Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю
State and structural characteristics of water bound to starch and an influence of nanosilica, quercitin immobilized on nanosilica’s surface and organic solvents (chloroform and dimethylsulfoxide) were studied using low-temperature lH NMR spectroscopy, NMR-cryoporomelry and quantum chemisty methods....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/369 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291492428742656 |
|---|---|
| author | Turov, V. V. Gun'ko, V. M. Barvinchenko, V. N. Turova, A. A. Rugal, A. A. Gorbyk, P. P. |
| author_facet | Turov, V. V. Gun'ko, V. M. Barvinchenko, V. N. Turova, A. A. Rugal, A. A. Gorbyk, P. P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. V. Turov",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "V. M. Gun'ko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "V. N. Barvinchenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "A. A. Turova",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "A. A. Rugal",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "P. P. Gorbyk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Turov, V. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | State and structural characteristics of water bound to starch and an influence of nanosilica, quercitin immobilized on nanosilica’s surface and organic solvents (chloroform and dimethylsulfoxide) were studied using low-temperature lH NMR spectroscopy, NMR-cryoporomelry and quantum chemisty methods. It was established that interfacial water was in a cluster state. Additionaly, solid phase stabilized clusterization of weakly associated water (3 — 4 % of total water concentration) in the presence of weakly polar chloroform medium. All interfacial water appeared to be strongly bound without addition of dimethylsulfoxide and a portion of this water tranforms into weakly bound in a mixture of solvents that testify significant re-organization of bound water structure in the presence of dimethylsulfoxide. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 544.72
BЛияIIиЕ кBЕPщETиIIA, HAIiOкPЕMIIЕ3ЕNIA и
oPгAIII,ТlIЕ,скиx РAсTBOPIдTЕЛЕй нд гиДPATAЦIлк)
кPAxMAJIA
B.B. Typoв, B.}I. Гyнькоo B.I{. БapвиIlчeЕкo, A.A. Typoвa, A.A. Pyгaль'
II.II. Гopбик
Инсmumуm х|а,Iuu noвеpхнocmll uм. А.А' Чуйкa IIАH Укpаuньt
ул' Генеpаllа lrау*toва, 17, 03164, Кueв-164
IuIеmфа*t,u нltЗкomеnlпеpс'mуpl|oй 1I! ЯMP cnекrпpocкot1uu, ЯMP-кpuoпopoи4empuu u
ква|moвaхu,''1lчecкozo мodелupoвсlttuя ucслedoванo coсfnoянuе, cmpукrnуpныe хаpакmеpuсrnuкu
вoDьl, cвязоннoй кpжsьlалaм, 1] вJ|IIЯruе на нtлс ttlt,tмoбuлu3oвсIн||ozо на noвеpхнocmu квеp|,!еrnш|а'
наIroкpемнeЗец4с' u opeанш|lеcк|Дс pаcttвopumелей (хлopoфopма u dulиеmuлcульфoкcudа).
Уcmанoвленo, umo меcrcфазная вodа нахodutпcя в кJlаc,nrpнon4 cocff|oяIr1,nt, npuчеJ|t в npucуmcmвuu
cлабonoляpнoй сpеdы СDсh, mвеpdая ф*o cmабuлuзu1ryеm фop.мupoванue класmеpoв
cлабoаcciцuupoвiннoй вodы (-WАW}, кoнцен|npш'uя кomopoй cocmoвJlяеп 34% am oбщей
кoнцeнmpацuu вodы. Без doбавoк Д^4CО вcя WАw яв]|яеfncя cu]tьI|ocвя3сI'|,|oЙ, а в с7,.ешсll1нb|х
pсlcff,вopumеЛ'lх часmь еe сmанoвumcя cлабocвязаllнoй, чma cвudепельcmвуem o знвlumельнoЙ-пеpecipoйке
nod вJlu'|нItем ДMСО cmpуKmуpь| связаннoй вodы. ДMСo уJ||еньu14еm
взашuodейclttвuе wlacпеpoв SАW. с noвеpхнocmью.
BвеДеппe
oсповньши к0мIIoЕент€lми сьlpья' исIIoJIьзyемoгo ДJIя ЦpигоTоBЛеIIия
фиmщешapamB нa 0сЕоBе леl€рcтBенI{ьD( paстений, явJU[loTся цеJUtIoЛoзa и кpaхмал [1 *
с1. в"ouкгив',ьIе Bеществa BхoдяT в с0стЕlB сьIpья B виде cло}сrьrx комшoзIтций (котоpьIе
JIиIIIь B наибoЛеr IItrюстьD( сJrrIirD( мoгщ бьrгь IIoJIItoсTЬIo идентифицирoваньr),
cBязaнIIЬrх B сyпpaI{oлекyJIяpIIьIх стрyкTypaх lloлIlсаxapи.цoв. Иx изBJIечеIIие
oсyщестBjlяется экстpакцией Bодой I.IJIи Bo,Щrо-оpганиtlескими сh{есяl\,tи |7_9l' ь пpoцесое
котоpoй Boзмo}I(Еo I,IзмеItеI{иr стpyкTypьI биoaктивньпt кo1\{IIoIIеI{тoB, oбyслoBЛeннor
oкисJlениei\{ КI,IсJIopo.цo}t Boз.цyxа, изомеpизацией, IIap}.IIIеIIиеI\,I oIITимaJIьHoгo
сgoTIIoшeнI{я кolrцеЕтpaций кoMПоIIеIITоB и.]Iи сTрoeн}lя llекoтopoго биoaкTиBItогo
кoмпЛrкс€}. Пеpспективнъльl IraПpaBЛеIIиеI!' B кoнсц)yl{poвatЦ4И фиmпpепapaтoB мo)кеT
сTaтЬ сoзда}lиr кo},rIIo3итoB' BкJIIочаIoIщlx EaтиB}IьIе paст!{TeЛьЕЬIе кoмIlollеflтьI I{
вЬ]сoкo,цисIlrpсI{ьtе I{IilIеpaJIьIlые адсоpбентьr-нoситеЛи' сшособствyтoщие поBЬIIIIеIiиIO
биoaктивнoсти IIpеIIapaToB B prзyJlьтaтr IIеpеBо.цa иx B IIaнoсTрyкTypщ)oBaIIнor
сoсТoяIlиe. Биоактивнoсть ТaкI]tх кol{IIoзитoB МoжеТ заBIlсеть и oT oсooеIIIIoсTrI,l
фopмирoвшlия Bо,щIo-opгalrичеcкЕх кJIutсTеpIIьD( сТpyктyp нa lp€lllицtlх paзДrJlа,
oблeгчarоrцих TpaЕспopт BещесTB oт Ilojlис:хapи.щ{ой/окси.щroй h{aTpицЬI B сJIизI{сTyIо
oболочкy )I(едyJкa (киIflетrикa) иJIII тк€lltи кoIсIoго пorсpовa [10].
oдним и3 IIеМIIoIID( МrToдoB' пoЗBoJU{Iощиx aII€tJIизиpoBaтЬ особенrrости
клaстrpllогo стporния Boды B гsTеpoгrнньD( сиcTеМ€lх' яBJUIеTсЯ
'H ЯМP спrкTpоскoIIия
Il0_14]. Пo энеpгии взaимoдейотвия с oкpyл(eпием (твеp.Цoй фaзoй, мaкpoмолекyпами)
Bgдa мo}I€T бьrгь paзделенa нa сиJIьHS- (sBW, измеIIeIIиr энеpгии Гп66ca ^G < _0,5
кflлс/мoль) и слaбо. (WBW, AG > _0,5 кfiхс/мoль) сBязtlI{н)До, a пo сTpylшyре вoдopoдIIьD(
сBязrй _ нa сиJIьI1o- (хими.reский сдриг прoтoIIoB 3n> 3 м.l.) и слaбо. (6II = |...2 M.F'.)
aссoцIщpo3alшyrо (сoorветствeннo SAW и WAW,) вoдy [1G_l2]. Cнrокениe ве.тrи.ины G
ЦpalrиЧнoго сЛoя BoдьI B pезyJIЬTaтe адсоpбционньur взaимo,цейотвий B llopax
Пoвеpхнoсmь. 2009. Bыrь 1 (16). C. 1a8 - 124
108
сoIIpоBо)кдaeTся IIotIи)кеI{иrМ TrмIIrpaTypьI зaмер36lIII]tlI, a иЗ},IеIIеI{ие сpе/щrегo чI,IсЛa
BоДopo.цIrь]х rBЯзсi4' Пpихoдящиxся lia кa,'qly.-._-io ivroJlекyлy BоДЬI (n), * к i{ЗмснrliиIо
веJI}IчиIIьI ф. Посколькy пpи Ilеpеxo.це oT llеaссoциирoваItlloгc (гaзoвaя фaзa или parтBop
B нrIIoляpIlЬIх рaстBopиTеJU[х) к тещaкoopдиIrиpoBairнoil,ry состoяникl (лeд) молекyл }I2o
величинa 6ц из]иrЕIЯrтся oт I _ 1,4 дo 7 м.д., то пo нeй Mo)ItEo oцеtlиТЬ BеJIи1IиIIy /'.
Кoнеяно, 6н зaвисит и oT IIpoчIIoсТи BoДopo.цньrх связей (т.е. от Пsреrroсa элекщoнной
IIЛ0тII0сTи' чТo измеIlяеT Тrlrзop эщpalrиpoBaнця IIpoTo}loB) tls]. o.цнако ,,'."p""*
пoкtlЗЬIB€lIoT' чТo дJUi вo.цьI, paсTBоpеннoй B TaкI.D( paсTBopиТелJD(, кaк aцетollитpил,
aЦrToII и дI'МrTилсyльфoксид (ДMCo), xapaкTеpизyeМЬD( paзErьIми эJIекTрoII0-.цонopIrьIми
свoйствaми [16], веrитинa dg BoЗpaсTaет от 2,5 дo j,5
".д.,
'.r. I{е с}tJIьIIo oтли.laется oт б11
ДJUI диМерa вaдьl (3,97 N{..ц.' paсчrT МеToдo&r GIAO/B3LYP/6-311++G(3df,3pd)), Поэтoмy
Мo)I{нo счI{TaTь' тгo tiеЗaBl4сиМo oT тIIшa цеIIтpoB связьIBaItия МoЛrкyл Bo.цьI B перtsoМ
пpибrп'rжениIt 6Н ЯBЛяe.|cЯ фyнкцией и.
