Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту
The adsorption has been examined of polyols (sorbitol and xylitol) from water onto high disperse silica surface. Polyols were studied both in condensed and adsorbed states by means of temperature-programmed desorption followed by mass-spectrometric analysis of volatile decomposition products. A mech...
Збережено в:
| Дата: | 2004 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2004
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/169 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291267232366592 |
|---|---|
| author | Nastasienko, N. S. Mischanchuk, B. G. Galagan, N. P. |
| author_facet | Nastasienko, N. S. Mischanchuk, B. G. Galagan, N. P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "N. S. Nastasienko",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "B. G. Mischanchuk",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "N. P. Galagan",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
}
] |
| author_sort | Nastasienko, N. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:41:38Z |
| description | The adsorption has been examined of polyols (sorbitol and xylitol) from water onto high disperse silica surface. Polyols were studied both in condensed and adsorbed states by means of temperature-programmed desorption followed by mass-spectrometric analysis of volatile decomposition products. A mechanism has been proposed of thermal transformations within adsorption layer. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:30:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
Хімія, фізика та технологія поверхні. 2004. Вип. 10. С.198-201
198
УДК 541. 183
МАС-СПЕКТРОМЕТРИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ
ТЕРМОЛІЗУ СОРБІТУ ТА КСИЛІТУ
Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган
Інститут хімії поверхні Національної академії наук України
вул. Ген. Наумова 17, 03680 Київ-164
Досліджено адсорбцію поліолів (сорбіту та ксиліту) з водної фази на поверхні
високодисперсного кремнезему. Поліоли у конденсованому та в адсорбованому станах
досліджено методом температурно-програмованої десорбції з подальшим мас-
спектрометричним дослідженням летких продуктів розкладу. Запропоновано механізм
термічних перетворень в адсорбційному шарі.
The adsorption has been examined of polyols (sorbitol and xylitol) from water onto high
disperse silica surface. Polyols were studied both in condensed and adsorbed states by means of
temperature-programmed desorption followed by mass-spectrometric analysis of volatile
decomposition products. A mechanism has been proposed of thermal transformations within
adsorption layer.
Вступ
В біотехнологіях із застосуванням клітин використовуються різні середовища в
залежності від їхнього функціонального призначення. Склад таких середовищ постійно
вдосконалюється з метою створення оптимальних умов для життєдіяльності клітин.
Встановлено, що кремнеземи, у тому числі з модифікованою поверхнею, можна
застосовувати як добавки в захисних середовищах при консервації генофонду
сільськогосподарських тварин [1]. Серед них успішно випробувано високодисперсний
кремнезем з іммобілізованим на поверхні сорбітом і показано перспективність його
використання для кріосередовища Волкова [1]. Створення таких біокомпозитів і всебічне
вивчення їхніх властивостей являє значний інтерес.
Дана робота присвячена дослідженню адсорбції поліолів (у тому числі сорбіту) з
водної фази на кремнеземі з гідроксильованою поверхнею та мас-спектрометричному
аналізу одержаних композитів.
Експериментальна частина
За об’єкти дослідження правили поліоли - сорбіт та ксиліт, високодисперсний
кремнезем марки А–300 з питомою поверхнею 266 м2/г, визначеною методом
низькотемпературної адсорбції аргону. Адсорбцію поліолів проводили у статичних умовах
при кімнатній температурі. З цією метою у пробірки вміщували наважки кремнезему
(100 мг), потім додавали 10 мл розчину поліолу і суміш перемішували. Через 0,5 год.
суспензію центрифугували при 4000 об/хв протягом 10 хв. Величину адсорбції визначали
за різницею концентрацій поліолу в розчині до та після взаємодії з кремнеземом за
методом, описаним в [2]. Цей метод полягає в тому, що розчин поліолу змішують з
розчином біхромату калію в сірчаній кислоті в певних співвідношеннях і нагрівають на
киплячій водяній бані. При цьому хром переходить із шестивалентної в тривалентну
форму і дає зелене забарвлення. Оптичну густину визначали при 440 нм, використовуючи
199
фотоелектроколориметр КФК-2. З ізотерм адсорбції визначали максимальну адсорбцію а∞,
та розраховували площу поверхні кремнезему, зайняту однією молекулою поліолу ω∞,
відповідно до [3] за формулою ω∞ = Sпит / (а∞ NА), де NА – число Авогадро. Дослідження
термічного розкладу поліолів у вільному та адсорбованому стані здійснювали методом
температурно-програмованої десорбційної мас–спектрометрії (ТПД МС) [4]. Обладнання
для ТПД МС складалось з монопольного мас-аналізатора МХ-7304А, вакуумної системи
на основі насосу НМД 0.16-1, точного терморегулятора з нагрівальним елементом
РІФ-101, кварцово-молібденової трубки для зразків та комп’ютерної системи реєстрації
спектрів. Діапазон мас 1-400 а.о.м., чутливість - 10-8 г. Швидкість підвищення температури
може змінюватися від 0,05 до 30оС/хв.
