Комплексообразование циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в растворах неорганических солей тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ
|
Чибунова, Екатерина Сергеевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Иваново
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2015
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.04
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
9 15-2/190
На правах рукописи
Чибунова Екатерина Сергеевна
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ С АРОМАТИЧЕСКИМИ КАРБОНОВЫМИ КИСЛОТАМИ В РАСТВОРАХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ
02.00.04 - физическая химия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Иваново-2015
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии растворов им. Г.А. Кресшва Российской академии наук (ИХР РАН)
Научный руководитель: доктор химических наук, доцент
Терехова Ирина Владимировна
Официальные оппоненты: Грачев Михаил Константинович
доктор химических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет». Институт химии и биологии, кафедра органической химии химического факультета, и.о. заведующего кафедрой
Пуховская Светлана Геннадьевна
доктор химических наук, старший научный сотрудник, ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет», кафедра неорганической химии, профессор
Ведущая организация: Федеральное государственное автономное образо-
вательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Защита состоится «19» ноября 2015 года в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 002.106.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии растворов им. ГА. Крестова Российской академии наук по адресу: 153045, г. Иваново, ул. Академическая, д. 1
тел.: (4932)336272, факс (4932)336237, e-mail: dissovet@isc-ras.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ИХР РАН http://www.isc-ras.ru по ссылке http://www.isc-ras.nj/?q=ru/deyatelnost/dissertacionnyy-sovet/
Автореферат разослан « » C£icesrt<&ipu&2015 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Антина Е. В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАвф^уд^^ > "аV.7<члг.
Актуальность темы и степень ее разработанности. Микрокапсулирование лекарственных и биологически значимых соединений становится все более популярным в фармацевтике, косметологии и пищевой индустрии, поскольку позволяет решить многие прикладные задачи, такие как предохранение активного ингредиента от воздействия внешней среды и преждевременного метаболизма, постепенное высвобождение в нужных дозах в течение необходимого времени, повышение растворимости, биодоступности и активности.
Одним из направлений микрокапсулирования является создание циклодекстриновых комплексов. Циклодекстрины представляют собой природные макроциклические олигосаха-риды, состоящие из остатков глюкозы. Благодаря наличию внешней гидрофильной поверхности и внутренней гидрофобной полости циклодекстрины способны образовывать водорастворимые комплексы включения типа «гость-хозяин» со многими органическими молекулами. В связи с этим, к настоящему времени накоплен достаточно богатый материал по ком-плексообразованию циклодекстринов с различными органическими субстратами. В большинстве работ внимание исследователей направлено на определение структуры комплексов и их устойчивости в растворе, и лишь в незначительной части публикаций рассматриваются эффекты среды (природа и состав растворителя, рН) в комплексообразовании циклодекстринов.
Применение лекарственных препаратов и биологически активных веществ, капсули-рованных циклодекстринами, предполагает, что они в виде комплексов включения попадают в биологическую среду живого организма, основными компонентами которой, кроме воды, являются неорганические соли. Присутствие солей может привести к усложнению взаимодействий и, таким образом, значительно изменить представление о комплексообразовании, полученное для чисто водных растворов. Именно специфические солевые эффекты могут быть непредсказуемыми, и их выявление и детальное описание является необходимым.
Цель исследования состояла в установлении основных закономерностей влияния неорганических солей, составляющих основу биологических жидкостей и обеспечивающих функционирование живых систем, на комплексообразование циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами, некоторые из которых являются витаминами и лекарственными препаратами.
Основные задачи исследования заключались в следующем: - провести термодинамическое и структурное описание комгшексообразования а- и |3-циклодекстринов с никотиновой, бензойной и аминобензойными кислотами в воде и в растворах биологически значимых неорганических солей (КС1, ЫаС1, СаС12, КВг, КН2Р04иК2804);
- выявить специфическое влияние катионов и анионов (СГ, Вг~, Н2Р04" ЭО^2") на процессы комплексообразования, которое определяется способностью неорганических ионов вступать во взаимодействия с циклодекстринами и кислотами;
- рассмотреть возможность образования тройных комплексов ЦЦ/кислота/ион;
- проанализировать влияние природы и свойств неорганических ионов на термодинамические и структурные характеристики процессов образования комплексов а- и р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами;
- установить зависимость проявления эффектов неорганических солей от строения цикло-декстринов и кислот.
