH2)3ClSi SiO (CH2)3Si
Таблица 3. Условия реакции кватернизации между хлоропропилкремнеземом и триэтил-
амином и химический состав поверхностного слоя модифицированных
кремнеземов
Условия
реакции
Равновесное
давление
ТЕА
(´ 105 Ра)
[58]
Количество
ТЕА в
реакционном
объеме*, см3
Содержание хлора**
на поверхности
модифицированных
кремнеземов,
мкмоль/м2
Концентрация
QAG,
мкмоль/м2 ***
Выход
реакции
кватерни-
зации, %
100°С, 3ч 1,3 0,3 3,4 0,1 3
150°С, 3ч 4,0 0,9 3,1 0,5 16
200°С, 3ч 11,0 2,3 2,3 0,5 22
150°С, 5ч 4,0 0,9 2,1 1,0 48
* Реакционный объем равен 45 см3.
** Суммарное количество четвертичных аммониевых и хлоропропильных групп.
*** Рассчитана на единицу поверхности исходного кремнезема.
Благодаря более высокой реакционной способности иодоалкильных групп реакция
кватернизации осуществляется при 100 °С уже при давлении насыщенных паров ТЕА со
100 % выходом:
+ (C2H5)3NNH(CH2)10ISiO (CH2)3Si NH(CH2)10N+(C2H5)3I-SiO (CH2)3Si
Таким образом, реакция кватернизации может быть осуществлена на поверхности
кремнезема в мягких условиях с высоким выходом конечного продукта – химически
закрепленных четвертичных аммониевых групп.
Реакция сополимеризации. Взаимодействие винилкремнезема и винилбензил-
триметиламмоний хлорида (VBTMAC) изучали с помощью ИК спектроскопии и
химического анализа образующихся поверхностных соединений. Полное замещение
силанольных групп кремнезема дихлорвинилсилильными происходит в результате
взаимодействия аэросила, предварительно вакуумированного при 400°С, с
насыщенными парами винилтрихлорсилана при 400°С в течение 1 ч:
94
Cl
+ HCl
Cl
OH + Cl CH=CH2 CH=CH2Si Si Si SiO
Cl
Cl
Полученный винилкремнезем выдерживали в насыщенных парах воды, а затем
вакуумировали для удаления физически адсорбированной воды и хлористого водорода:
+ H2O + 2HClCH=CH2Si SiO
Cl
Cl
CH=CH2Si SiO
OH
OH
Гидролиз Si–Cl групп винилкремнезема проводили для того, чтобы исключить
возможность присоединения хлористоводородной кислоты к винильным группам
винилкремнезема и винилбензилтриметиламмоний хлорида в ходе реакции
сополимеризации [59].
В ИК спектре винилкремнезема (рис. 2) регистрируются полосы поглощения
3080, 3035, 3005, 2975 и 1410 см–1, принадлежащие валентным и деформационным
колебаниям связи С–Н в привитых винильных группах, а также полоса поглощения
1605 см–1 валентных колебаний связи С=С.
Реакцию сополимеризации проводили в инертной атмосфере, инициатором
служил 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил. Количество инициатора в реакционном объеме
оказывает заметное влияние на процесс иммобилизации VBTMAC. Оптимальное
мольное соотношение компонентов [винильные группы кремнезема]:[VBTMAC]:
[инициатор реакции] = 1 : 2 : 0,12 (табл. 4). При увеличении содержания инициатора
реакции больше 0,12 ммоль наблюдается уменьшение количества привитого VBTMAC в
поверхностном слое кремнезема, что может быть связано с превращением радикалов
гомолитического распада инициатора в стабильные соединения [60]. Повышение темпе-
ратуры практически не влияет на ход реакции сополимеризации в поверхностном слое
винилкремнезема.
В ИК спектре винилкремнезема после контакта с VBTMAC появляются полосы
поглощения 1480 см–1 деформационных колебаний связи С–Н в метильных группах и
1510 см–1 валентных колебаний связи С=С бензольного кольца . Интенсивность полос
поглощения винильных групп поверхности кремнезема уменьшается, что может быть
следствием их участия в реакции сополимеризации с VBTMAC. Неполное вовлечение
винильных групп кремнезема в реакцию сополимеризации подтверждают результаты
количественного анализа: из 3,3 мкмоль/м2 винильных групп винилкремнезема в реак-
цию сополимеризации с VBTMAC вступает только 1,1 мкмоль/м2:
CH2
CH=CH2
_
N (CH3)3Cl
CH2
CH2
+ _
Si SiO
N (CH3)3Cl
CH2
CH2CH
n
CH=CH2 +Si SiO
+
Таким образом, реакция сополимеризации между винильными группами
винилкремнезема и винилбензилтриметиламмоний хлорида осуществляется уже при
65°С. Выход реакции составляет 31%. Строение иммобилизованных четвертичных
аммониевых групп идентично функциональным группам холестирамина.