Результати та їхнє обговорення
При розробці методу визначення поліолу у водному розчині зроблено
експериментальний підбір співвідношень реагуючих речовин. Описаний метод працює в
діапазоні концентрацій 38,5-55 мкмоль/л. Було здійснено адсорбцію сорбіту та ксиліту з
водного середовища при рН 6,0. Ізотерму адсорбції сорбіту представлено на рис. 1.
Рис. 1. Ізотерма адсорбції сорбіту на поверхні високодисперсного кремнезему.
Максимальна адсорбція для сорбіту становила 0,5 мкмоль/г, для ксиліту -
0,7 мкмоль/г. Площа поверхні кремнезему, що припадає на одну адсорбовану молекулу
сорбіту та ксиліту, становила 8,84×10-19 м2 і 6,31×10-19 м2 відповідно.
Метод ТПД МС раніше з успіхом застосовувався для вивчення композитів на основі
кремнезему та різних біомолекул, в тому числі вуглеводів [5, 6]. Нами встановлено, що
термоліз сорбіту і ксиліту у вільному стані відбувається в одну стадію і супроводжується
виділенням зі зразка великої кількості летких продуктів розкладу з масовими числами від
14 до 110 а.о.м. Такий характер мас-спектрів відповідає глибокому розкладу поліолів в
твердій фазі. Порівняльним аналізом одержаних термограм для сорбіту і ксиліту у
вільному стані виявлено (рис. 2, а; 3, а), що глибока деструкція сорбіту розпочинається з
температури 176оС і закінчується при 525оС, у ксиліту - при 210-660оС, тобто термоліз
ксиліту відбувається при більш високих температурах. Набір мас для обох зразків схожий;
окрім того, на відміну від сорбіту, в якого лінії поблизу 80 а.о.м. спостерігаються при
308оС, відповідні лінії для ксиліту відсутні. Лінія 43 а.о.м. в спектрі ксиліту має значно
меншу інтенсивність, ніж для сорбіту. Спостережувана експоненціальна залежність
інтенсивності іонів-фрагментів від температури дозволяє обчислити відповідні енергії
активації процесів.
200
Рис. 2. Термоліз сорбіту у вільному (а) та адсорбованому на поверхні
кремнезему (б) станах для компонент 27, 44, 55, 80 та 82 а.о.м.
Рис. 3. Термоліз ксиліту у вільному (а) та адсорбованому на поверхні
кремнезему (б) станах для компонент 27, 44, 55 та 80 а.о.м.
201
Встановлено, що мас-спектри продуктів розкладу адсорбованих і вільних поліолів в
цілому подібні. Термоліз сорбіту як в адсорбованому, так і у вільному стані починається
при 176оС. Криві термолізу адсорбованого сорбіту зміщуються в бік більш високих
температур (600оС), але сам процес закінчується швидше, ніж у вільному стані; поблизу
470оС спостерігається інтенсивний максимум для лінії 28 а.о.м., що, імовірно, відповідає
виділенню СО. Така ж особливість притаманна і ксиліту. Характерною рисою для
адсорбованого сорбіту (але не ксиліту) є наявність групи мас поблизу 110 а.о.м. Ймовірно,
що термоліз адсорбованого сорбіту супроводжується утворенням пірокатехіну С6Н4(ОН)2
(110 а.о.м.). Ця сполука може утворюватися в результаті циклізації молекули сорбіту з
виділенням чотирьох молекул води.
Термічний розклад ксиліту у адсорбованому стані відбувається в таких же
температурних межах, як і у вільному стані. При температурі 480оС з’являється набір мас в
області 80 а.о.м., яких не виявлено на мас-спектрах вільного ксиліту. Маси поблизу
110 а.о.м. в мас-спектрі ксиліту відсутні. Для адсорбованих зразків максимум кривих
термічного розкладу зміщується в бік вищих температур.
Висновки
Одержано композити поліолів з високодисперсним кремнеземом. Встановлено
різницю в термолізі вільних та адсорбованих на поверхні високодисперсного кремнезему
ксиліту та сорбіту. Встановлено, що термоліз адсорбованого сорбіту (на відміну від
ксиліту), супроводжується виділенням сполуки з масою 110 а.о.м., що віднесено до
утворення пірокатехіну.