Пpи oтнoсиTgъI{o I{изк0М ypoвilе r|4ДpaTaцI4ul систем водa, oбpaзyя IgIaсTepьI,
ЛOкaлизyется B МесТax с мt!ксимaJlьньrм aдсоpбциoIlI{ьIм I]oтеIIциалoМ uбn,," .'o*pr,"o
aдсopбциoнньD( цеIrTPoB. lioльilинствo сItсTеl\,f кaк МиIIrpaJIЬнoго, Тaк I,l opгaниЧsскoгo
IIpоисхo]кДrIrця' ЯBlIЯIoTcЯ сTpyктypнo и ЭЕrргrTическI{ nеoд'оpoдoй". Пoэтомy
сTpoение Ю]IaсTrpoB вoдьi, aдсоpбиpовaнньrх Еa разIIьIх ЦеIrTp€lх iloвеpxliости, I\{oжlт
сyщecTвelrнo oтJII{ЧaTЬся. Если скopoстЬ МoJlеItyлlIpнoго обменaЪoД",,
"'oД"rцей
в оoстaв
paзI{ьrx кJIaстеpoB' МеHЬItrе BpемеI{и пoпеpе.Iной pелaксaцI{и ядrp}rЬIx сIТиtIoB (yсловие
мrДлr}I}Iогo o6меrтa в IIIкаJIе Bpеn4rFI!{ ЯNIP t171), 'о сиг"a*,
"o,"*yo
воДьI' обpй}тorциx
эТи кJIaсTrpЬI' бyДyг prГисTpиpoBaТься B сIlещpax раздеJIЬl{o с xI{мически]\{и сДBигaNII{,
ЗaBисяIЦItМи oт числa n И ДpУт'tlх yслoвий, Еallpимrp, IIoЛярI{oсЦr t{ IIоJU{pизyФroсти
цrнтpoB aлсоpбции. Тaким oбpaзом, I{:L'II{!1I.Iе
"
'il
яйp
"n"oЬ*"
я€скoлЬкI-rx сигIlzlЛоB
BoдьI },кaзьгBasт Ea фopмиpoвaние p€lз}lЬD( тиIIoв кЛaсгерoB, ЕIaхo.цяIщD(ся B p:lЗIioМ
oкpy)кеIlии. Испoльзoвaние мrтoдa ЯМP-кpиопоpo**'p," rIo3BoJIяеT OцсI{lrrЬ
сTрyкTypIrЬIe oсoбеннoсти этoгo oкpyxения (нaпpиrиеp, paспprДeлеllие Irop пo paзмеpaм),
a Tеoретические paс.rетьl
- ЯMP сIiекTpoB - бoлее .цеT&TьIlo иI{TеplIpеTиpoBaТь
ЭксIIеpимеI{T'IJъI{ЬIе Pц€*{IIьIе [ l 0' 1 2].
I{ель нaстоящей paботьr _ иЗ)цIениr метoДaми IIизкoТеМIIерaтyрной 'н
ЯМP
cIIекTрoскоПии, ЯМP-кpиollоpoмeTpии и квaнтовой химиI{ гI4цpaТaцllи кpaxмшra (St),
B-тIия}lиlI f{a нее слaбошоrrяpньп< (xлоpофоpм (CDCI,) ; IIOJIяpньD. (ДМCО)
paсТBop}rтелей' yсловий пеpехoдa Bс.цьl, сBяЗaIiной кpa:<-малo''
"
*nu",*pt{6е с0сТoЯIlие,
вЛI'IяЁIия взalrlroдействия би9макpoмoЛrкyл c IIриpо,цIIЬIМ aIIтиoкси.цaI{ToМ _ кBеpцетитro\d
(Qс) и нaнокprмl{еЗеМом A.з00.
Мaтepияльr и lvleтoДьI исследовaний
Использовали St (Ftuka), сoдеpжaщий B исхolцIoh{ с)D(ом сОсToянии окопо 0,03 г
BoдЬl' и дейтеpиpовaнIIЬIr paсTBopиT$I}l: CDCЬ и ДМCo iла'l"ь) квaлификaЦиИ KLт15,ЯМP спeктpoскollиI.l) пpи сoдер)кaнии D не менее 99,5 Yo, йo oо,..'й"_uJuйЦ;ilrP
сIIекТpoB связaянoй вoдьl.
Адсоpбциrо Qо осyществJIяЛи I\{еTo,цoМ иI\{IIpегIlиpoBaIIиlI St вo.цнo-спиpТоBьIМ
paсT'opoМ Qс (с пoслeдyrощей сyшкой пplа 60 oC),
тгЪ oбеопечивa'тo ao.цеpж.lllие Qс 5 %
IIo 0TI{0IIIециIo с сyхoмy St. Haнoкpемнезем A-З00 (yдeльнaя oou*р"no",u zgi #tr,
Кaшyrшский оIIЬITIlo-эксПеpимrнT€lJIьI{ьй завод( Инстифa хI{]\,fI.{и *o."p*"o"*, им. A.A.
Чyйкa) пеpед IIpигoтoвJIеIlием образцoв IIpoкaJIиB€UIи пpи 400 Ю в течеrrи e 4 ч.
Кoмпoзитьr I{a oсI{оBe St и A*300 гоTоBили IIyTеI\{ гоl,IoгеI{иЗации вolшIoй сyспензии St lr
A-З00 (20:1). кoTop}To BЬIсyIIIиB;IJIи lтpи1a oC в течеrцаe 6 ч.'II
,ЯMP cnекmpocкonrrя. Cпeктpьr сIII{МIIJII]I нa ЯМP сI]екТpoмеЦ)е BьIсoкoгo
paзprIIIения Varian Метсury 400 с paбоней чaстoтой 400 МГц .'p" Ъ0o ,Ё'o,руй*"*
109
III\агIyJIьсе .цjIItтеJIьIloсTьIо 2 мкс. .{ш шpедотвpaщеIII]rя IIrproxлtDкдеIIи,l сBязaнEoй вo.цьr
сIIек.гpьj
,Fi
ЯMР зaIIисьIBа,тIи I]pи нaГpевairии обрaзцов, Iipе.цвapиTеJIьIiсl оХJ-iaждеIlilьD(,цo
200 к. Темпеpaтypy обpaзцoв реryлиpoвaJlи' IiсnoЛЬЗyя теpмoilpисTaвкy Brшkеr V'г.1000,
с ToчI{остьIo +1 K. ИнтегрaтIЬIrьIе иI{TеIlсIlвIloсти сигItaлoB oпpе.цеЛ'I'ци с T01п{oсTьIо
-10 9/o.
oпpеде:тение хapaкTеpl.icТик овязaнной Bo,ць1 с пOмoщьЮ ,H ЯМP сrlrктpоcкollии
пoдpoбно I{зло}I{еIIо paшее [10-14]. Этa N'IеToдикa 6aзиpуeтeя Ea cI{лЬI{oм BЛI{яIIиII
IIoBеpхItoсTи TBеp.цoго телa либo IIoлиI\{ерoB Itа тiмПrрaтyрy фaзовоIo ПеpgХoДa
cBязa}Iнoй Bo.цЬI B дед. Cвoбo.цIIaя эIIеpгrUI Ль.цa с rroниЖeниеN,{ теь,IIIерaT}pЬI I{ЗмеI{яеTся
пpaктичeски по линейношry з€lкoнy в иоIIoЛЬЗoBaнIIоI',t TеI!{ГIерaTypнoМ .цI{ailаЗollе [18].
Изменение свобoДной эHrpгиll Гиббсa (^Ф и те\,{IlеpaTypa фaзовoго Пrprxoдa сBяЗaЕЬI
сooTl{0IIIе1Il1еМ:
AG=-{'036(2.|з,15-n (1)
Темпеpaгypн'lя з'lBисиМoсTЬ кoIIцеlIТpaции ltеЗ€lМеpзalощей связaнной во"цьr С*(n
Мo)кеТ бьrгь опpеделеIIa IIyTем срaBIrеIrи,l инTе|paJIьIrЬIх инТrнcиBнoстей сигна,чa вo,ФI .цo
}l IIoсЛr ЗaМopФкиBaния (paзмopaживaния) иссЛе.Цyепdoго oбpaзцa и обpaзцa cpaвнеI{I{я с
известной кoнцeЦщallией вo,цьl. Площa.щ, oгpaниченI{a,l грaфикoм ^G(Сu), пoщ.tlеIlI{ЬINI
из сoIIoсTaBлrниЯ дByх темпеpaтyplrьш фyнклий ^G{D w С*(щ, oпpе.цrnяеT BеJIи1tиIty
меrкфaзнoй энrplии (y5), котоpая paBнa МоДy,l]Ю с}ъ{Мapнoгo пoIIи)кенrая свoбодноr1
эIIергии овязaтrнoй во.щr, oбYс;roBJIеI{IIo?tIy эффектaьtи IIa грalrиц€lx paзделa фaз:
r]ф
T .=K | ь са с , - '
i " "
где Сff - концrlrТрaция незal\reoзaroщей вoДьl
(2)
rryтl T = 2,7З К' a К _ paзмеpньй
кoэффипиеrтг (/{: 1/18 при 1,,.в flхtг).
i{a зaвисиi'лoстях ЬG{Сu'u) o6ьгпrо мог1т бьIть BЬI,II9леI{ЬI !пtaсTки' oTI{oсяIциеся к
слaбoовязaнной (WBW) I{ сиJIЬIIoсBЯЗaнной (SBW) воде. WBW соответстByrT той чaсти
Bo.цьI' кoтopаll Iiе зaМерзarт I]рI,r 250 < T < 27з К, свобоДrraя эI{еpгиJI котopoй литlrь
нrЗIIaчиTrJIьIIo понихеI{a B pезyЛьTaТr aдсоpбЦионнЬDi BзаlIмo,цсйствий с I]oBepхЕtoсТьIo
aдсopбrнтoB klIIИ биoшoлимеpoв' sBW нr ЗaмерзaеT IIpи T < 25a К [10.1l].
Кoличествеtrlrыe (конЦенTрar{ии sBW (C*) и WBW (С;') и эIIеpгеTI{чeсKие (изМrЕеI{иlI
свoбo,щrой энеpгии Ad и ДG" для SBV/ и SBW ооoтветствеrтяо) хapaктrрисТIiкl,{
связaннoй вoдЬI МогуТ бьiть пo.пyчelrЬr экcгp€lПоляцией сoоTвеTсТByкlrциx динейrrьп<
}п{acTкoв фyнкции ЬЩСu,} к oсям кoоpдиI{aТ.