95
Таблица 4. Условия реакции сополимеризации и содержание привитого VBTMAC в
поверхностном слое кремнезема
Содержание компонентов в реакционном объеме,
ммоль
Температура
реакции, °C
Содержание
BTMAC-
групп,
мкмоль/м2 винильные группы
кремнезема
VBTMAC
инициатор
1 2 0,12 65 1,0
1 2 0,12 90 1,0
1 2 0,06 65 0,6
1 2 0,24 90 0,8
1 2 0,36 90 0,6
Адсорбция холевой кислоты на поверхности адсорбентов с
четвертичными аммониевыми группами
Холевая кислота (НСА) – первичная желчная кислота (рКа=5,0), которая является
основным продуктом распада холестерина:
HO OH
HO O
OH
H
H
H
CH3
CH3
CH3
В процессе биосинтеза СА холестерин последовательно гидроксилируется в
положениях 7 и 12, затем происходит изомеризация атома углерода в положении 3,
которая сопровождается насыщением двойной связи. Серия реакций приводит к укоро-
чению боковой цепи, а также к окислению одной из концевых групп до спиртовой
группы, а затем до ацил-кофермента А. После этого происходит отщепление диоксида
углерода и ацетил-кофермента А, вследствие чего остается холил-кофермент А. Схема
превращения холестерина выглядит таким образом [61]:
Нами изучена адсорбция НСА на QAG-кремнеземах, отличающихся химическим
составом поверхности и строением закрепленных четвертичных аммониевых групп
(табл. 5), и для сравнения на холестирамине [62]. Для синтеза QAG-кремнеземов были
выбраны оптимальные условия осуществления реакций кватернизации и
сополимеризации в поверхностном слое диоксида кремния [53 – 55]. Полученные
кремнеземные адсорбенты, а также холестирамин были переведены в Cl- и ОН-форму
перед адсорбционными опытами.
96
HO
H
H
H
гидроксилирование
в положении С-7
HO
H
H
H
ОН
гидроксилирование
в положении С-12
HO
H
H
H
ОН
ОН
эпимеризация
в положении С-3
O
H
H
H
ОН
ОН
HO
H
H
H
ОН
ОН
CH2OH
HO
H
H
H
ОН
ОН
CO
OH
H
H
H
ОН
ОН
SKoA
CO
OH
H
H
H
ОН
ОН
SKoA
+ CO2 + CH3COSKoA
Холестерин
Холил-кофермент А соединяется с таурином (H2N–CH2–CH2SO3H) и глицином (H2N–
CH2–COOH), вследствие чего образуются таурохолевая и гликохолевая кислоты:
CO
HO
H
H
H
ОН
ОН
SKoA
CO
HO
H
H
H
ОН
ОН
HO
H
H
H
ОН
ОН
CO
+KoA-SH
+KoA-SH
Таурохолевая кислота
Гликохолевая кислота
+ H2N CH2 CH2 SO3H
CH2 COOH + H2N
CH2 COOH NH
NH CH2 CH2 SO3H
97
Таблица 5. Строение и концентрация функциональных групп QAG-адсорбентов
Адсорбент
Исходный
носитель
Функциональная группа
адсорбента
Концентрация QAG
ммоль/г мкмоль/м2
I Аэросил –(CH2)3N+(С2Н5)3Сl– 0,30 1,1
–(CH2)3N+(С2Н5)3OH– 0,30 1,1
II Силохром –(CH2)10N+(С2Н5)3Cl– 0,32 3,2
–(CH2)10N+(С2Н5)3OH– 0,32 3,2
III Аэросил –C6H4CH2N+(СН3)3Сl– 0,20 0,7
–C6H4CH2N+(СН3)3ОН– 0,20 0,7
Холестирамин
Сополимер
стирола и
дивинилбензола
–C6H4CH2N+(СН3)3Сl– 2,9 5,3
–C6H4CH2N+(СН3)3OH– 2,9 5,3
Адсорбционное равновесие на QAG-кремнеземах устанавливается уже через
1-4 ч, для холестирамина в набухшем состоянии – через 24 ч, а для воздушно-сухого
полимера не достигается даже через неделю контакта с раствором холевой кислоты
(рис. 3). Для адсорбционных опытов использовали раствор НСА с концентрацией
0,1 ммоль/л, что существенно меньше критической концентрации мицеллообразования
холевой кислоты [63].