Научная новизна. В диссертационной работе с привлечением методов 'Н ЯМР и УФ-спектроскопии впервые исследовано влияние неорганических солей на комплексообразова-ние а- и Р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами. Показано, что при добавлении в раствор электролитов происходит изменение термодинамических параметров комплексообразования циклодекстринов с кислотами, в то время, как структура комплексов остается неизменной. Установлено, что специфическое влияние Са2+ и проявляющееся в ослаблении комплексообразования циклодекстринов с кислотами, обусловлено электростатическим притяжением катионов к карбоксильным группам кислот и последующим образованием ионных пар -СОО .. .Са^'. По сравнению с Вг" и Н2Р04", эффекты СГ и 3042 являются неспецифическими и определяются изменением ионной силы раствора. Бромид-ион способен образовывать с циклодекстринами комплексы включения и конкурировать с молекулой кислоты за расположение внутри макроциклической полости. Анион Н2РО4" вступает в конкурирующие взаимодействия с кислотами, что приводит к ослаблению устойчивости комплексов циклодекстринов с кислотами. Впервые обнаружен и охарактеризован тройной комплекс Р-циклодекстрин/НгРС^Убензойная кислота.
Выявлено, что влияние двухзарядных катионов, а также объемных и менее гидратиро-ванных неорганических анионов на комплексообразование циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами является более существенным. Специфичность эффектов солей определяется природой электролита, строением и ионизационным состоянием молекул кислот и одинаково проявляется в комплексообразовании а- и Р-циклодекстринов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты диссертационного исследования позволяют глубже понять роль неорганических солей в процессах комплексообразования циклодекстринов с карбоновыми кислотами. На их основе показано, что при обсуждении термодинамических параметров комплексообразования циклодекстринов с кислотами в растворе фонового электролита необходимо принимать во внимание не только изменение ионной силы раствора, но и возможные специфические взаимодействия неорганических ионов с органическими реагентами. Как правило, понижение устойчивости комплексов циклодекстринов с кислотами, наблюдающееся при введении в раствор фонового электроли-
та, обусловлено протеканием конкурирующих взаимодействий циклодекстрин-ион и кислота-ион. Напротив, повышение констант устойчивости комплексов связано с процессом образования тройного комплекса циклодексгрин/ион/кислота. Полученные в работе данные представляют интерес для исследователей, работающих в области физической химии растворов и суттрамолекулярных соединений.
Результаты, полученные в диссертационной работе, представляют не только научный, но и практический интерес. Данные о влиянии неорганических солей, составляющих основу внутренней среды живого организма, на комплексообразование циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами могут быть использованы при разработке процессов мик-рокапсуляции биологически активных веществ. Показано, что неорганические соли не влияют на стехиометрический состав и способ образования комплексов циклодекстринов и ароматическими карбоновыми кислотами. Устойчивость комплексов включения понижается в присутствии большинства неорганических солей, причем влияние анионов Вг~ и Н2Р04" и двухзарядных катионов Са2+ и наиболее выражено. Установленные закономерности проявления солевых эффектов важны для фармацевтики и могут быть полезны при прогнозировании поведения получаемых комплексов включения в условиях, приближенных к физиологическим.
Методология и методы диссертационного исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с привлечением 'Н ЯМР и УФ-спектроскопии, калориметрии растворения, метода изотермического насыщения. Сочетание нескольких экспериментальных методов позволило получить целостную информацию о комплексообразовании в рассматриваемых системах: установить способ образования комплексов и их стехиометрический состав, рассчитать и проанализировать термодинамические параметры комплексообразования. Компьютерное моделирование равновесий в растворах было выполнено с целью выбора наиболее оптимальных условий проведения эксперимента и корректного обсуждения полученных результатов.
В работе использовалось оборудование Центра коллективного пользования «Верхневолжский региональный центр физико-химических исследований» при ИХР РАН.
Положения, выносимые на защиту:
- термодинамика и способ образования комплексов а- и р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в воде и в растворах неорганических солей;
- селективность комплексообразования а- и Р-цитслодекстринов с неорганическими анионами в воде;
- взаимодействия неорганических катионов с ароматическими карбоновыми кислотами в водном растворе;
- влияние анионов на комплексообразование а- и р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами;
- эффекты катионов в процессах образования комплексов включения циклодекстринов с рассматриваемыми кислотами;
- термодинамика образования тройного комплекса циклодекстрин/кислота/ион;
- взаимное влияние неорганических катионов и анионов на комплексообразование а- и (3-циклодекстринов с никотиновой и .мешоаминобензойными кислотами.
Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается использованием современного оборудования и методов физико-химического анализа, а также подтверждается воспроизводимостью экспериментальных данных. Термодинамические параметры комплексообразования циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в воде, полученные в данной работе и имеющиеся в литературе, хорошо согласуются между собой. Результаты, выносимые на защиту, и выводы по работе не противоречат основным теоретическим положениям в области физической и супрамолекулярной химии.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Диссертационная работа была выполнена в лабораториях ИХР РАН «Химия гибридных наноматериалов и супрамолекулярных систем» (2012-2014 гг.) и «Физическая химия лекарственных соединений» (2015 г.) в соответствии с планом НИР «Научные и технологические основы получения функциональных материалов и нанокомпозитов» (№ гос. регистрации 01201260483, 2012-н.в.).
Работа поддерживалась грантами РФФИ №12-03-97516-р_центр_а (2012-2014 гг.) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гт.» (№8839, 2012-2013 гг.). Часть результатов была получена при сотрудничестве с Институтом физической химии ПАН (г.Варшава, Польша).
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: Научная конференция-фестиваль студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2012 г.); IX Региональная студенческая научная конференция «Фундаментальные науки специалисту нового века» (Иваново, 2012 г.); VII, VIII и IX Всероссийских школах-конференциях молодых ученых «Теоретическая и прикладная химия жидкофазных систем» (Иваново, 2012, 2013, 2014 гг.); IX Всероссийская конференция «Химия и медицина» с молодежной научной школой по органической химии (Уфа, 2013 г.); XIX and XX International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia (Москва. 2013 г.; Нижний Новгород, 2015 г.); 11th Mediterranean Conference on Calorimetry and Thermal Analysis (Греция, Афины, 2013 г.); Ill Международная конференция «Супрамолекулярные системы на поверхности раздела» (Туапсе, 2013 г.); XXVI Международная Чугаевская конференция по координационной химии (Казань, 2014 г.); Всероссийская молодежная конференция-школа с международным участием «Достижения и проблемы современной химии» (Санкт-Петербург, 2014 г.); XII
Всероссийская конференция с международным участием «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. От эффектов в растворах к новым материалам» (Иваново, 2015 г.).
Личный вклад автора заключается в изучении и анализе литературных источников, проведении экспериментальных исследований и расчете термодинамических и структурных характеристик исследуемых процессов. Постановка цели и задач исследования, написание публикаций и обсуждение результатов проводилось совместно с научным руководителем. Результаты исследования были представлены автором в докладах на конференциях различного уровня.
Автор выражает благодарность д.х.н. Альперу Г.А. и к.х.н. Кумееву P.C. за помощь в проведении ЯМР эксперимента.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы полностью отражены в 19 научных работах: 5 статьях в ведущих зарубежных рецензируемых научных журналах, включенных в Перечень рекомендованных ВАК Российской Федерации, и в тезисах 14 докладов на Всероссийских и Международных конференциях.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, глав литературного обзора, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов и списка использованной литературы (209 источников). Содержание работы изложено на 150 страницах печатного текста, включая 24 таблицы и 47 рисунков.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, определены ее теоретическая и практическая значимость, научная новизна, личный вклад автора и основные положения, выносимые на защиту.
Глава 1 (Литературный обзор) состоит из трех разделов. Раздел 1.1 посвящен описанию основных физико-химических и комплексообразующих свойств неорганических ионов, а также их роли в биохимических процессах. В разделе 1.2 представлен обзор публикаций, в которых проанализировано влияние неорганических солей на свойства ароматических карбоновых кислот. В разделе 1.3 приведены данные по структуре и свойствам цикло-декстринов, их комплексам с ароматическими карбоновыми кислотами и неорганическими ионами в водном растворе, рассмотрено специфическое и неспецифическое влияние электролитов на константы равновесия реакций комплексообразования, изложены основные закономерности влияния неорганических солей на процессы образования комплексов «гость-хозяин». В заключении к главе отмечено, что эффекты солей в процессах образования комплексов включения циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами не иссле-
7
довались ранее, поэтом)' результаты, представленные в диссертационной работе, являются полученными впервые.