Paсчетьr МrToдo1\{ ЯMP.криопоромeтpi,Iи BьlпoJII{еIlЬI IIo ilrеTo.цoдoгии, ошисaннoй
paнее [10,11], с использоBa}IIlем сooTIloIпеIlия Гиббсa_ToмсoЦa, сoГЛaснo кoToроl{y
сI{шкеIIиe TеМIIrpaт}?ьI Зaмrpзalll]tll (Д?) связaпнoй во.цьr oбpaтнo пpoпopциoIIаJrЬIIo
paдиyсy (rR) uиrrиндpитrских Пoр: ЬT: klR, г,це A_ кoIIсTaIIтa.
Теоpети.rескиr paсчеTЬI ЯМР спектpoB МrToдtЕlми аb initiо или DFT тpеб1тот
адекBaTIIьD( бaзисньrк нaбopoв (не хylttе Чrld 5-31G(d,p)) }1 сooTBrTсTByIoщих
МoЛекyJulpllЬix или кЛacTrpIIЬIx мoделей. B сrгyraе биоaктивньо< МoЛrкyЛ, KoTopЬlе
взaимо.цейстByloт с во,цoй и IIoBеpxIloсТьIо aдсоpбетrта" l,Io.цеЛЬItЬIr сиcТrfuIы вкпroчarот 1_
2 тьleяgpт aTOмoB. fl.шя paс.rетов ЯМP сIIекTpoв не0бхo'цIТмo IIоЛIIосTЬIо otITимизI{poBaТЬ
геoМетpl{ю этих сисTеld, ЧTo ЯBJlяетоя оложной ЗaдaчeйJ лобoBoе prIIIение кoторй
Bо3I\,Io}fi{o ToJIЬкo с исIIoльзoвaIII,lем с}.IIерI(oмпЬIоTсpов. Этa зaДaчa бьrлa pеIIIrпa с
исПoJIьзoBaнием yпpoщrнЕoгo пoдxодa, кoтopьй IIpедtIOЛaгaЛ: l) paсuет Яil{Р спектpов
,цJUI MаЛЬD( сисТrlvr мgTo.цoМ GIAO/BзLYP/6-3lG(d,p) (Gaussian 0з [19]); 2) paснет Tеx же
сисTrМ njrеToдoм PM3 [19, 20] (кoтоpьй хopolПo B0сцpoизBo.цит сTpоеrrиo Bo.цopоДIrьD(
связей); 3) нахоrкдение кoppеJlяциoннoй зaBисиI\{oсTи xиil,rическогo с.цBигa IIpoToIIoB
110
(GIAO [l9]) от Зapя.цoв fla aTOI{ax 4l.l (PМЗ) кaк ф = q+bqн(велиuииьr а u b пacтoяlltтьтe
ToJIЬкo .цЛя о.цнотипI{ьD( с!iсTеМ). нaпpимep, 4r,* : _19.iЗ'|2+ qg.95.27a08 (м.д.) для
свободньut клaсTepоB BoДьI .цo |2I1zО; или ф,*: *18.81lз5+Чн.92.83742 (м.д.) для водьr
пpи aдсopбции во.цЕo-&tетal{oвЬD( смесей Ira пoЛиМеpнoм адсоpбенте; 4) paстет боrrьiпиx
систеМЬI с oптимизaцией IеoМеTpии МrTодollr РМ3; 5) paсчет велиЧиIl 4.i по
кoppеJulЦиo}ilroМy !?aвIrенито; 6) paсчет Мo,цеJIЬItЬD( сiIекTpoB (фyнкций paсшpедеЛеHI,U1
fiEg) вели.rиII химI{чrскoro c.ЦBигa пpотoнов) с испonЬЗoBtlllиеl-{ гayссoBскиx фyнкций и
IIapaMrTpoB дисIIеpсии I]икoв из эксIIеpимrI{тtUIЬI{ьгх ЯМР Дaнньtx (или теоpетиЧrскиx
оценок) п0 ypаB}rенI,Iю
f(6")=(2lтo,)_o'Т,eхP[-(6; -8)2l2o27' (3)
гДeJ - Flo}lеp aтoмa H в систеМr' o2 - дис,,еpоиll pасIlpr"целения, 6; - xи1{I4ческий с.цвиг
7.-гo атомa H. Тaкoй по.ЦХoД I]оЗBOлI4Л дoсТaтoчllo l[ildrястro paссI{иTьIBaTь мo,цельньrе ЯMP,H-спектpьi
слoxсlЬrx сиcтrl\l ДЛЯ 6олее .цеТaJ-IЬIIoГo aъ|uгr7EЗa и иIrТерIipеTaции
экспеpименТaJ..rьньnс ЯMP сIIекТpoB. B pшикаx ЭToI'o rro.цxo,цa il{oxс{o иccJIеДoBaтЬ и
B.ЦияI{I{е жи.цкой сpедьr (вoдной и.uи оpгaни.rескoй) нa ЯМP сПект1]ь].
Peзyльтaтьr и oбсyrrtДенис
Ha pис. 1 пpиведеньr }I,ЯМP опектpьI BoДьI, сBяЗaнноЙ в ги.цpaTиpoBafrllьD(
пOpoilкaх фис. 1, а, в, z) и зaBapеIIIroм гrле St фис' |, ф, cнятьlе B TеМПеpaTypl{ol{
дt{aIIaзo}Iе 200 * 280 К. Cпектpьr IIpеДстaвЛя!от собoй vrшиpенньrй одинoтньй cигIIaJr с
xимическиIlI с.цвигoI\{ d11B !Иal7a}oне 4,5_6.5 м.д.
-j00
l o 9 a 7 6 5 4 i i i
6' м.д.
Б. t,!.д. 5. м.д.
Pие. l'. CпекщьI ,н яN4Р l{ез€}Mrpзllloщей вoдьI B гидpaTиpoвaшньD( IIopoпIкaХ (h=0,З r/т)
{а, в, z, B зaвapе}rl{o}r тaлe (h = l г/г) (б), в сpеде СDСlз (с) и CDCl3lflМСО (2:1) (z},
Tемпepaтуpa yказaнa в К.
I t t
l t l
E' ri.д.
I
i.i
Пorц^rеrrньrе знaчения dн бrшзки .к xиI\,l}IIIеским с.lиГЕtМ жиДкoй BoдьI и
сooTBeтсTByIot n:2,5,,,З' с пoнижrIIиеМ теМпеpaTypьI иIITеtlсивIIoсTЬ сI{гнa]la
yмеIrьшaется BслrдстBиe чaсTиIllloгo вьпrлopaxtивaния сBязaЕIIoй вo.цьr, a xимический
с.lиг yBеJIE1IиBaеTся B prзyльT€rте больrцегo в.Irrls{яrtlЯIloBepхнoсTи нa бoлее бдизкие к ней
мoJIекyЛЬI вoдьr (т.е. хapaктepизyющиеся бoльrцей ПoJlяpизац}rей, ЧTo сooTBеТсTByеT
снIDке}IIIк) элrщpoнIloгo экpllIIирoBaHия IIIюT0IIoB и сдвиry сI{rн.rлa B слaбoе пoле). Cpедa
CDCIз фис. 1, в) ulа;6o БJI}UIеT нa фоpмy сIIrкTpoB водьr. Пpи IlсIIoJIьзoB€lнt:iИ cшecИ'
сDсl3/Д1tсo (2:l) фис. 1, а) в сIIекTpaх пoяB]IяеTся дoпoлнитeдьньй сигHaJI BoдьI IIpи
6н:3,5...4 M.Д.l обyслioвлeнньй Н-кoмшлексaми Ho-H...o:S(CHз)z.цJIя BoдьI'
paстBopеIIной в смеси оpгalпсIrских paсTBоpиTелей. Эти коI\{IIJIексьI сoJIьBaтиpоBaIIьI
opгalrЕtrскими мoJIекyлaIuи' .rтo oбyслoвrrиBarT IIpи IIoH}I]кrнии ТoмIlrpaTypы ЕrкoTopoе
смещrп}Iе сигIIaJIa пpoтolloв Bo.цьI B oблaсть слaбьp< мtlгIIиTItьD( пoлей. Интенсивнoсть
этoгo сиrнaJla oIIpедеJUIется сooтнoIIIеIlием свoбoдньur энepгтrй связьrвaни,l BoдьI с St ц ес
рaсTBopeнI{я B с1\{еси paстBopитеЛeй. B сoответсTвии с.цaнныMи pис. 1, б для гепя St
инTeEсI{BIloстЬ сиrнaJla BoДЬI IIpи IIoBьIIIIеIIии TемпrpaTypЫ oт 270 дo 280 К измеrrяется sе
бoдее чем в,цвое. Этo сBиДrTrJIЬстByeT o сиJIьнoМ сBязьIBtlнI{и Bo,щr Мaщ)oМoлeкyД:lМи'
обyсловленнoм IlаJIIтсшteм B нI.tx бolьшoгo кoJIиЧeсTBa ги,цpoксиJIьIIьD( ЩУш,
oбpaзyюrшиx пpoтIIIЬIе H.связи.фис. 2).
ТеopепrтeскIlr paсчrтЬI ,I{ ЯМP сцrffipоB слo)кEьD( сцстем' фис. 2) Цo МеTo.цикe'
oписaннoй BьIIшe' ПoкaзЬIвaк}т' чтo lllюисхoмt yтrrиpепIrе сIIrщpоB I{aЕo.цoмrнoB Bo,цЬI B
пpIrсyгстBиI{ ,цМсo, Qс или St (pис. 3). B целoм измеEеIIие б.пиxспегo llopяtкa
(нaпplшrеp, длин H-связей, pис. 4) шpи IIoIIa.ЦaIIии o,шIoй мoлекyльI Qс в нaнoдoмен из
275 мoлекyл Bо.цЬI !{езIIaчIлтеJIьIIO' поскoJIЬкy шеpвьй (o_H пpи 0'095 rш) и втopoй пики
(o...H в oбпaсTrr 0,17 нм, pпc. 4) идеIITI[EIньI .цJIя систeм, IIокtrt€ЦIIrьш( Ea pис. 2' а ul б'
oднaко нaбrшoдaется I{екoТорor измеII*II{е оTpoeIIия fi:lнодoмella B целoI{' чтo oтptDкarтся
нa IIoслеДyЮщlIx IIиках paспprДеJlellи,l ЛЛон). Это видно и пpI{ сpaвIrе{ии сЦ)yкTyp'
IIоI(ЕIз'IIIIIьD( Ira pис. 2, а и2, б - хllя IrocДe.цErгO IIа"ЕодoмeIIa yIIopя,цoчеIrI{oсTь сIlи)I(arтся.