0 10 20 30 40 50 60 70
0
5
10
15
20
25
5
4
3
2
t, ч
G, мкмоль/г
1
Рис. 3. Зависимость адсорбции холевой
кислоты от времени контакта с
0,1 мМ водным раствором НСА:
1, 2 – холестирамин в воздушно-
сухом и набухшем состоянии
соответственно, 3–5 – кремнезем-
ные адсорбенты I–III в Cl-форме.
На рис. 4–6 представлены зависимости адсорбции НСА от рН равновесного
раствора. С повышением рН увеличивается адсорбция НСА, достигая максимального
значения при рН 4–5, что свидетельствует об анионообменном характере адсорбции
НСА. Противоионы, расположенные около положительно заряженных атомов азота
четвертичных аммониевых групп, замещаются анионами холевой кислоты; при этом
адсорбция НСА увеличивается с ростом концентрации анионов холевой кислоты в
растворе. При рН > 6 наблюдается уменьшение адсорбции НСА, что вызвано
конкурентной анионообменной сорбцией гидроксил-ионов из растворов. По этой же
причине анионообменная емкость адсорбентов в ОН-форме меньше, чем в Cl-форме, и
снижение адсорбции НСА с повышением рН выражено более четко. Адсорбционная
способность всех QAG-кремнеземов выше, чем у холестирамина (рис. 4). Таким
98
образом, ряд анионной селективности для изученных QAG-адсорбентов выглядит
следующим образом:
Cl– < CA– < OH–.
Сродство адсорбентов к холевой кислоте увеличивается в ряду:
холестирамин < адсорбент I < адсорбент III < адсорбент II.
Извлечение НСА из 0,1 мМ раствора осуществляется практически полностью.
Однако емкость адсорбентов при этом используется лишь в незначительной степени.
Следует отметить, что при увеличении объема раствора адсорбция НСА существенно
возрастает (рис. 5).
2 3 4 5 6 7 8
0
5
10
15
20
25
G, мкмоль/г
pH
4
3
2
1
2 3 4 5 6 7 8
0
5
10
15
20
25
4
3
2
1
G, мкмоль/г
pH
а б
Рис. 4. Зависимость адсорбции НСА от рН равновесного раствора для
кремнеземных адсорбентов I–III (1–3 соответственно) и влажного
холестирамина (4) в Cl- (а) и ОН-форме (б).
Адсорбция НСА, как видно из рис. 4–6, зависит от строения привитых
четвертичных аммониевых групп. Удельная адсорбция НСА для адсорбента II в
несколько раз выше, чем для адсорбентов I и III. Это указывает на то, что механизм
адсорбции может быть более сложным, чем просто анионный обмен с участием
положительно заряженных центров поверхности QAG-кремнеземов.
Изотермы адсорбции НСА для адсорбентов I–III имеют сигмоидальную форму
(рис. 7, 8), что может быть следствием протекания на поверхности адсорбентов
нескольких процессов.
По-видимому, уже при малых концентрациях НСА в растворе происходит ионный
обмен между анионами холевой кислоты и противоионами, связанными с положительно
заряженными центрами поверхности адсорбента (QAG). Этот процесс может быть
охарактеризован константой Ki, которая отражает силу электростатического притяжения
между положительно заряженными центрами поверхности адсорбента и анионами
холевой кислоты, присутствующими в растворе:
99
Si SiO RN +R' 3Cl
_
+ H + CA Si SiO RN R' 3CA + H + Cl ,
_ __+ + +
где R = (CH2)3, (CH2)3NH(CH2)10 или CH(CH2)[C2H4]nC6H4CH2; R¢ = CH3 или C2H5.
2 3 4 5 6 7 8
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
G, мкмоль/м2
pH
4
3
2
1
2 3 4 5 6 7 8
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
G, мкмоль/м2
pH
4
3
2
1
Рис. 5. Удельная адсорбция НСА в
зависимости от рН равновесного
раствора для адсорбента II в Cl-
(1, 2) и ОН-форме (3, 4);
VHCA =10 мл (1, 3) и 40 мл (2, 4).
Рис. 6. Удельная адсорбция НСА в
зависимости от рН равновесного
раствора для адсорбентов I и IIIв
Cl- (1, 3) и ОН-форме (2, 4)
соответственно.