Глава 2 (Экспериментальная часть) включает описание объектов исследования, используемого оборудования, методик проведения эксперимента и способов обработки полученных данных.
Глава 3 (Обсуждение результатов) состоит из пяти разделов, в которых анализируются полученные спектральными методами термодинамические и структурные характеристики комплексообразования а- и ß-циклодекстринов (ЦЦ) с бензойной (БК), никотиновой (НК), /гс/ра-аминобензойной (пАБК) и ,ме/ш-аминобензойной (мАБК) кислотами в воде и в 0.2М растворах электролитов. Рассматриваемые неорганические соли были подобраны таким образом, что одна серия имеет общий катион (KCl, KBr, K2S04. КН2Р04), а другая - общий анион (KCl, NaCl, СаС12, MgCl2). В этом случае можно выявить отдельно влияние анионов и катионов на комплексообразование ЦЦ с кислотами.
Как известно, эффекты электролитов в комплексообразовании могут быть неспецифическими и специфическими. Первые из перечисленных определяются изменением ионной силы раствора и не зависят от природы электролита; вторые обусловлены способностью неорганических ионов взаимодействовать с молекулами кислоты и/или ЦД. Поэтому, возможность протекания таких специфических взаимодействий должна учитываться при интерпретации комплексообразования ЦД с кислотами в растворах солей.
В разделе 3.1 рассматриваются взаимодействия ЦД с неорганическими солями. В литературе имеются публикации, в которых представлены результаты компьютерного моделирования, свидетельствующие о том, что проникновение катионов в полость ЦД маловероятно. Для подтверждения этого факта нами было проведено экспериментальное исследование взаимодействий Na+, К+, Mg2+ и Са2+ с а-ЦД и ß-ЦД в воде. С этой целью, *Н ЯМР спектры а-ЦД и ß-ЦД были сняты в дейтерированной воде в присутствии избыточных количеств NaCl, KCl, MgCl2 и СаС12. В спектрах ЦД проявляются сигналы протонов Н-1, Н-2, ЬМ и Н-6, расположенных во внешней поверхности ЦД, и сигналы протонов Н-3 и Н-5, находящихся внутри полости у широкого и узкого обода молекулы ЦД соответственно. На рис. 1 в качестве примера представлены зависимости изменений химических сдвигов протонов ЦД (Д5) от концентрации солей. Как видно, добавление солей вызывает заметное смещение химических сдвигов протонов а-ЦД и ß-ЦЦ, однако прямолинейность изотерм связывания указывает на слабые взаимодействия катионов с ЦД. Таким образом, нами не была выявлена координация неорганических катионов во внешней поверхности ЦД и внутри макроциклической полости.
Напротив, неорганические анионы могут образовывать комплексы включения с ЦД. На рис. 2 представлены зависимости изменений химических сдвигов протонов а-ЦД и ß-ЦД
Рис. 1. Зависимости изменений химических сдвигов протонов а- и р-циклодексгринов (0.005 моль/кг) от концентрации солей (020, Т=298.15 К)
Рис. 2. Зависимости изменений химических сдвигов протонов а- и (Цшклодекстринов от концентрации солей калия (020, Т=298.15 К)
от концентрации солей калия. Для всех протонов а-ЦД и Р-ЦД наблюдались линейные корреляции между Д8 и концентрацией солей КС1, КН2РО4 и К2804. Исключение составляли системы с содержанием КВг, для которых были получены наибольшие смещения химических сдвигов протонов Н-5 и проявлялось отклонение концентрационных зависимостей от линейности. Это свидетельствует о включении Вг" в макроциклическую полость и наиболее вероятном его расположении около узкого обода (вблизи протонов Н-5) молекулы ЦД. Комплексы включения Вг" с ЦД являются слабыми (К(а-ЦД/Вг")=0.24±0.05 кг/моль, К(р-ЦД/Вг" )=0.17+0.03 кг/моль).
Таким образом, в ходе проведенного 'Н ЯМР спектроскопического исследования было показано, что среди рассматриваемых ионов (К+, Ыа". М£2+, Са2+. Вг", СГ, 8042" и Н2Р04) только бромид способен к комплексообразованию с а-ЦД и Р-ЦД в водном растворе.