Література
1. Недава В.Е., Смирнова О.І., Журавель М.П., Галаган Н.П., Богомаз В.І, Чуйко А.А.,
Синельник А.П., Михнюк В.П. Об использовании высокодисперсных кремнеземов в
средах для замораживания спермы баранов // Сельскохозяйственная биология (РАСХ).
Сер. биология животных. – 1992. - № 4. – С.20-25.
2. Гродзинский A.M., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. -
Киев: Наук. думка, 1970. - 591 с.
3. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. - М.: Высш.
школа, 1973. – 208 с.
4. Pokrovskiy V.A. Temperature-programmed mass spectrometry of biomolecules in surface
chemistry studies // Rapid Comm. Mass Spectr. - 1995. - V. 9. - P.588-591.
5. Кулик Т.В., Галаган Н.П., Покровський В.А. Мас-спектрометричне дослідження
термолізу цукрів // Фармацевтичний журнал. - 1997. - № 2. - С.76-79.
6. Кулик Т.В. Mac-спектрометрія вуглеводневих термінальних груп рецепторних молекул
в адсорбованому на поверхні високодисперсного кремнезему та конденсованому
станах // Автореф. дис. … канд. хім. наук. – Київ, 2000. - 19 с.
УДК 541. 183
МАС-СПЕКТРОМЕТРИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОЛІЗУ СОРБІТУ ТА КСИЛІТУ
Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган
Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган
Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган
Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган
Інститут хімії поверхні Національної академії наук України
вул. Ген. Наумова 17, 03680 Київ-164
Вступ
Експериментальна частина
Результати та їхнє обговорення
Результати та їхнє обговорення
Результати та їхнє обговорення
Результати та їхнє обговорення
Результати та їхнє обговорення
Література
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-169 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:04:55Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/61/5906ce21f81f435087041e5d87397d61.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-1692018-11-27T09:41:38Z Маss-spectrometric examination of sorbitol and xylitol thermolysis Маss-spectrometric examination of sorbitol and xylitol thermolysis Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту Nastasienko, N. S. Mischanchuk, B. G. Galagan, N. P. The adsorption has been examined of polyols (sorbitol and xylitol) from water onto high disperse silica surface. Polyols were studied both in condensed and adsorbed states by means of temperature-programmed desorption followed by mass-spectrometric analysis of volatile decomposition products. A mechanism has been proposed of thermal transformations within adsorption layer. The adsorption has been examined of polyols (sorbitol and xylitol) from water onto high disperse silica surface. Polyols were studied both in condensed and adsorbed states by means of temperature-programmed desorption followed by mass-spectrometric analysis of volatile decomposition products. A mechanism has been proposed of thermal transformations within adsorption layer. Досліджено адсорбцію поліолів (сорбіту та ксиліту) з водної фази на поверхні високодисперсного кремнезему. Поліоли у конденсованому та в адсорбованому станах досліджено методом температурно-програмованої десорбції з подальшим мас-спектрометричним дослідженням летких продуктів розкладу. Запропоновано механізм термічних перетворень в адсорбційному шарі. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2004-06-16 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/169 Surface; No. 10 (2004): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 198-201 Поверхность; № 10 (2004): Химия, физика и технология поверхности; 198-201 Поверхня; № 10 (2004): Хімія, фізика та технологія поверхні; 198-201 3154-8091 3154-8083 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/169/168 Авторське право (c) 2004 Н.С. Настасієнко, Б.Г. Місчанчук, Н.П. Галаган |
| spellingShingle | Nastasienko, N. S. Mischanchuk, B. G. Galagan, N. P. Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title | Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title_alt | Маss-spectrometric examination of sorbitol and xylitol thermolysis Маss-spectrometric examination of sorbitol and xylitol thermolysis |
| title_full | Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title_fullStr | Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title_full_unstemmed | Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title_short | Мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| title_sort | мас-спектрометричне дослідження термолізу сорбіту та ксиліту |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/169 |
| work_keys_str_mv | AT nastasienkons massspectrometricexaminationofsorbitolandxylitolthermolysis AT mischanchukbg massspectrometricexaminationofsorbitolandxylitolthermolysis AT galagannp massspectrometricexaminationofsorbitolandxylitolthermolysis AT nastasienkons masspektrometričnedoslídžennâtermolízusorbítutaksilítu AT mischanchukbg masspektrometričnedoslídžennâtermolízusorbítutaksilítu AT galagannp masspektrometričnedoslídžennâtermolízusorbítutaksilítu |