Адсорбция НСА также происходит за счет дисперсионного притяжения между
гидрофобными участками поверхности адсорбента и стероидными сегментами молекул
холевой кислоты, находящихся в растворе. Гидрофобными участками являются
углеводородные цепи, состоящие из метиленовых звеньев, и бензильные радикалы,
посредством которых QAG закреплены на поверхности адсорбента, а также
поверхностные ионные комплексы «QAG+ – СА−». Вклад гидрофобных взаимодействий
в суммарную адсорбцию НСА может быть выражен через константу агрегирования Кag
между анионами холевой кислоты, находящимися в растворе, и поверхностными
адсорбционными центрами, которые включают гидрофобные участки привитых
функциональных групп и поверхностные комплексы химически закрепленных QAG с
СА−:
Si SiO RN R' 3CA + H + CA Si SiO RN R' 3CA ..HCA
+ + + ___
Тогда суммарный процесс адсорбции может быть представлен следующим образом:
Si SiO RN R' 3Cl
_
+ 2H + 2CA Si SiO RN R' 3CA + H + Cl ..HCA
_ __+ + + +
100
Константа равновесия суммарного процесса адсорбции (константа связывания холевой
кислоты, или константа устойчивости Ks) равна произведению константы ионного
обмена и константы агрегирования:
Кs = Ki · Kag
0.00 0.05 0.10
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
4
3
21
b
С, мкмоль/мл
G, мкмоль/г
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
3 2
1
С, мкмоль/мл
b
Рис. 7. Зависимость адсорбции G и степени
связывания β холевой кислоты от
равновесной концентрации для воз-
душно-сухого холестирамина: 1 –
водный раствор, 2 – фосфатный
буферный раствор, 3 – фосфатный
буферный раствор в присутствии
0,0001 М NaCl, 4 – фосфатный
буферный раствор в присутствии
0,1 М NaCl.
Рис. 8. Зависимость степени
связывания β-холевой
кислоты от равновесной
концентрации для
адсорбентов I–III (кривые
1–3 соответственно).
При степени связывания холевой кислоты β = 0,5 (b – отношение количества
QAG, связанных с НСА, к их общему содержанию в адсорбенте) константа
устойчивости представляет собой величину, обратную равновесной концентрации
холевой кислоты в растворе:
Ks = 1/Ceq,
а dβ/dlnCeq = /4Kag [64, 65].
Нами рассчитаны адсорбционные параметры Кs, Ki и Kag для кремнеземных QAG-
адсорбентов (табл. 6). Для холестирамина приведены литературные данные [34],
полученные при изучении адсорбции более растворимого холата натрия на поверхности
анионообменной смолы, так как из-за низкой растворимости холевой кислоты более
половины QAG холестирамина не участвует в связывании НСА (рис. 7).
Крутой подъем на изотермах адсорбции НСА для адсорбентов I–III начинается в
области меньших равновесных концентраций холевой кислоты, чем в случае воздушно-
сухого холестирамина (рис. 7, 8).
101
Таблица 6. Основные параметры связывания холевой кислоты для QAG-кремнеземов и
холестирамина
Адсо-
рбент
Концентрация
функциональных
групп Адсорбционная среда
Т, °С Параметры адсорбции
холевой кислоты
ммоль/г мкмоль/м2 Кs,
л/ммоль
Kag Кi,
л/ммоль
I 0,09 0,3 водный раствор,
рН=4,18–4,77
20 23± 1 4,2± 0.5 5,4± 0,9
II 0,30 3,0 водный раствор,
рН=4,74–5,67
20 15,2± 0,8 27± 2 0,56± 0,08
III
0,29
1,1
водный раствор,
рН=4,13–4,55
20 20± 1 28± 2 0,71± 0,09
0,025 М фосфатный
буферный раствор, рН=6,86
20 14± 1 38± 3 0,38± 0,06
0,0001 М NaCl в 0,025 М
фосфатном буферном
растворе, рН=6,86
20 14±1 52± 4 0,27± 0,04
0,1 М NaCl в 0,025 М
фосфатном буферном
растворе, рН=6,86
20 13,5± 0,6 77± 5 0,18± 0,02
Холес-
тир-
амин*
3,15
5,7
0,01 М фосфатный
буферный раствор, рН=7,4
0,12 М NaCl в 0,01 М
фосфатном буферном
растворе, рН=7,4
25
25
0,429
0,198
17,7
18,5
0,0245
0,0107
* Литературные данные [34].
Величины константы устойчивости Ks кремнеземных адсорбентов значительно
больше, чем для холестирамина (табл. 6). Увеличение рН и ионной силы растворов
приводит к уменьшению Ks и для холестирамина, и для адсорбента III (рис. 9). Это
может свидетельствовать о конкурирующем обмене с анионами буферного раствора и
Сl–-ионами.
Константы устойчивости Ks и анионного обмена Кi увеличиваются в ряду:
холестирамин < адсорбент II < адсорбент III < адсорбент I,
который соответствует уменьшению концентрации QAG на поверхности адсорбентов
(табл. 6). Этот факт можно объяснить тем, что в результате увеличения плотности
прививки четвертичные аммониевые группы из изолированных центров адсорбции
холевой кислоты превращаются в кооперативные; при этом прочность удерживания
противоионов возрастает, а их способность к обмену на СА– уменьшается. Наиболее
низка способность к поглощению СА– у холестирамина. Это, по-видимому, связано не
только с высокой концентрацией QAG, но и со структурой полимера, а именно,
расположением центров адсорбции не на поверхности, как у кремнеземов, а в объеме. В
этом случае существенно возрастает влияние соседних функциональных групп на
прочность удерживания противоионов и анионный обмен в целом [66].