Раздел 3.2 посвящен изучению взаимодействий неорганических катионов с ароматическими карбоновыми кислотами. Из литературы [J. Лт. Chem. Soc. 131 (2009) 10854; J. Phys. Chem. В. 114 (2010) 12607] известно, что К+ и Na+ не вступают в комплексообразование с органическими кислотами, в этом случае происходит образование только контактных или сольваторазделенных ионных пар. Напротив, образование комплексов Са2 и Mg2+ с кислотами возможно. Поэтому, взаимодействия С а2 и Mg2+ с рассматриваемыми ароматическими карбоновыми кислотами были исследованы с привлечением калориметрии титрования. 'Н ЯМР и УФ-спектроскопии. Следует отметить, что эксперимент с НК и мАБК проводился в воде, и в этом случае преобладающими (>90 %) были цвиттерионные формы кислот. Измерения для БК и пАБК были выполнены в водном растворе, значение рН которого поддерживалось равным 8-8.5 с целью достижения полной ионизации карбоксильных групп кислот.
На рис. 3 и 4 в качестве примера представлены результаты калориметрического и УФ-спектроскопического изучения взаимодействий Са2+ и Mg2+ с БК, НК, пАБК и мАБК. Изотермы связывания были прямолинейными для всех систем, что указывало на слабые, не сопровождающиеся комплексообразованием взаимодействия кислот с двухзарядными катионами. Факт отсутствия комплексообразования объясняется высокой энергией гидратации катионов Са"+ и Mg2+ и возможностью образования ими в водном растворе аква- и гидроксо-комплексов.
0,05 0,1« 11,15 »,00 0,01 0,02 0,03 0,М ,).|И|,1 (1,1*15 0.010 0,015 0.1Ш
ш(НК), моль/кг ш(мАБК). мш1ь/кг ш(ЬК), моль/кг
Рис. 3. Зависимости энтальпии переноса С'аС12 и MgCl2 из воды в водные растворы кислот от концентрации кислот (Т=298.15 К)
НК+СаС1,
HK+MgCl
т(Са(Л1), моль/кг т(М«С1;), моль/кг
Рис. 4. Зависимости оптической плотноста водных растворов никотиновой (1.8-10"4 моль/кг) и.ийЯйг-аминобензойной (7.4-10"4 моль/кг) кислот от концентрации неорганических солей
Нами было проведено изучение взаимодействий НК с неорганическими катионами с привлечением *Н ЯМР спектроскопии. Зависимости изменений химических сдвигов протонов НК от концентрации солей (рис. 5) хорошо описываются уравнением прямой, и это еще раз свидетельствует об отсутствии комплексообразования. Обнаружено, что характер изменения Д5 не является одинаковым доя всех протонов НК и зависит от природы соли. В частности, при добавлении КС1 сигналы всех протонов НК смещаются в сторону слабого поля. Значения А5 протонов НК небольшие и примерно одинаковые, что, вероятнее всего, обусловлено электрическим полем, создаваемым электролитом. В присутствии СаС12 наблюдается сильнопольный сдвиг сигналов протонов Н-5' и Н-6', которые расположены вблизи карбоксильной группы НК. В растворе MgCl2 сигналы всех протонов НК смещаются в область сильного поля, и Д5(Н-5') и Д5(Н-6') максимальны. Мы предполагаем, что существенные изменения сигналов протонов Н-5' и Н-6' обусловлены притяжением Са2+ и Mg2+ к карбоксильной группе НК и последующим образованием ионных пар -С 00".. .Cat2H . Катион Mg2+, обладающий более высокой плотностью распределения заряда, сильнее взаимодействует с карбоксилатом, что отражается на значениях Д8 (рис. 5).
пц К СО. моль/кг
m(CaCl), моль/кг
m(MgCI), моль/кг
Рис. 5. Зависимости изменений химических сдвигов протонов никотиновой кислоты от концентрации солей (ОгО, Т=298.15 К)
Таким образом, рассматриваемые катионы не вступают в комплексообразование с НК, БК, пАБК и мАБК в водном растворе, но участвуют в образовании ионных пар за счет электростатического притяжения к ионизированным карбоксильным группам кислот. На основе литературных и полученных экспериментальных данных выявлена последовательность, демонстрирующая ослабление сродства катионов к -СОО" группам ароматических карбоновых кислот: Mg2+ = Са2+ > Na+ > К+.