B слyтaе гIIдpaTщ)oBaI{I{ЬD( фpaгментов alдплoзы 8мc.2, с и а) эффекг пoявления о.цДой
мoJIeкyЛьI Qс заметен IIo I{змe[IeниIo paсIlpедеЛеrilrя Л4i Фис.. 3, ф. СлeдoBaтеЛьгIo'
glpoeнI{е BoJFI яBJIяется Bесьмa чyBсTвиТе;IЬIIьIм дalке к нeбо;ьIшшд кoнцФrTpаЦIlЯМ
paсTBopеIIEьD( Brществ.
Ha pис. 5 пoкaзarrьr paссtIитаJ{IIьIе lra oсЕоBЕtEI{и сIIекТрaJIьIIьD( xapaкTеpl,lсTик
вo.Щ B сooтBrTсTBиI{ с мето.щrкoй, оггиcarтнoй paпеe [10, l l], темпеpaтypньtr зaвисимoсти
кoЕцсIITpaции sAw (с&{и,(T)) Фис. 5, с), xшuштескoгo сдBигa SAW фис. 5, а), измeнения
кoнценTpaIиI{ SAsy', oбyслоBJIrнньIе пpIlсyDcТBиеМ opгaнI,IElrскoгo paствopите.iтя фис. 5,
б), и сooтrrolllеI{иr I\4rжДy BеJIиIIиII€IМи ЬG и. Смц,' Cоoтветотвylощие xapaкTrpистикIl
сyмl{иpoBaнЬI в тaбдицс. Кaк виднo !rЗ ДaIIIIьD( pис. 5, сprдa oкaзьIB€rgт знaчитеЛЬнoe
вJIияIIие нa состояIII{е SA\I/ в гидpaтиpoвalпIriD( Ilopoпrкaх St кoтоpoе пaибoлее IIaгля,цнo
щ)oяBJIяeTся B тelvflIrpaTypЕъD( ЗaBисимoстл( paзIrиIIьI I{нтrноиBI{oстeй сигна.ira SAW в
ПpI{сyгсTBии и B oTсyTствиe opгaншяе.скoй кoмпонентьl (lС:С3g,'-Смщо.з).
Cлaбoпоrrяpньй сDсl3 пpи Т<240 K ).меIIьIIIaет взaшrtодействие SAW с кpахмaJIoI\.{
(jC <0). Мaксимшьньй эффекг нaб.тпoдaется пptl 220 К (pис. 5, Ф.B сpеде смflшаlrЕьD(
paствopителей B paзIIьD( ,щ{aпазollllx TемIIrpaTyp BеJlичиЕa lC мorкет IIриIrимaTь кaк
oтpицtIT€JIьIrьIl' т€lк и IIoлoxитrЛЬIIьIе ЗI{aЧеIIия' Пoциrкение АС lpп. T>260 K
oбyслoвлеrro ElaсTиrIЕьIм llepeхoдol,l BoдьI из aдсоpбиpовапнoгo B pacтBopеIlнor
сoсToяIIиr. Пpисрствиe opг,tшl.lескoй оpеlрI ЕескoJIЬкo yI{е}lьIIIaeт BеJIIIчиIIy
xимI{tlrскoгo сДBигa SA\М фис. 5, а). B сpeде xлopoфopмa он скaтсooбpaзнo yl{rнЬIllarтcя
нa 0,5 м.д. пpи слaбoм из},reЕrнии yгЛa I{aкJIoнa зaBисиIuoсTи d(Г) к oси opдиIraт.
п2
{
Pис. 2. Мoдеrьньrе cистrмьI' исIIoЛЬЗoBЕtIIцьIr в кBu.*IToBoхимическиx paсчеTttx:Е€lI{oДoмeII вaдьl {p75 H2o) (с), Toт жr Дo]\{еII с молекyлой Qс (Ф, двагиДрaTиpoBаIIньп< фpaгментa St (aмилозы) (с) *шoс молекyлaQс (,);
";;йQс, взaимoДейсTвyrощaя с llllнoчacTl{цей гидpaтиpо"u'"o.o а-зо0 1a;,
B сpеде смеIIIaнIiъD( paстBopитеjlей yмеrrьrшaется TaнгеIIс yглa' oбpaзoBaпIloгoЗЕlBI,IсI{I\,{oсTЬro,(D и oсьIo TемIIеpaЦ/р. Cледyет oTмеTltTЬ, чТ.0 B oтличи e oт lСэIrеpгиll ysДЛя I{зyчеIIной сеpии oбpaзцов измeн,lеTся gлaбо' Это oбу"oo",.,,o слo)l.цьIIt,l BидoмзaBисI{мoсTи lG(С*).
ETФ
i
t -o
l5
Ф . v
P
o , -
. l э
тФ
n
a Бн, м.Д.
1 2
En 'M.д .
Рис. 3. Beличиньr 6н Для мoJIrкyJI BoдьI B кJIaсTеpе |2LIzО (1) и paопpеделениеfidн) шtя
121120*6(Сн3)z50) (тoлькo .ц.пя во.цьI) (2) (метoл GiAo/B3LYРl6-З1G{d,p)ll6-
31G(d,р)) (с) и pacпpедеtlения fl6у1) дJIя I{alloДoмeнa с молекyлой Qс (кpивaя 1,
pиc. 2,_ ф, гI,rдpaTlrpoBalшIьli фpaгмeнтoB кpaхмaJla (2, pтlc' 2, в) плroс Qс (3, рис.
i, z), pacc'тvlт!шIllьIr Пo кoppеJlяциоr*roй зaBtlси},Iости (геoметpия 0IITимI4ЗI{.
pовaнa метoдом PМ3)'
Pис. 4. Paспpе.Целоние Длlltl
свЯзей o_1l и o...Н в
нaнодомеIlе водьl (кpи-
вaя 1, pис. 2, с) пrrrос Qс
(2' рис. 2, z} (PIvr3
геометpия).
Ro*' нм
Полyченньrе рeзyльТaтЬI могyг бьrгь oбъясненьl Tе}I' что SAW в гиДрaTиpoBaI{I{ЬD(
пopoшIкaх St нaхо.Цlтся B Bидe ,цoмelroB. Cpеднее llислo Bo.цopo,цltьD( cъязeЙ, B кoToрьIx
IIpиIIиI\,IaеT уlaсТItе кФI(,цaя llrоJlrкyлa вoдрr, близкo к Taкoвoмy ддя жиДкoй водьr
1i:z,s.'.з1. C пошrсаxapи.цIlыlvfl,! сщ}кTypaми эТи кJIacТrpьI сBязaIIЬI пpo*lьшrи Il.
""","'".
B пpoстpшrствe lvlе)кдy кJIaОTеp€lMи водьr вб'тпrзи биомакpомoлекyл (pис. 2) могр
.пoкaJIIlзoBaTЬся мojlекyJlьr CDC13. Пpи этом BзaимoДейстBI{е BoдньТx KIIeсTсpоB с
IIoЛиMеpo]r{, кztк и yпoря.цочеIlI{oсTь сyllpaмoлекyляpной сисTе]\{ЬI St/вoда, мo)кrT
y^n"'"-Ъ,""". Поrrижение TrмпеpaтypЬI спoсобстъyет ycиЛени]o a'цсopбциoЕнЬL'(
взaимодeйqтBий мoлекул CDСl3, Irгo IIривoдиT к ослaблениrо B3aIЦлo.цейсTBий вoдa_St' B
pезyJIьTaтr м€}ксIlrм.UIьIIoe осrlaбдение взaимодействия BoдьI с кp.lхм.шIoм peгисTpl{pyeтся
лpп22aК.
114
Б 250
Е zоо
.х
T
o 150
t-
100
80
60
4A
20
0
-20
40
-60
-80
100
ЁЁЕ
ъ;Е
O'Е
a /
J
240
L
Е lso
a
o(J 100
50
U
I
\.
5.5
;
i - ^
- э .Uю
_ n d
Ё
- . o
Е
B-rs
il
I -ro
-2.5
1 Б
l "-1
l
i
_f- B Фe.qe сDCiз
-{ в сpeдe CDC|./flMCo(2:1)
Г "''
i 1
р.,-
;l _{- st * о'3 гlг H,o
О_ в Фeлe CDC|,
д +2гlгсDGL+1rlг!МCo
\, 1
t /
r . \ !
Y
L- --3
220 240 260
т ' K
280 220 240
т ' K
22A
6
. .- st + 0.з г/г н,о
-+* в орeдe cDоlз
* . +2 Ilг сDс|3+1гlг fll\itCo
*"
Cu*, мг/г
J_ st + 0.3 г/r H?o
-{F в cPGлe CDCI.
д. +2 г/г CDсL+lrlг.(МCo
!1\
-1
24A 260 280
т ' K
Pшс. 5. Bлияrие opгtl}IиЧеских pzlсTвopите]Iей нa сoдеpxtaЕIиr сиJlьIloассoцииpoваrrвoй
вoдьt (а и 6), изменеIII{е rе химическoгo с.lигa (с) и свободнoй энеprии Гиббсa
(e) в гидpaтиpoBtll{I{ЬD( rroporпкaх St.
ПолoNg,rтеrrьньIе зI{aчrниjl ДС в ггpисрствии .Щr4Co сBI,ItетеJIЬсTByroт oб yвeшlчrнии
энrpгии взaимодействия SAW с St (и ll4co), кoтoрor мo)I(еT бЦть обyсловленo
,Цpоблепием .цoil{еIloB aдсоpбиpoвaнной водьr, фоpмиpованиеlvr кЛaсTеpoв вода/.$zICo и
Irерeхo.цI{ого слоя, обoгarцеIll{oгo l.{олeкyJlaми Д{Co, oбpaзylощш,rи BoДopoДI{ЬIе сBязI{ c
uеpифеpийньшlи I\{oЛекyлaМи Boды B дoмeЕaх I{ кЛaсTер€lх' нrсBЯЗ€lIlItыМи с
.идpoкcиЛЬt{ыми ГрyТIПaми биопoлимеpa'
I{зменение взaимодействия Bo.ЦЬI с St пoД влияЕиeN{ oрг.ЦIиЧrcкoгo paсTвopитеJIя
сooТBеTcтByет изМеIlеЕиIo ПapaмrTpoB 3€lIIoJlIlеIlI{ьD( воДoй пoлoстей уIЛLl
сooтBетстByЮrт[иx paзмrpoB кJIaсTеpoB и домеII0B BO,ФI' JТoкаJ'lиЗoBaflцЬrx тaм фис. 6).