Константа агрегирования Kag увеличивается в последовательности:
адсорбент I < холестирамин < адсорбент II, адсорбент III.
102
0.00 0.05 0.10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
b
3
4
21
С, мкмоль/мл
G, мкмоль/м2
Рис. 9. Зависимость адсорбции G и степени связывания β холевой кислоты от равно-
весной концентрации для адсорбента III: 1 – водный раствор, 2 –фосфатный
буферный раствор, 3 – фосфатный буферный раствор в присутствии
0,0001 М NaCl, 4 – фосфатный буферный раствор в присутствии 0,1 М NaCl.
Величина Kag для адсорбента I наименьшая в изученном ряду. Следовательно, определя-
ющий вклад в величину Кag принадлежит гидрофобным взаимодействиям пропильных
радикалов поверхности со стероидными сегментами НСА, а не взаимодействиям уже
связанных анионов холевой кислоты с СА– раствора. Увеличение гидрофобности
поверхности адсорбентов II и III приводит к резкому увеличению Кag, холестирамин
занимает в этом ряду промежуточное положение. Несмотря на то, что холестирамин и
адсорбент III имеют одинаковое строение функциональных групп, величины Кi, Кag и Кs
для холестирамина существенно меньше, что также свиде-тельствует о кооперативном
характере его функциональных групп.
Выводы
Предложено введение в поверхностный слой кремнезема четвертичных аммо-
ниевых групп с помощью реакции кватернизации между галогеналкилкремнеземом и
насыщенными парами триэтиламина, а также сополимеризации винилкремнезема и
винилбензилтриметиламмоний хлорида.
Изучена адсорбция основного продукта распада холестерина – холевой кислоты –
в зависимости от времени, рН, ионной силы и концентрации равновесного раствора
QAG-адсорбентами.
Рассчитаны основные адсорбционные параметры Ki, Каg и Кs; установлена их
взаимосвязь со строением модифицирующего слоя синтезированных QAG-кремнеземов.
Выявлено существенное влияние гидрофобных взаимодействий на процесс адсорбции
холевой кислоты.
Полученные результаты позволяют предположить, что кремнеземные адсорбенты
с химически закрепленными четвертичными аммониевыми группами будут более
эффективны, чем QAG-полимеры, для регулирования содержания желчных кислот в
биологических средах.
Литература
1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния / Под
ред. А.А. Чуйко – К.: Наук. думка, 2003. – 415 с.
103
2. Кремнеземы в медицине и биологии / Под ред. А.А. Чуйко. – Киев– Ставрополь,
1993. – 259 с.
3. Belyakova L.A., Vlasova N.N., Golovkova L.P., Varvarin A.M., Lyashenko D.Yu.,
Svezhentsova A.A., Stukalina N.G., Chuiko A.A. Modified organosilicas for adsorption of
some organic acids // Chemistry, Physics and Technology of surface. – 2001. – Iss. 4–6. –
P.357–367.
4. Белякова Л.А., Власова Н.Н., Головкова Л.П., Варварин А.М., Ляшенко Д.Ю.,
Стукалина Н.Г. Адсорбция бензойной и салициловой кислот на поверхности
модифицированных кремнеземов // Журн. физ. химии. – 2001. – Т. 75, № 7. –
С.1296-1301.
5. Belyakova L.A., Vlasova N.N., Varvarin A.M., Golovkova L.P., Lyashenko D.Yu.
Adsorption of monocarboxylic acids on the surface of organosilicas // V Ukrainian–Polish
Symp. “Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their
technological application”. Collection of abstracts (Odessa, Ukraine, 2000). – P.11–12.
6. Белякова Л.А., Чуйко А.А., Варварин А.М., Роик Н.В., Власова Н.Н., Головкова Л.П.,
Свеженцова А.А. Функциональные кремнеземы для сорбции желчных кислот // Int.
conf. “Functionalized materials: synthesis, properties and application” (Kyiv, Ukraine,
2002): Book of abstracts – P.300–302.
7. Роик Н.В., Белякова Л.А. Синтез органокремнеземных сорбентов с различной
основностью функциональных групп и степенью гидрофобности поверхности //
Вторая Всерос. конф. (с межд. участием) “Химия поверхности и нанотехнология”.