В разделе 3.3 обсуждаются эффекты анионов СГ, Вг", Н2Р04" и S042" в комплексообра-зовании ЦЦ с кислотами. На диаграммах (рис. 6) приведены изменения химических сдвигов протонов ЦЦ (\8), обусловленные комплексообразованием с кислотами. Как видно, суще-
ственные изменения наблюдаются для химических сдвигов внутренних протонов ЦД Н-3 и Н-5, что связано с проникновением кислот в полость макроциклов. Для комплексообразова-ния а-ЦД характерно смещение химического сдвига протонов Н-3 в сторону сильного поля (Дс5<0). а протонов Н-5 в сторону слабого поля (Дс8>0). Это свидетельствует о частичном включении молекул кислот в полость се-ЦЦ, при этом карбоксильная группа находится вблизи протонов Н-5, а часть ароматического кольца - около протонов Н-3 (рис. 7). Напротив, кислоты глубоко проникают в полость Р-ЦЦ, при этом сигналы протонов Н-3 и Н-5 Р-ЦД претерпевают слабопольньш сдвиг (Дс8>0). Ароматическое кольцо кислот полностью располагается внутри полости Р-ЦЦ, а карбоксильная группа — около узкого обода молекулы макроцикла (рис. 7).
о-ЦД+БК
а-ЦД+пАБК
а-ЦД+мАБК
а-ЦД+НК
1-1 Н-2 НО Н-4 № Н-6
Н-1 Н-2 Н-3 ¡1-4 н-5 Н-6
Н-1 Н-2 Н-3 Н-4 Н-5 Н-6
Н-1 Н-2 Н-Э Н-4 Н-5 >14,
Р-ЦД+БК
Р-ЦД+пАБК
Н-1 Н-2 НО Н-4 Н-5 Н-6
Р-ЦД+мАБК
1Щ Р ш
5
2- -- 5
Н-1 Н-2 Н-3 Н-1 Н-5 Н-6
1-0.05 -0.1
-0.2 -0.25 -0.3 --0.35-
Э-цд+нк
II1111! IV щ
Ш ш т я
—
Н-1 Н-2 Н-3 Н-4 Н-5 Н-6
Н-1 Н-2 Н-3 Н-4 Н-4 Н-6
Рис. 6. Изменения химических сдвигов протонов а- и Р-циклодексгринов. обусловленные 100% комллексообразованием с ароматическими карбоновыми кислотами в воде (Т)20) и в растворах неорганических солей (0.2М) при 298.15 К
а-ЦД/БК
Р-ЦЦ/БК
Рис. 7. Схематичное изображение структуры комплексов а- и р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в водном растворе
Как следует из рис. 6, значения А^д не меняются при добавлении в раствор неорганических солей, т.е. КС1, КВг, КН2Р04 и К2Х04 не оказьшают влияния на способ образования комплексов ЦЦ с кислотами. Стехиометрический состав комплексов 1:1, установленный методом изомолярных серий (рис. 8), сохраняется в растворах солей.
Рис. 8. Графики Жоба для комплексообразования а-циклодекстрина с ткедао-аминобешойной кислотой в воде и в 0.2 М растворах КС1 и КВг (Я - соотношение концентраций реагентов, К^Схлек/ССод+Схабк); ДА - изменение оптической плотности)
Полученные с привлечением 'Н ЯМР спектроскопии константы устойчивости (К) комплексов ЦЦ с кислотами в воде и в растворах солей приведены в табл. 1. Сравнительный анализ величин К позволяет отметить, что в большинстве случаев устойчивость комплексов ЦЦ/кислота понижается в присутствии неорганических солей.
В работе было выявлено, что КС1 и К2804 оказывают неспецифическое влияние на процессы комплексообразования, т.е. изменение констант устойчивости в данных системах обусловлено влиянием только ионной силы (I), создаваемой ионами в растворе. В этом случае константы устойчивости линейно понижаются с ростом I (рис. 9). Влияние бромида калия и в некоторых случаях дигидрофосфата калия является специфическим, т.е. анионы этих солей могут включаться во взаимодействия как с ЦЦ, так и/или с молекулой гостя. Это проявляется в более заметном изменении констант устойчивости комплексов включения в присутствии КВг и КН2Р04 (табл. 1, рис. 9).