сa
n)
!)
e)
ti
Ч
o)
()
IEн
()
(.)
l.з
*
\o
с'l
оI
ь ф Ф l . l о о l . l \ o о l O б l < >
ч q ч ч ч ч ч \ ' \ Ф ^ ч
с{ с.i оl с'l оl N (^! сn N со с.)
t * t t t
ral
6 с ! t l lт
t l а *
| . с ? ) г n
riг
l l
I I
116
сa
- 9 -Ф\j->
()
гt
сn
ra)
.d.
a.tф
ar)
o\
C't
it
N
(л
г*
с..
I
u)
j*
g^e
Ф>
l ч
= d(t) >
Ц
гziп-
(,)
(J
А
Ф
l-t(J
()
Х
F.
r)
U)
d)
Q
6
\o
Н
RЕ
" l it -)=
J >
, . " *J E
н
Uё
\ 9
r H
v
(i
г i .
5S
\ i н
Э.
:з
н*
г Y -
, ss
r Т н
R
^
t-.
4
с)ф
0.006
-+х
; 0.004
l-
-{.
t
*
0.002
0.000
Pшс. 6.Paспpеделение пo PaзМrpaм
B0.III{ьIX стpyкTyp B
гиДpaTиpoвaнньп< пopоrпкаx St
и BJIияIiие IIa Еегo
oргull{ическиx paсTBopителeй:
(|) h = 0,3 г/г I12О, (2) в СDClз
и (3) CDClз/ДМсo (2:1) пpи
той rке вe.тпrтане Й.
R, нм
B поpошке St пpи h : 0,З г/г водa сосре,цoТoчеIla ts сTpyк.гypaх с ДoстaToIIЕo
iIIиpoкI{м рalllpе.цrЛeниeм IIop пo paЗil{epaм (pис. 6, кpиB€UI 1): мaксиlлрlьI paспpeдenеIlи;l
oтBеч€lloт сTрyкт}peм с pa,циyсoМ 1 и l0 нм. Пpи этoм oколо 23 Yo вoЩ'l сoоpе.iloToчеIlo B
пopax paдиyсol\{ меIIее 1 им. Cpeдa сDсl3 IIptlкTI,гIескI{ Ilе BJIи'IеT IIa ПapaI\4еTpьI бoльцrиx
дoм€нoB вoдьI (pис. 6, пики пpи 10 н}4 }Ia кpивьIx 1 и 2 оовпa.цarот), посколькy xлоpофоpм
с Bo.цoй Eе сI{еIIIиBaется в объеме, Iro [p}IBoltET к ilеprpaспpr.цеЛеIlиIо шIaсТrpoв м€uIЬD(
pa3МеpoB и смещеllиIo пеpBoгo IIикa нa 0,5 IIм. Пo-видrtмому, скaЗьIBaеTсЯ
взаимодействие CDCI3 с St. Еще больrше yк.rзalrнoе оh4rщеHие IIpoяBJIяrTся B сpr.це
смеIII€Ц{IIьD( pасTBopI,ITелей (CDсlз+ДMCo), котopьtе MoгyТ BзаlI{модействовать болео
сI{льЕo кaк с St, тaк и с водoй гIo сptlBIIеIIию с инlщIBr,IДyEUЬвьпrl CDСl3. Пpи этом
нaбrцо,цaeтся poсТ коjlичествa нaибoлеe МaльIx кЛaстеpоB пpи .R < 1 нм (тaблп,Iцa),
IloBеpxlloсTь (S*) и объем (И"*) микpoшop' зi!пoлIlеIlEьD( связшrной водой, paсTyT и
имеrl}r тpш тlикafу,{R) пpи Л = 0,8, 1,4 и 2,З lтм, Подобнoе yслo)KIIrIII]rе стporllия в6.цIIьD(
сTpyI(Typ нaб.тподали IIpи &зaиil{одействии Bo,Щro.opг€lниtlескI{x смесей с }.глеpo,цIIЬIми,
tIoJIиIvtеpIlьIМи и oксидItьIми aдсоpбеlrгами [l 0].
Qс плоxо paсTBopиI'r B вoде, IIоэтoмy otl IIе ПrpeхolрIТ B Bo.цяyIо сpедy .ц;uкe IIpи
киIUttIеIlии. oднaкo сpaBнеIrI,Iе сIIекTpoB вoдl фис. 7, а, Ф Пoкit3ьIBaеT' чTo После
кI{IIя.IеIII{I{ oбpaзцa cПекTp€lJIь}IЬIе xaрaкTepl{сTliки связarrной вoДьI с].щестBеIIн0
I,Iзм€н'IIOTся. Cигнaл Bo,цьI IIpи 280 К сyкaетсЯ I{ IIoявJIяеTс.я сдaбoиrrтенсивньшi сигЕa.I
WBW пpи 6:4 м.Д,., котopьrй исчезaет пptl T<25a K. Межфазнaя эEеpги,l 7s
}меIIьIIIaеTсЯ Ilpимrplro нa 20 Уo (тaбrrицa), .ттo обyсловJIенo }мrIrьшIеIlием кoЛичестBa
к€lк сиJrьIto., тaк и слaбoсвязaннoй вoДы. Cле,цоBaтflIьIIo, B прoцeссe }IMIIpеГIIиpoBштия St
Qе пpor,lсxo.щт пеpeсщoйкa пoлисaxФи.щIoй мaщицьl, Bлlt'lrощaя нa хapaкTrpЙcT11КI1'
систril{ЬI пpи гелеoбpaзoB€ll{ии. Bязкocть oбpазцa IIoсле киI1ячеIII{я Hе }ъеJIиIIивaется (т.е.
сyщестBеIIнoгo p;lзBopaEIIlBaIrия }raкpoL{oJIекyJI Цr llpoliсxoДrт) и ПoсJIe EaIpеBаllI{JI
сoхparшrтся oIIllJIесценцЕя, кoTopаll сBидеTeJIЬсTByeT о IraJII.Г{lIl{ кpyIIIIьJх (микpоннoгo
pазьлеpa) зеpен St' Уменьrшениe концеIrTрaIЦ,rи связшrцoй Bo.цЬI IIpи киIIяrIеЦиI,t Мo)кет
бьlть oбyслoBJleнo ПpoцrссаIr{и' BЬBBaIIIiЬIми адсopбциeй мoлекyл Qс в зaзopаx ме)кlty
биополимеpпЬIМи цеIUlМи фис. 2), T.r. чaотЬ BодьI BЬITесЕ,IеTся B объетvгrгyrо фaзy' Hа
гpaфикax ^G(СuJ иN{еIoТся BеpTикаJгЬные ylacтки фис. 8), oбyслoвлgнньIе oтсyтсTBиrм
зaI\,{rpзaIIия связаннoй Bо.цЬI ц.Диpoкol{ ди€lII€lзoIrе темIlеpaтyр. Tакoй вид зaвисlшrloстей
xapaкTеperr .цJIя микpo. или МrзоlIopисTЬD( тBrpЕD( тeл [l0, 2l]. Aналoги.пrьrе фopмы
зzlBllсиI\{oстей AG(Cu*) были пorryvены p€tllеe дIя Bo.цIIЬD( сyспензий ишl гедeй St и
мllщpoкpистaлЛичеcкoй цеJLIIIoJIозьI |22-24], Изуreнньre сисTeмьl тaкжr оTIIoсяTся к
9 8 7 в 5 4 э 2 1 0
6' м'д.
9 8 7 e 5 4 3 2 1 0
6' м.д,
Prrс. 7. ТемпеpaтypньIе иЗМrllе1lия cIrrктрoв 1н ЯМP Boд(ьI B Bo,ЦIIЬIx сyспензияx St,
иМIIpегIrиpoBaIIIIoгo Qс. Tемпеpaтуpa щaзaшa в К.
Pис. 8.
.Гемпеpaтypные
з€lBисиMoсТи *o,},Ё'**'и незzlмеpзalоiцей BoДЬr в
ГиJIpaTиpoBaIIrrоI\iI кpax]\{аJlr лpи h:1 г/г (1), St, rmlпpегниpoBallllогo Qс пpи Cg" :
0,05 oА (щивьrе 24)пpиh:1,5 г/г (кpивьlе 2иЗ)и2,3 rlr и 5 % 4-300 (4) {"),
IIoсТopoеIlIIьIe нa иx oсI{OBе зaвисиlvtoсти АGtC*) (6) и paспpедеJlения пo paзмеpaм
стр}тffyp cвязaннoй водьI (с).
Tаким oбpaзом. гиДpaTaцI{Я биoпoлимеpньпr МoJIекyЛ в BoдIlьD(
кolrЦrl{Тpl,IpoBurflIlЬТх сyсIIензияx St зaвисит oТ МIloгLlx фaктоpов, B ЧaсTЕIoсTI{ oT
коIIцеIIтрaIIии твеpдoй фaзьl, нaтrи.*lя aдсop6иpовaшI{ьD( BrщестB и темпеpaтypнoй
обpaботки. Пoлщeнньtе сBе,цеtIия о лaбиrrьнoсти иссле.щoBzll{tlЬtх сI{сTеNI сoгЛacу-IоTaЯ с
'ЦaIIIlЬIми .цля BoдEьр( сyспензий МикpoкpисTaJIличсской цеJf,lltoJloзЬr [21] и St |22'23] p
paзнoй кoнцrIITpaЦией твеpДoй фaзьr.
o010
g 0.005
118
сW, td.
210
#
12 10 I 6 4 2 0
6' tt''д.
12 10 8 6 4 2 0
6' ti''д.
2я
2ф
2ю
220
214
12 10 6 4
6' l'''д.
_-*__*__ __200
9 d i ё Ё i-l_l--Т-ъ
6' l''.д.
ffi
6' ill.д'
6' 1',t.д.
Pис. 9. Cпeктpы BoдьI B систeМax' сoДrpx(aщиx St, импpе.гниpoBaнЕЬй 5% Qс и A-300
(5%) ll opгalrическиe Дoбaвки. Tемпеpaтypа щaзaнi в К._
- B отсщствиe opгtlIIIIческID( paсTвopитeлей lH
ЯMP спекщьI фис. 9, а) вязуulьlтo
слaбo oтличшoтся oт п.о_JгrI.IтIIьD( без нarrокpемнезeМa (pис. 1, gj. o,Щuко B сpr.Цс СDCl,
поЯBjI'Ieтся сиIII.IJI WAW с xrrмиЧескIlм сдBигoм d: 1,3 м.д (pис. 9, с)" Пpи дoЪ*o""', *
сисTeмe Дl4сo фис. 9, d, е) wнтeнcпBтIoсTь этoгo сигI{aJIa yBrJIиIIиffrEIЕя IIorши BдBoе.
oднoвpеменно в oблaсти 6:З,5...4 м.Д. IIояBJIяIоTся o.ЩE иJiи.цвa сигIIaJIa вoдьI (SAW),
paствoреннoй в смеси oрг€lниllескI{х paствopителeй. Haтш.п,rе дByx сI{гIIaJI6B
1 I 9
st+soiQс+s% A.з00
+о.2гlr |-}р+3 г/r сDсlз
+1 г/гдtr,lсo
\ \
-------r.-*
\ ч \
\ \
\ч---\l7o
' \\ч*--.\j|65r.\*r.
t 260
^ \
-r=------L_-j.""