Матер. конф. (С.-Петербург–Хилово, Россия, 2002). – С.25–27.
8. Ляшенко Д.Ю., Белякова Л.А., Бесараб Л.Н. Направленное модифицирование
поверхности кремнезема гемином // Вторая Всерос. конф. (с межд. участием)
“Химия поверхности и нанотехнология”. Материалы конф. (С.-Петербург–Хилово,
Россия, 2002). – С.77.
9. Бєлякова Л.О., Варварін А.М., Роїк Н.В. Вплив адсорбційного і хімічного
модифікування поверхні високодисперсного кремнезему на адсорбцію холевої
кислоти // Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2003. – Вип. 9. – С.115–122.
10. Белякова Л.А., Варварин А.М., Ляшенко Д.Ю., Роик Н.В. Адсорбция поли(1-винил-
2-пирролидона) на поверхности высокодисперсного кремнезема // Журн. физ. химии.
– 2003. – Т. 77, № 2. – С.324–328.
11. Власова Н.Н., Белякова Л.А., Головкова Л.П., Свеженцова А.А., Стукалина Н.Г.
Адсорбция желчных кислот на поверхности высокодисперсного кремнезема //
Журн. физ. химии. – 2003. – Т. 77, № 5. –С.902–905.
12. Belyakova L.A., Vlasova N.N., Golovkova L.P., Varvarin A.M., Lyashenko D.Yu.,
Svezhentsova A.A., Stukalina N.G., Chuiko A.A. Role of surface nature of functional
silicas in adsorption of monocarboxylic and bile acids // J. Colloid Interface Sci. – 2003. –
V. 258, N 1. – P.1–9.
13. Belyakova L.A., Varvarin A.M., Lyashenko D.Yu., Roik N.V. Study of interaction of
poly(1-vinyl-2-pyrrolidone) with a surface of highly dispersed amorphous silica //
J. Colloid Interface Sci. – 2003. – V. 264, N 1. – P.2–6.
14. Роїк Н.В., Бєлякова Л.О. Хімічно модифіковані кремнеземи для сорбції жовчних
кислот // Всеукр. конф. молодих вчених з актуальних питань хімії (Київ, Україна,
2003): Тези доп. – С.133.
15. Бесараб Л.Н., Ляшенко Д.Ю., Белякова Л.А. Конструирование на поверхности
кремнезема геминсодержащих структур // Всеукр. конф. молодих вчених з
актуальних питань хімїї (Київ, Україна, 2003): Тези доп. – С.72.
104
16. Белякова Л.А., Варварин А.М., Ляшенко Д.Ю., Бесараб Л.Н., Власова Н.Н.,
Головкова Л.П. Модифицированные кремнеземы как сорбенты желчных кислот //
Праці міжнарод. семінару “Мікродомішки у воді” (Київ, Україна, 2003). – С.8–9.
17. Белякова Л.А., Ляшенко Д.Ю., Бесараб Л.Н. Синтез и строение поверхности
геминсодержащих кремнеземов // Укр. хим. журн. –2004. – Т. 70, № 1. – С.19–25.
18. Белякова Л.А., Власова Н.Н., Головкова Л.П., Ляшенко Д.Ю., Бесараб Л.Н.,
Роик Н.В. Адсорбция желчных кислот на поверхности геминсодержащих
кремнеземов // Журн. физ. химии. – 2004. – Т. 78, № 6. – С.1097–1101.
19. Бесараб Л.Н., Белякова Л.А. Влияние химического строения поверхности
кремнезема на адсорбцию желчных кислот // Межд. школа–семинар для молодых
ученых “Наноматериалы в химии и биологии” (Киев, Украина, 2004): Автореф.
докл. – С.97.
20. Белякова Л.А., Варварин А.М., Бесараб Л.Н. Роль гидрофобных взаимодействий в
адсорбции желчных кислот на поверхности кремнезема // Материалы IX Всерос.
симп. с участием иностр. ученых “Современные проблемы организации пористых
структур и адсорбционного разделения веществ” (Москва–Клязьма, Россия,
2004). – С.73.
21. Бесараб Л.Н., Варварин А.М., Белякова Л.А., Власова Н.Н. Роль гидрофобных
взаимодействий в адсорбции желчных кислот модифицированными кремнеземами
// Всеукр. конф. студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”: Збірка тез доп.
(Київ, Україна, 2004). – С.90.
22. Роїк Н.В., Бєлякова Л.О., Головкова Л.П. Особливості адсорбції холевої кислоти на
поверхні модифікованих кремнеземів // Укр. хим. журн. –2004. – Т. 70, № 12. –
С.69–74.
