Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки
Caffeic acid (CA) is a phenolic, natural, biologically active compound with pronounced antioxidant and antimicrobial properties. It has a great potential for use in medicine and cosmetology and can also be used to obtain a number of other useful chemicals. Therefore, research aimed at improving the...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/741 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543960341676032 |
|---|---|
| author | Nastasiienko, N. S. Kulik, T. V. Ilchenko, M. M. Palianytsia, B. B. Nastasiienko, A. I. Shaw, G. Davies, P. R. Wass, D. Kartel, M. T. |
| author_facet | Nastasiienko, N. S. Kulik, T. V. Ilchenko, M. M. Palianytsia, B. B. Nastasiienko, A. I. Shaw, G. Davies, P. R. Wass, D. Kartel, M. T. |
| author_sort | Nastasiienko, N. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-19T09:42:35Z |
| description | Caffeic acid (CA) is a phenolic, natural, biologically active compound with pronounced antioxidant and antimicrobial properties. It has a great potential for use in medicine and cosmetology and can also be used to obtain a number of other useful chemicals. Therefore, research aimed at improving the technologies for removing caffeic acid from plant raw materials and its processing is relevant. In our work, we have studied the complexes of caffeic acid with nanosized Al2O3, which is usually used in various plant biomass conversion technologies, using FT-IR spectroscopy, temperature-programmed desorption mass spectrometry (TPD MS), and DFT calculations. The FT-IR spectra analysis shows that CA can interact with aluminum oxide via both the carboxyl and phenolic groups. Based on the measured differences between carbonyl symmetric and asymmetrc vibrational peaks (??), it was found that carboxylate complexes of CA on the Al2O3 surface can have bidentate and monodentate structures. The mass spectrometric data analysis made it possible to identify compounds of 4-vinyl catechol, pyrocatechol, and phenol, which are decomposition products of the formed carboxylate and phenolic complexes. It was found that on the surface of the studied CA/Al2O3 samples, CA chelate complexes, formed with the participation of both OH groups of the aromatic ring, predominate. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:28Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-741 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:57Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7412025-06-19T09:42:35Z Caffeic acid complexes over alumina surface: FTIR, TPD MS and DFT calculations Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки Nastasiienko, N. S. Kulik, T. V. Ilchenko, M. M. Palianytsia, B. B. Nastasiienko, A. I. Shaw, G. Davies, P. R. Wass, D. Kartel, M. T. biomass carboxylate complexes chelate complexes 4-vinyl catechol pyrocatechol phenol pyrolysis biomass conversion technologies біомаса карбоксилатні комплекси хелатні комплекси 4-вінілкатехол пірокатехол фенол піроліз технології конверсії біомаси Caffeic acid (CA) is a phenolic, natural, biologically active compound with pronounced antioxidant and antimicrobial properties. It has a great potential for use in medicine and cosmetology and can also be used to obtain a number of other useful chemicals. Therefore, research aimed at improving the technologies for removing caffeic acid from plant raw materials and its processing is relevant. In our work, we have studied the complexes of caffeic acid with nanosized Al2O3, which is usually used in various plant biomass conversion technologies, using FT-IR spectroscopy, temperature-programmed desorption mass spectrometry (TPD MS), and DFT calculations. The FT-IR spectra analysis shows that CA can interact with aluminum oxide via both the carboxyl and phenolic groups. Based on the measured differences between carbonyl symmetric and asymmetrc vibrational peaks (??), it was found that carboxylate complexes of CA on the Al2O3 surface can have bidentate and monodentate structures. The mass spectrometric data analysis made it possible to identify compounds of 4-vinyl catechol, pyrocatechol, and phenol, which are decomposition products of the formed carboxylate and phenolic complexes. It was found that on the surface of the studied CA/Al2O3 samples, CA chelate complexes, formed with the participation of both OH groups of the aromatic ring, predominate. Кавова кислота є фенольною природною біологічно активною сполукою з вираженими антиоксидантними та антимікробними властивостями, яка має великий потенціал застосування в медицині і косметології, а також може використовуватися для отримання ряду інших корисних хімікатів. Тому дослідження, спрямовані на вдосконалення технологій вилучення кавової кислоти з рослинної сировини, а також її переробки, є актуальними. В нашій роботі вивчалися комплекси кавової кислоти з нанорозмірним Al2O3, який зазвичай застосовують в різних технологіях конверсії рослинної біомаси. Структуру та тип утворених комплексів СА досліджено за допомогою ІЧ-спектроскопії, температурно-програмованої десорбційної мас-спектрометрії (ТПД МС) та квантовохімічних методів. Аналіз отриманих ІЧ-спектрів свідчить, що СА може взаємодіяти з нанорозмірним оксидом алюмінію як карбоксильною так і фенольними групами. На основі розрахованих значень D? встановлено, що карбоксилатні комплекси СА на поверхні Al2O3 можуть мати бідентатну та монодентатну структури. Аналіз мас-спектрометричних даних дозволив ідентифікувати сполуки 4-вінілкатехолу, пірокатехолу та фенолу, які є продуктами розкладу утворених карбоксилатних та фенольних комплексів. Виявлено, що на поверхні досліджених зразків СА/Al2O3 переважають хелатні комплекси СА, які утворюються за участі обох ОН-груп ароматичного кільця. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-08-31 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/741 10.15407/hftp15.03.429 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 3 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 429-438 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 3 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 429-438 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 3 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 429-438 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.03 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/741/757 Copyright (c) 2024 N. S. Nastasiienko, T. V. Kulik, M. M. Ilchenko, B. B. Palianytsia, A. I. Nastasiienko, G. Shaw, P. R. Davies, D. Wass, M. T. Kartel |
| spellingShingle | біомаса карбоксилатні комплекси хелатні комплекси 4-вінілкатехол пірокатехол фенол піроліз технології конверсії біомаси Nastasiienko, N. S. Kulik, T. V. Ilchenko, M. M. Palianytsia, B. B. Nastasiienko, A. I. Shaw, G. Davies, P. R. Wass, D. Kartel, M. T. Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title | Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title_alt | Caffeic acid complexes over alumina surface: FTIR, TPD MS and DFT calculations |
| title_full | Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title_fullStr | Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title_full_unstemmed | Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title_short | Комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: ІЧ спектроскопія, TПД МС та DFT розрахунки |
| title_sort | комплекси кавової кислоти на поверхні оксиду алюмінію: іч спектроскопія, tпд мс та dft розрахунки |
| topic | біомаса карбоксилатні комплекси хелатні комплекси 4-вінілкатехол пірокатехол фенол піроліз технології конверсії біомаси |
| topic_facet | biomass carboxylate complexes chelate complexes 4-vinyl catechol pyrocatechol phenol pyrolysis biomass conversion technologies біомаса карбоксилатні комплекси хелатні комплекси 4-вінілкатехол пірокатехол фенол піроліз технології конверсії біомаси |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/741 |
| work_keys_str_mv | AT nastasiienkons caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT kuliktv caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT ilchenkomm caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT palianytsiabb caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT nastasiienkoai caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT shawg caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT daviespr caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT wassd caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT kartelmt caffeicacidcomplexesoveraluminasurfaceftirtpdmsanddftcalculations AT nastasiienkons kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT kuliktv kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT ilchenkomm kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT palianytsiabb kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT nastasiienkoai kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT shawg kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT daviespr kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT wassd kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki AT kartelmt kompleksikavovoíkislotinapoverhníoksidualûmíníûíčspektroskopíâtpdmstadftrozrahunki |