\*\ \- \ 2so
\ ---240
\ Ч ,^ . .
-----------^\
-t^-
-^t
-з0.---Ч20
paсTBopеIIEoй вoдьr сBи,цеTеЛЬс.tByет 0 ЦaЛI.r[Iие дB).х тиIIoв IIp0с1р€IIIсTBеIIно paз.целriillЬD(
Bo.цнo-opгaническI{х стpyктyp paзнoгo coстaBa. С пoвьrrшениеМ TеМпеpaтypЬl Bсnе.цсTвие
yскopеIrи'I МoлекyJrjlplroгo oбменa lv{е)кдy этиМи cтpyктyраМи сигIi€lJI рaсТвoprннoй вo,цьr
усpедIIяется и pетисTPиpyеTся кaк о.циIl сигнaЛ Q xиn4ическIiМ сдBигoМ 6:3"7 шt.д. (т.е.
близкo к сиI-iIaJIy Bo,цьl, paствopеннoй в l]МCo). При избьшке opг€l}ll,lческих
рaстBopиTrлей IIаJIиlIие дByх сигIIllJIoв' oтнoсящихся к кoмIlIIексaN{ TuII7a
Ho_н...o:s(CDз)z, п4o}кет бьIть oбyслоBЛol{o Boзмo1l{нoсTьIo иx фopмиpoBaния кaк B
oбъеме opгaничrской сpедьl' Taк I{ B нaнolloJloстяx фис. 8), о6paзoвaнI{ьD( чaстиЦaмll
нaнокprь4l]еземa и St" Поскoльку c pсстoм TемIIеpaТ}pЬI ltpoисхo.циT ).веЛичеIIие
I,IнTеI{сI.IBIIости сигItЕшIa в бoлее олaбьrx },IaгнитIlЬD( пoJU'x' мo)IGIo пpедIIoJIo)киТь, чTo
иIr{еIIIlo oн oтвrчaет Bo.цr, IIахо.цяrцейся в объеме жидкой opг€lllиt1ескoй фaзы.
TемпеpaтypтIЬIe зaBиси]\,{oсTт{ иIiTеItсI{внoсTи сI{гнaJIoв SАW, WAW и Boдь],
рacтBoprнЕoй в оргaниvескI{x paсTBopиTеJIях' a тalсх(е paзI{oсTи кoнцентpaций SAW,
Ьбy"oouoе"*oй гIpисyтсTвиеIt,l этих paсTBopI{ТеJlей' зaBиaиМoсTь lIЗт\{еI1еIrия сBобоДнoй
эI{rpг}1и Гиббсa oT кo[IцеI{Tpации I.Iезамеpзатoщей SAW пoкaзьrвarот фис. 10, тaблиua),
чтo WAW сoсTaвЛяrT всегo 1-8 9i, oт концеIITpaции sAW. B сpеде СDClз Сll,,цтт'
изMеняrTсЯ 0тнoсителЬIlо слaбo и вся WAW яBjU{lTс'я сиЛЬI{осBяЗ€lннoй. Bве,ценptе flМСo
N{o)кеT кaк yBеЛи1IивaтЬ' TЕlк и }a{еIlЬII]aTь кoличесTвo WAW B зaBI{сиI{oсTи oT
темпсpaТypЬI. УменьIпение Сlry,ци, с гIoIlи)кеIIиrМ теn4llrpaТyрьI IIoкaзьBaеT' чт0
ЗнaIIитеJIЬIIа5I чaсть WAW B ПpисyгcTвии [МCo стaIIoBится cЛaбoсвяЗaнHой, т.е. ДМCo
BьIтесIIJIет Bo.цy с lroBrpxЕости твеpлой фaзьr.
Cpедa wtстoгo CDСlз IIpaI{иtIески }Iе BJII{яeT IIa BI{д зaвисиh{oсTи AG(Cslи) Фио.
10, a). Hеко,гоpoе yмеtlьIIIrI{ие кollЦеIrтpaции SAW ilw T > 260K обyслоBJIеIIо lrереxo.цoь{
чaсTи Bo.цЬI в слaбоaссoцииpoвaIllloе сoсТoяIlие фис. 9, с). Cмесь ><',lоpофopмa с,ЦMСo в
Цrлolvr yl{еIIьI]IaеT BЗЕtиMoдейсTBиe кJlaстеpoв SAW c пoBеpxнoстьrо. Этo пpoявЛяrTся,
IIpе)I(,це Bcегo' в oTpиЦaТеJIь}IЬD( зI{aчеЕиЯX AС фис. 10, e). oдновpеменIlo lIoJDкIIo
Пpolrcхo.цить yмeIrьIIIrI{иr BсJIиIIиЦЬI межфазной эIlrргии. B сoответстлии с ДaI{I{ьIми
TaблицЬI, Для обpазцa, со.цrpжащего cмеоь 4;1 СDСЬl,ЦМСo, BеЛичIiнa ys}ълrЦьIПaеTся нa
60 %. oднaко c poоToМ кol{цel{ТpaцIrи [МСo .цo l г/г, Еесмoтpя нa oТрlIцaTrЛьIrЬIе
зI{aЧеIIия /С ъ тttllpoкoМ TеМIIrpaTурtIol\{ иIIгеpB€IJIе, Brли.lиI{a Ts снoBa BoЗpaсTaет
(тaблицa). Поскoлькy ys яBJUIется иIlTеГpaЛьЕroй вeли.лдной, B сooтBlTсTBии с .цaнIIьrМи
pис. 10, Z ее yBеJIичrII}Ie сJIе,цyrT oTIIocиТЬ нa счет ТoI'о ТемIIrрaтyрI{oго .циallaзolla, B
*o'opoм BелиЕ1иIla,4С шoложительнa. Bеpоятнo' пpи T <2зО K теpмодинaмиvески бoЛrе
BЬIгq.ц}IЬIМ сTaII6BиTся фоpмиpовaние кJIaсTеров SAW, меньtшегo p€lзмеpa иJIи сJIOистЬD(
кJIaсTepoB sAW, B кoтopьrх BHеIшIIяJI oбoЛoЧкa обрaзoвaнa водoй, обoгaщеннoй
l\4oj]екyЛами Д]VIСo' oб изменении сщyкТypЬI кJIaсltрoB Bo.цЬI B прис),тсTBии ДIvIсo
сBиде,гg;IЬсTвyет и тo, чTo llекoTopllя часTЬ SAW стаrroвится сдaбосвязшrной (тa6лицa,
pис' 11). Поскoлькy BеЛиtIиI{a AG'xapaктериЗygт измеHеrп,rе свобо.цной энеpгии I"иббсa в
бrижaйшeм к гpalrице paЗ.цеna МoIIoсJIoе вoдьl [10], rr yN{eI{ьIIIеIrIrе ,цЛя обpaзЦoв,
сOДеp}кztlЦиx ДМCo, 1\{0)кrT бьrгь вьrзвaнo TеМ, Тгo l{apяДy с кЛaсTrрaМи SAW
IIpисyIстByIoT клaстеpьI и llull{oдoмrньl вoдa/.Щv{Сo, ,цля кoTоpЬrx yсJIoBия BьII{еpзaIIия
BoдЬI oтлич€lloTс,я oт усJIoBий зaмеpзаяия иaxo,цItьD( клaстеpoв SAW.
Ha pио. 1,2 rtplIьeдeъlЬr paсПpe.цеJIеIIи'I пo pa3Меpaм сTpyктyp SAW в смrси
пopoшкоB St, импpегниpoBанIroгo Qс, и кprМflезrмa, гoь{oгеIIизиpoBaIIEьD( п1тrn,r
тщaTeJIЬIloгo paстиpallиll в фapфоpoвой сТyIIке сo.цеp}кaщиx ptrзIior коJII.I.IестBO
адоopбиpовaнной B0,цЬI. Измеpения IIpoBo'ЦиJIи Ira Boз.ц)'xr и B cрrде opгaIIичrскIгх
paстBopитrлей. Увеличение кoIrцrIIтршщи ,{МCo пpиBo.щrT к yBеJlиЧсtIиIо вкладa бoлее
МflIкиx к]IaсTеpoB во,цьl. B ЦеЛoм B cl{сTеМzlx IIpиcyTсТByет нaбop paЗЛиlIIiьD( стPУкTУ?,
тго и обyслоBJIиBaеT yсJIoжI{rние сooTBrTсТByющиx
'Н ЯМP спекщoB пo сpaвнeHиro с
ГидpaTl{poBalrньтм St.
270
ъЕ
i:
2'10
180
15о
120
90.
Nс;
I
о
3
ъ=
1
()
/^
'
/ \ 1 '
i > -
, 7 /
/ ,/r
L r -
Y
'-'А/.
-'У.
240 260 280
t к
240 260
т ' K
Pис. 11. Зaвисимoсти из]\{eErни'l
свoбо.щroй эЦеpгии Гиббсa от
кoнцrщpaции SAW в кoilrllо-
3иTнЬtx систеМilx' сoДrp)I(aшtrrx
St, импpепrиpoBtllllrьй Qс (5 %),
I1p:r4 5 уo A-300 пpи BapЬI,IpoBaIrии
сOtеp)каIII{я вo.цьI и opгa}Iи-
чeских дoбaвoк (нoмepa кpиBьIх
сooтBrтсTByIoT Iloмеp€lм OбpaЗ.
цoB B тaбЛиIIr).
Pцс. l'0. Tемпеpaтypньте з€lвисимoсТи кoIrцrIITpaций сильнo. (с), слaбоaссoцииpoBaннoй
(ф и paствoprЕIroй B сMrси opг€tl{иЧеgкIrх paсTЕoриTелrй (с) водьl, a Taкx(е
изl\[еI{flI!{я кolrцеIrтpaции SAW, oбyслoBлеEнoгo IIpисyгсTBиеI\{ оpгaIIи.Iеской
сpе.цьI для cисTеI\,f сoДеp)кaщиx St, импprгниpoBalrньй Qс (5 %), .'рЪ s и а-зоo(нolrлrpa кpиBЬD( сooTBeTсTB}.Iот lroМеptlм oбpaзЦoB в тaб"тпrцеl.