23. Белякова Л.А., Варварин А.М., Бесараб Л.Н., Власова Н.Н., Головкова Л.П. Роль
гидрофобных взаимодействий в адсорбции желчных кислот // Журн. физ. химии. –
2005. – Т. 79, № 3. – С.518–522.
24. Бесараб Л.М., Бєлякова Л.О. Адсорбція холевої кислоти на поверхні функціональ-
них органокремнеземів // Десята наук. конф. “Львівські хімічні читання – 2005”: Зб.
наукових праць (Львів, Україна, 2005). – Ф51.
25. Belyakova L.A., Besarab L.N. Hydrophilic–hydrophobic silicas with various structure of
modifying layer // Int. Conf. “Nanomaterials in Chemistry, Biology and Medicine”. Book
of abstracts (Kyiv, Ukraine, 2005). – P.167.
26. Belyakova L.A., Besarab L.N., Roik N.V., Lyashenko D.Yu., Vlasova N.N.,
Golovkova L.P., Chuiko A.A. Designing of adsorption centers for bile acids on a silica
surface // J. Colloid Interface Sci. – 2006. – V. 294, N 1. – P.11–20.
27. Ленинджер А. Основы биохимии – М.: Мир, 1985. – Т. 3. – 320 с.
28. Hofmann A.F. Bile acids: the good, the bad, and the ugly // News Physiol. Sci. – 1999. –
V. 14. – P.24–29.
29. Hofmann A.F., Mysels K.J. Bile salts as biological surfactants // Colloids and Surfaces. –
1988. – V. 30, N 1/2. – P.145–173.
30. Johns W.H., Bates T.R. Quantification of the binding tendencies of cholestyramine I:
effect of structure and added electrolytes on the binding of unconjugated and conjugated
bile-salt anions // J. Pharm. Sci. – 1969. –V. 58, N 2. – P.179–183.
31. Clas S.D. Quaternized colestipol, an improved bile salt adsorbent: in vitro studies //
J. Pharm. Sci. – 1991. – V. 80, N 2. – P.128–131.
32. Benson G.M., Haynes C., Blanchard S., Ellis D. In vitro studies to investigate the reasons
for the low potency of cholestyramine and colestipol // J. Pharm. Sci. – 1993. – V. 82,
N 1. – P.80–86.
105
33. Zhu X.X., Brizard F., Piche J., Yim C.T., Brown G.M. Bile salt anion sorption by
polimeric resins: comparison of a functionalised polyacrylamide resin with
cholestyramine // J. Colloid Interface Sci. – 2000. – V. 232. – P.282–288.
34. Nichifor M., Zhu X.X., Baille W., Cristea D., Carpov A. Bile acid sequestrants based on
cation dextran hydrogel microsphere. 2. Influence of the length of alkyl substituents at the
amino groups of the sorbents on the sorption of bile salts // J. Pharm. Sci. – 2001. – V. 90,
N 6. – P.681–689.
35. Nichifor M., Lopes A., Carpov A., Melo E. Aggregation in water of dextran hydropho-
bically modified with bile acids // Macromolecules. – 1999. –V. 32 – P.7078-7085.
36. Redenti E., Szente L., Szejtli J. Cyclodextrin complexes of salts of acidic drugs. Thermo-
dynamic properties, structural features, and pharmaceutical applications // J. Pharm. Sci.
– 2001. – V. 90, N 8. – P.979–986.
37. Mamoru H., Naotako O., Asushi J. Sorption characteristics of anion-exchange resins
possesing ω-oxoalkyl or ω-hydroxyalkyl spacer for bile acids // Anal. Sci. – 1985. – V. 5,
N 6. – P.687–690.
38. Kunio K., Hideo T., Motokuni M., Munehiro H., Susumu M. The bile acid binding and
hypocholes-ferolemic activity of anion-exchange resins bearing the imidazolium salt
group // Eur. J. Med. Chem. – 1988. – V. 23, N 5. – P.411–415.
39. Айлер Р. Химия кремнезема. – М.: Мир, 1982. – Т. 2. – 711 с.
40. Тертых В.А., Белякова Л.А. Химические реакции с участием поверхности кремне-
зема. – К.: Наук. думка, 1991. – 261 с.
41. Vansant E.F., Van Der Voort P., Vrancken K.C. Characterization and chemical
modification on the silica surface. – Amsterdam, Elsevier, 1995. – 555 p.
42. Daniels R., Kerstiens B., Tischinger-Wagner H., Rupprecht H. The stability of drug
adsorbates on silica // Drug development and industrial pharmacy. – 1986. – V. 12. –
P. 2127–2156.
43. Алюшин М.Т., Астраханова М.И. Аэросил и его применение в фармацевтической
практике // Фармация. – 1958. – Т. 17, N 6. – С.73–77.