121
-1 .0
-1 .5
-2.0
ч
Е 0.00з
,i
iЭt 0.002
0,005
0.004
Pllе.|2.Рaспpеделения IIo paзмеpaM
Bo,цньD( стpyкTyp B кoмпOЗиTIlьIx
систцл'tx' со.цrpжaщих st,
им[регIIиpoBaяtтьй Qс (5 %), пpи
5 % A-300 цpи BapЬиPoB€lIII{и
сo.цеpжaIIиJI Bo,цЬI и opгalrЕllескI{x
добaвoк (номеpa кpиBьD( сooт.
BeтстByIoТ l{ol\dеptlМ oбpaзцoв B
тaб.rпrце).
0.ш1
0.000
R, нм
Bьrводьr
ГидpaтиpoвaннЬIе пopoЦIкll St, кaк }I егo гflII!' мoryT сo,цepжaть ЗнatIитеJIЬIIoе
кoJIичeсTBo сBязaIII{oй BoДI' сoпoстaвимoе с I\{aссoй биoпoлпuеpa. Если в поpоruке St
сo.цеp]iсlтся дo 30 Yo вoДьl, тo прaкTI{EIескЕ Bся oIIa яBJIяeTся сиJIьIIoBязaIпIой, т.е.
заI{еpзarт щи TеМПrpaтypr ни)ке 250 к. B ковцентpиpоEaЕIIoм геле St {h : 1 rlr)
IIpимеpIIo ПoJIoBиIIa BoдьI oсTaется B IIoчти сBoбolц{oМ сoсToяIlии (т.e. зaмеpзaет вблизи
273 К), a oстшьн'aЯ. _ ПopoвIly paсIrpедеJlяеТcя }rе)к,цy сTpyкTypaми сиJIьIlo- и
слaбoсвязаннoй водьr.
Гидpaтиpoвalшoсть St слoхClьI]t{ oбpaзом зilвисит от кoнцrlrTpaЦиI{ тBrp,цoй фазы,
'rго обyслoвлel{o сIilIьIlыI\,rи взaимo,цействиями Mе)кДy егo чaстиц€lMи' Ilрoцессail{и
нaбщаrrия и paзBоpallивalrlrя мaкpоцепей al{иJIoзьI и aJ\дIlЛoIIrкTинa. Пpи
иt{IтpегI{иpoBalilrи st кBеpцеTиI{o}r (полифенолoм paститr"IlЬIrогo шpоисxoждеlшя)
гидрaTиpoBaнIIoсTь чaсTиц St yBелитIиBarTся' ЧTo, BеpoятIIo' обyслoвлeнo
дoпо]IIIиTельIIьIМ paзyПopЯдoЧеIlиeМ сyпpaмoлекyлщной сTpyIсypьI St. Пpи T>250 K
срлa CDCI3 слабo влияет I{a Bзaимoдействие водьr (Й: 0,3 г/г) с IIoBepшIoсTЬIo чaстиц St,
a пpи бoлeе низкI[x TеМIlrрaTypilx взaимодействиr BoдьI с ПoлисaxapиДIlьIми стpyкTypal\,lи
сиJIьIIo yмеItЬIIIttеTcя. Этo oбyслoBJlelto кJIaстepI{ЬIМ и Дo]!{еIIIIьIм сTporниrм Bo.ЦьI и
Bo3мo)fс{oсTьIo BсTpЕlI{Baния }IoJIrкyJI слaбопoляpнoй кoмПoнеЕтьI в 3ttзopЬI мФt(.цy
KIIaсTepaми Bо.цьI и пoBеpjIIoсTЬк, кprмн€3rмa I{JIи ]vt€lкpoмoЛекyлaМи St. B сrц"шaе смеси
CDСlз о.ЦМCo тaсть aдсоpбиpoвaнной Bo.lr IIrрrxoдиT B растBop, oбpазyя пpouные H.
cBЯзvI с мoлскyjltlМи .ЦMCo, и еr сTporние сyIЦесТBсЦIIo иЗмеH,Iется зa сЧеT
фopмиpовшtия кJraсTepoB иДoмеIIoB в IIIиIЮкoм .циall€tзoнr panмepoB.
.Цля кoмпозиTI{ьD( систll{' BкJIIoчaющrD( St и нанoкрмнeзgvl' B IIpисyтсTB}Iи
слaбoпoлщнo.й сpеды СDСl3, TBrpдаJ{ фaза стaбnтш3l1рyет фоpмиpoвaние кJIaсTеpoB
WAW, кoпцrЕTpaция кoтopoй сoсТulBJIяrT 34Уo oт кoЕIlfirTpaции SAW. Без Дoбaвок
Дvlсo вся WAs/ яBJIяется сI.IJIЬIIoсBязaнЕoй, a B смrIпaIIItьD( paсTBopитеJUгх чaсTь ее
сTtlIloBиTся слaбoсвязaнной, .по сBидrтrЛЬстByеT o ЗIIaчиTgъной пеpестpoйкe под
BJIиIIIIием ДМсo сTpyKгypьI связшrнoй вoдьl' ,ЦМCo 1ъlеньIпaет B3:lltмoдrйствие
кJraсTeрoB SAW с IIoBеpхEoсTью. Пpи этoм чaстЬ er IIеpexo.цIrT B pacТBopеIilroе сOстoя}Iиr
и IIpи IIизкI{X т€мIlrpaтypаХ Boзмo)кЕa paздrльIIa'I pегистpaция сI{fl{llJIoB BotьI,
paсTBopeшloй в oбъемe ДМсo и наxодящейсЯ B IIaноpaзмrpI{Ь.D( Пoлoстяx' обpазoвarrньпr
чaсTицtlми твеpдoй фaзьr.
t22
Авmopьt блazodаpньt УHTII Qpcнm Nb 3s32) за фuнансoвую noddеpэюt<у.
Литерarypa
l. Hatakеyаma H., Hatаkeyama Т. Intеraсtiоn bсtwееn watеr and hydrophobiс polymеrs //Tеrmосhim. Aсta. - 1998. _ v. 308. -P. з _22.
2. Hеiner A.P., Tеlеman o. Intеraсtiоn betweеn monoсliniс с1ystalline сеllulosе and watеr:
brеаkdown оf thе оdd/еvеn dupliсiф // Lаngmuir. - 1gg7._ v. tз, N9 3. - P. 513 _ 518;
3. Lеvis s.R.' Dеasy P.B' PJоduсtiоn йd еvaluation оf sizе rеduсеd gradеs ofmiсroсrystallinе сеllulosе // Int" J. Pharm. _ 2oo|. _ v . 21 з, * P' |з14.
4. Beеry K.Е., Lаdisсh K.Е. Сhеmisф and prоpеrtiеs of stаrсh basеd dеsiсс ants. // Еnz'
Мiсrоb. Тесhnol. -2001. _ V. 28. * P. 57з_581.
5. Katоpo Н., Sоng Y., Janе J..L. Еffесt and mесhanism оf ultrahiф hydrоstatiс prеssurе on
- thе struсtцrе and pгоpеrtiеs оf stаrсh // Carbohydrate Pоlym. _2aъ2. _У. 47. _i. zзз_zцц.
6. Szymonskа J., Kro\\ PоJato stаrсh grаnulе nanostruсtuте studiеd by high rеsolutiоn non.сontaсt АGtvl // Int. J. Biоl. Мaсromol. _ 200з. _ v. 3з. _ P ' |1 .,| ' Изatlaвa с.A.. Baйrпптейн B.A., Кayxoвa I4.Е,, oсобепности мaссollеpенoсa
липoфильньu< БAB пpд эксTччp9Pч'и сьIpья дtвyxфaзнoй систeмoй экстpaгентoв //Хим.-фapм. хrypн. _ 20оз. _ T. 37, j'{Ъ8. - с'30_33.
8. Cпoсoб ПpIrгoтoвJIения и фapмaколotиtlеские свoйствa нaстойки и3 JII,IсTь.B )I(.I{ьIIIеIIя
/ C.A. Mиrшнq A.Б. Легостев4 H.B' Cьrpoвежко, H.Е. Tyrшинa и дp, // Хим.-фapм.
жypнaл. _ 2000' Ns9. _ С. 3|_з7.
9. Мининa C'A., КayxовaИ.Е,Xимияи тrхIloJloгиl. фитопpепapaтoB._ M., Hayкa. _
2404. * 560 c.
10. Гyпькo B.М., Тypoв B.B., Гoфик П.П. Boдa нa межфaзнoй гpaниrце - К.: Haщ. .цylt{кa,2009. - 694 c.
1l. Turov V.V., L€Ьoda R. Appliсatiоn of lн Mr4R speсtrosсopy mеthоd for dсtеrminаtiоn оfсhаraсtеristiсs оf thin layеrs of watеr adsorbеd Ъn thе 'йiu"" of dispеrsеd *a po.ou,
adsorbеnts ll Аdv. Cоll.Intеrf. Sсi. - l999. _v'79.-P.|7з_2|1.
12. Unusual propеrties*of wаtег at hydrоphiliс/hydrоphobiс intеrfaсеs i v.М. Gun,kooV.V. Тurov, V.М.Rоgatyrеv, У.I.Z:.rko, R.Lеboda, Е.Y.Gonсharuk, A.A.Nоvza,
A.V. Turov, A.A' Chuiko ll Аdv. Coll. Iпtеrf. Sсi. _ 200j. _ v" 1l8. _ P. |25 _ 172.
13. A mеthоd for dеtermination of freе surfaсе rnеrs/ and adhеsiоn forсеs. нiehly dispеrsed
охidеs' mеs'porous ааd miсroporоus шatеrials /-v.V' тurov, V.М. Gun,й, h. ьboau,V.V. Brеi ll мfual. Univ. Mariе Curiе-Sklodowskа- Chеmia._200l.-v.5б. _P.20g _
241.
14. Gunko V.М., Тurоv V.V. Struсfurе of hydrоgеn bоnds аnd 1н NN,IR spесfua of wаtеr at thеintеrfaсе of oxidеs / / Langmuir. _ 1999._ v. 1 5. * P' 6405 * 641 5.
l5.Гypьшroвa Е'H.,Гoльдптейн И.П., Пеpeпелкоsa T.И, Поляpность и црoIцIoсTЬмехФroЛекyJlяpцой вoдоpодной связи // Успехи xимии. - |976. _ т. +5, зтs q. _Ъ. t sов_. l59з.