44. Грецкий В.М., Царагешвили Г.В. Носители лекарственных веществ в мазях. –
Тбилиси: Мецниерeба, 1979. – 175 с.
45. Rounds M.A., Kopaciewicz W., Regnier F.E. Factors contributing to intrinsic loading
capacity in silica-based packing materials for preparative anion-exchange protein
chromatography // J. Chromatogr. – 1986. - V. 362. – P.187–196.
46. De Campos E.A., da Silva Alfaya A.A., Ferrari R.T., Costa C.M. Quaternary ammonium
salts immobilised on silica gel: exchange properties and application as potentiometric
sensor for perchlorate ions // J. Colloid Interface Sci. – 2001. – V. 240. – P.97–104.
47. Cox G.B., Loscombe C.R., Slucutt M.J., Sugden K., Upfield J.A. The preparation,
properties and some applications of bonded ion-exchange packings on microparticulate
silica gel for high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. – 1976. –
V. 117. – P.269–278.
48. Crowther J.B., Fazio S.D., Hartwick R.A. High-performance liquid chromatography
separation of oligonucleotides and other nucleic acid constituents on multifunctional
stationary phases // J. Chromatogr. – 1983. – V. 282. – P.619–628.
49. Lin C.-E., Yang Y.-H., Yang M.-H. Novel silica-based strong anion exchanger for single-
column ion chromatography // J. Chromatogr. – 1990. – V. 515. – P.49–58.
50. Ciolino L.A., Dorsey J.G. Synthesis and characterization of silica-based aliphatic ion
exchangers // J. Chromatogr. A. – 1994. – V. 675, N 1–2. – P.29–45.
51. Tundo P., Venturello P., Angeletti E. Anion-exchange properties of ammonium salts
immobilized on silica gel // J. Amer. Chem. Soc. – 1982. – V. 104, N 3. – P.6547–6551.
106
52. Suhara T., Kanemaru T., Fukui H., Yamaguchi M. Fine silica powder modified with
quaternary ammonium groups: reactivity and characteristics // Colloids and Surfaces. –
1995. – V. 95. – P.1–9.
53. Белякова Л.А., Варварин А.М., Роик Н.В. Синтез четвертичных аммониевых групп
в поверхностном слое кремнезема методом химической сборки // Укр. хим. журн. –
2004. – Т. 70, № 3. – С.40–44.
54. Belyakova L.A., Roik N.V., Varvarin A.M. Direct chemical assembly ofquaternary
ammonium groups on a surface of highly disperse silica // Appl. Surface Sci. – 2006. –
V. 253, N 10. – P.3390–3405.
55. Roik N.V., Belyakova L.A., Varvarin A.M. Adsorption of cholic acid on silica modified
with benzyltrimethylammonium groups // Functional Mater. –2006. – V. 13, N 4. –
P.674–682.
56. Терней А. Современная органическая химия. – М.: Мир, 1981. – Т. 1. – 678 c.
57. Колотуша Т.П., Полонская И.Н., Белякова Л.А., Иванова В.Г., Тертых В.А. Способ
получения носителя для иммобилизации органических соединений / А.с. СССР
№ 1153975, 1985 г. – Бюл. № 17.
58. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. – Л.: Химия, 1982. –
592 с.
59. Темникова Т.И. Курс теоретических основ органической химии. – Л.: Химия,
1968. – 1008 с.
60. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. – М.: Высшая школа, 1981. – 656 с.
61. Крю Ж. Биохимия. Медицинские и биологические аспекты. – М.: Медицина,
1979. – 510 с.
62. Роик Н.В., Белякова Л.А. Адсорбция холевой кислоты на поверхности
органокремнеземов с химически закрепленными четвертичными аммониевыми
группами // Журн. физ. химии. – 2006. – Т. 80, № 7. – С.1–5.
63. Рипатти П.О., Попова Р.А., Каган Т.Б., Бехтерева З.А. Спектрофотометрическое
определение желчных кислот // Вопросы мед. химии. – 1969. – Т. 15, № 5. – С.630–
633.
64. Gong J.P., Osada Y. Theoretical analysis of the crosslinking effect on the polyelectrolyte-
surfactant interaction // J. Phys. Chem. – 1995. – V. 99. – P.10971–10975.
65. Okusaki H., Osada Y. Effect of hydrophobic interaction on the cooperative binding of a
surfactant to a polymer network // Macromolecules. – 1994. – V. 27. – P.502–506.
66. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена. – М.: Изд-во иностр. лит., 1962. –
490 с.
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Адсорбционная среда
Т, (С
Параметры адсорбции холевой кислоты
Параметры адсорбции холевой кислоты
Параметры адсорбции холевой кислоты
Параметры адсорбции холевой кислоты
Выводы
Литература
|