16. Paй'хаpдт К. PaствopIrгeли и эффекгьl сpедьI B opгaliиlleско tl хtтttlип. _ M.: Mиp. l99l ._76З c.
17. Поrьт ,{ж., IIIнейдеP B., Беpнстейн Г. CпектpьI Я.цернtrгo мtlгIlиTцoгo pезolraнсa
BьIсoкогo р{LзpеIIIеIil{я _ М.: Изд-вo иIroсTр. tпlт' _ 1962' _ 430с'
18. Tеpмод,rнaмиqескЕе^свойствa IЦIдиBI,IдyaJIьIIьD( Bеществ / Под pед. B.П. Глyrкoвa. -
М.: Hayкa, |978. _ 495c.
19. Gaussiаn 03, Revision Е.0i / М.J. Frisсh, G. $/. Тruсks, }I. B. Sсhlеgеl еt al. \Yailingfоrd,,
Gaussiащ Inс., CT' 2004.
20. GAМЕss 1993 / Ь4.W' Sсhmidt; K.K. Ba]dridge, J.A. Boatz eI a1//J' Comрut. Сhеm. _
l993. * V. 14. _ P. |з47-|з63'
|2З
21. Shulga o.V., Kеrсhhoff J., Turov V.V. Тhе influеnсе of thе dispеrsеd oхidеs on thе
: - - t ^ J ^ ^ ^ ^ f + L ^ * : ^ - ^ ^ ; ^ + ^ l l : - ^ ^ ^ llltlЕlla!Е ЕrrgrBJ Ur iлс miсгOuгistiii,iiliс ссiiuiоsе in watет suspеnsion, mеsороrоus and
miсroporous matеrials // Chеmistry, Physiсs and Tесhnology оf Surfaсе. _ 2001. - Ns и.
-P.2671',74.
22. Связagтlaя вo.цa B ги.цpoгеJIях кpaхмaлa' сoДеpжaщих добaвки BьIсoкo.циспеpсIIoгo
кpемнеземa / B'B. Typов, A.A. Hoвзa, P. ЛебoДa, Я. Cкyбишrевскa.Зиебa vт цp. l/ Пpoбп.
кpиобиoл. и Цpиoме,ryIциньl - 2005. _ T. 15. _ С. 6з6444.
23. tntеrfaсial phеnomеna in starсh/fumеd siliсa at variеd hydration lеvеls / V.М. Gun'ko,
P. Pissis, A. Spanoudaki et a| ll СoI|. surf. A - 2008. - v. 320. -P,247-259 '
E,FFЕсT oF QUЕ,RсЕTINЕ' NANOSILIсA AND ORGANIC
soLvЕNTs oN STARCH }IYDRATION
Y.V. Turov, V.М. Gun'ko, V.N. Barvinсhrnkо' A.A. Turоva' A.A. Rugal'
P.P. Gorbyk
Сhuikю Institutе of Suфce Chеmistrу, NАS of Ulсrаinе
Generаl Nаumov Strееt 17, 03]б4, Kiw-Iб4
Stаtе апd structurаl chаrасtеristiсs of wаtеr bound to stаrch аnd an inJluеnce of nаnosilicа,
quercitin immobilizеd on nаnosiliса's suфсе аnd organic solvеnts (сhlorфrm вnd
dimеtlrylsulfoхidе) wеrе studiеd using low1еmpеrаturе , H NMR spеctroscopу, NMR-
сryoporometrу аnd quantum сhеmisф methods. It wаs еstаblishеd thаt iп|ефсiаl wаtеr'wаs in
а clustеr stаtе. Аdditioпаlу, solid phаsе stabilizеd clustеrizаtion of wеаklу аssociаted у'latеr (3
- 4 uй of totаl |уаtеr coпсеntrаtion) in the prеseпсе оf wеаklу polаr chlorфrm mеdium. Аll
inteфсiаl wаtеr аppеаrrd ta be stronglу bound withaut аddition of dimеthуlsulfaхide апd сl
pоrtiaп of this wаtеr \rаnforms intо wеaklу bouпd in а miхturе of solvеnts thаt tеstifu
signiticапt rе-orgаnizаtion of boundwаtеr Structure in thе prеsеnсе of diпеthуlsulfoхidе.
B IIЛI,IB кB Е P цЕ TI4IIУ, tIAIIoкPЕ,lvlttЕз Е1\{У TA
OPгAIIIЧIIих PoзЧиtItIикIB IIA гIДPATAЦIIO
кPoxMAЛIo
B.B. Tyрoв, B.M. Гyнькon B.H. Бapвинчeнкo' A.A. TypoBa' A.A. Pyгaльo
П.П. Гоpбик
Iнcmumуm хiмii пoвеpхнi i,,14. О.О. Чуйка I{АH Укpаiнu
вуJI. ГенepаJlа Hаул,toва, ]7, 03lб4, Кuiв-]64
Mеmodаllu |luзI'кomемtlеpаmуpнot IH ЯMP сnewnpoскonii, ЯMP-кpiotlopoмеmpit па
кваtmoвo-хLuiчнozo мodелюваttня dtlcлidэrcенo cmсnr, cmpукmуpнi хаpсIюnеpuсmuкu вodu, зв'язанoi.
кpoхJ|4але.e|, i вnлuв на нuх iммoбiлiзoвсlнo?o на noвеpхнi квеpцеmuну, нсlнoltpем4не.tеJ|lу i opzанiuнttх
poзншtнuкiв (хлopoфopму i dшuеmuлcулъфoкcuф), Bcmанoвленo, щo l,ticюфазна вodа знаlсodumьcя
в к]tсlс7|1еpнo14у cmанi, npuuoл,tу в npucуmнОсmi cла6onoляpнozo cepеdoвuща х,lopoфopл,tу, mвеpdа
фаза cmабiлiзуе фoplvlуванttя клаcrnepiв слабoacoцiйoванot вodu, кoнценmpацii якoi сlслаdас 3 - 4
96 вid заzальнoi кoнцeнmpацii вaDu' Без Doбавoк dtlлаеmuлcульфoкcЙу вcя cлабoаcaцiйoвана вodа
e cIIЛьнoЗв'ЯЗсп|oIo, а в змiutаншх poзчutltluксlх чаcm||нсt fi cmаe cлабoзв,язанoю, щo cвiduumь npo
знаuну nepе1уdoву nid вflJluвoJ|| dшletnucульфoкcudа cmpукmуpu зв'язанoi вodu,
124
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-369 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:38Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/1e/1e84f8a9bc97ed60521a2402e17f821e.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3692018-11-27T09:39:36Z Effect of quercetine, nanosilica and organic solvents on starch hydration Влияние кверцетина, нанокремнезема и органических растворителей на гидратацию крахмала Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю Turov, V. V. Gun'ko, V. M. Barvinchenko, V. N. Turova, A. A. Rugal, A. A. Gorbyk, P. P. State and structural characteristics of water bound to starch and an influence of nanosilica, quercitin immobilized on nanosilica’s surface and organic solvents (chloroform and dimethylsulfoxide) were studied using low-temperature lH NMR spectroscopy, NMR-cryoporomelry and quantum chemisty methods. It was established that interfacial water was in a cluster state. Additionaly, solid phase stabilized clusterization of weakly associated water (3 — 4 % of total water concentration) in the presence of weakly polar chloroform medium. All interfacial water appeared to be strongly bound without addition of dimethylsulfoxide and a portion of this water tranforms into weakly bound in a mixture of solvents that testify significant re-organization of bound water structure in the presence of dimethylsulfoxide. Методами низкотемпературной 1Н ЯМР спектроскопии, ЯМР-криопорометрии и квантовохимического моделирования исследовано состояние, структурные характеристики воды, связанной крахмалом, и влияние на них иммобилизованного на поверхности кверцетина, нанокремнезема и органических растворителей (хлороформа и диметилсульфоксида). Установлено, что межфазная вода находится в кластерном состоянии, причем в присутствии слабополярной среды CDCI3, твердая фаза стабилизирует формирование кластеров слабоассоциированной воды (WAW), концентрация которой составляет 3—4% от общей концентрации воды. Без добавок ДМСО вся WAW является сильносвязанной, а в смешанных растворителях часть ее становится слабосвязанной, что свидетельствует о значительной перестройке под влиянием ДМСО структуры связанной воды. ДМСО уменьшает взаимодействие кластеров SAW с поверхностью. Методами низькотемпературної 1Н ЯМР спектроскопії, ЯМР-кріопорометрії та квантово-хімічного моделювання досліджено стан, структурні характеристики води, зв'язаної крохмалем, і вплив на них іммобілізованого на поверхні кверцетину, нанокремнезему і органічних розчинників (хлороформу і диметилсульфоксиду). Встановлено, що міжфазна вода знаходиться в кластерному стані, причому в присутності слабополярного середовища хлороформу, тверда фаза стабілізує формування кластерів слабоасоційованої води, концентрація якої складає 3-4 % від загальної концентрації води. Без добавок диметилсульфоксиду вся слабоасоційована вода є сильнозв ’язаною, а в змішаних розчинниках частина її стає слабозв'язаною, що свідчить про значну перебудову під впливом диметисульфоксида структури зв'язаної води. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/369 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 108-124 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 108-124 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 108-124 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/369/366 Авторське право (c) 2009 V.V. Turov, V.M. Gun’ko, V.N. Barvinchenko, A.A. Turova, A.A. Rugal, P.P. Gorbyk |
| spellingShingle | Turov, V. V. Gun'ko, V. M. Barvinchenko, V. N. Turova, A. A. Rugal, A. A. Gorbyk, P. P. Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title | Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title_alt | Effect of quercetine, nanosilica and organic solvents on starch hydration Влияние кверцетина, нанокремнезема и органических растворителей на гидратацию крахмала |
| title_full | Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title_fullStr | Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title_full_unstemmed | Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title_short | Вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| title_sort | вплив кверцетину, нанокремнезему та органічних розчинників на гідратацію крохмалю |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/369 |
| work_keys_str_mv | AT turovvv effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT gunkovm effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT barvinchenkovn effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT turovaaa effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT rugalaa effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT gorbykpp effectofquercetinenanosilicaandorganicsolventsonstarchhydration AT turovvv vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT gunkovm vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT barvinchenkovn vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT turovaaa vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT rugalaa vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT gorbykpp vliâniekvercetinananokremnezemaiorganičeskihrastvoritelejnagidrataciûkrahmala AT turovvv vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû AT gunkovm vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû AT barvinchenkovn vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû AT turovaaa vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû AT rugalaa vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû AT gorbykpp vplivkvercetinunanokremnezemutaorganíčnihrozčinnikívnagídratacíûkrohmalû |