Как было установлено с привлечением 'Н ЯМР (рис. 2), среди рассматриваемых анионов только Вг" проникает в полость ЦЦ и удерживается в ней. В результате этого, при ком-плексообразовании ароматических карбоновьтх кислот с а-ЦЦ и (5-ЦД в 0.2М растворе бромида калия необходимо учитывать следующие процессы:
ЦЦ + кислота = ЦЦкислота (1)
ЦД + Вг" = ЦЦ-Вг" (2)
Таблица 1. Константы устойчивости комплексов а- и (З-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами при 298.15 К
- растворы для 'Н ЯМР спектроскопии были приготовлены на основе D2O
I
3-ЦД+БК
и м 2,80- КН2Р04
2,75-
2,70-
2,65
2,60- KCl KCl
2,55- k,so4
■ К Iii
2,50-
и,0 6,1 0,2 0,3 и,4 и,5 0,6
I
Рис. 9. Тенденция изменения 1(рС с ростом ионной силы раствора
Кислота Эксперимент, К, кг/моль
условия а-ЦД ß-ЦД
н2о 27.0 ±0.4 8.0 ±0.5
0.2МКС1 26.1 ±0.6 7.0 ±0.1
НК 0.6МКС1 23.1 ±0.5 _
0.2МКВГ 21.1 ±0.7 5.3 ±0.3
O.ZMKHjPO,, 23.8 ±0.3 7.3 ±0.5
0.2М K2S04 23.6 ±0.2 5.7 ±0.3
Н20 1259 ±42 721 ±24
0.2МКС1 1230 ±70 731 ±33
пАБК 0.2М КВг 1058 ±29 532 ±35
0.2М КН2РО4 1163 ±63 703 ±22
0.2М K2SO4 1131 ±95 743 ±26
Н20 59 ± 1 61±1
0.2МКС1 55 ±2 54±3
мАБК 0.6МКС1 53±1 _
0.2МКВг 47 ±3 54±2
0.2М КН2РО4 54 ± 1 58 ± 1
O.ZMK2SO4 53 ± 1 53 ±2
Н,0 897 ±20 390 ±25
0.2МКС1 862 ±20 403 ±26
БК 0.6МКС1 827 ±15 369 ±26
0.2МКВГ 773 ±19 331 ±22
О.2МКН2РО4 599 ±18 636 ± 17
0.2М K2S04 817 ± 18 372 ±28
Равновесия (1) и (2) являются конкурирующими, и их совместное протекание приводит к ослаблению связывания ЦЦ с кислотами. Как следует из данных табл. 1, константы устойчивости комплексов ЦЦ с кислотами значительно ниже в присутствии КВг.
В табл. 2 представлены термодинамические параметры комплексообразования ЦЦ с ароматическими карбоновыми кислотами в воде и в 0.2М растворах KCl и КВг. Сравнительный анализ AJi и TACS позволяет отметить, что добавление солей приводит к возрастанию энтальпийного и энтропийного вкладов в энергию Гиббса, причем, более заметное повышение этих величин наблюдается на фоне КВг. Вероятно, в присутствии КВг возрастает положительный вклад от дегидратации частиц (ЦЦ, кислота и Вг"), участвующих во взаимодействиях (1) и (2).
Следует отметить, что проявление эффектов Bf в комплексообразовании не зависит от размера макроциклической полости ЦД.
Таблица 2. Термодинамические характеристики комплексообразования а- и р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в воде и в растворах неорганических солей при 298.15 К
Комплекс 4.Н ТД^
кДж/моль
а-ЦЩНК (Н,0) -8.2 ±0.1 -25.2 ±0.3 -17.0 ±0.2
а-ЦД/НК (0.2М КС1) -8.1 ±0.2 -24.0 ±0.3 -15.9±0.4
а-ЦД/НК (0.2М КВт) -7.6 ±0.3 -23.0 ±0.6 -15.4 ±1.0
а-ЦЦ/пАБК (Н20) а-ЦД/пАБК (0.2М КВт) -17.7±0.3 -17.3 ±0.5 -39 ±2 -36 ±1 -21.3 ±2.0 -18.7 ± 1.1
Р-ЩУпАБК (Н20) -16.3 ±0.6 -19.3 ±0.6 -3.0 ±0.8
р-ЦД/пАБК (0.2М КС1) р-ЦД/пАБК(0.2МКВг; -16.3 ±0.7 -15.6 ±0.5 -16.6±0.8 -14.9± 1.1 -0.3± 1.1 0.7± 1.2
Р-ЦД/БК (Н20)" -14.7 ±0.2 -13.4 ±0.4 1.3 ±0.8
Р-ЦД/БК (0.2М КН,Р04) -16.0 ±0.1 -31.9± 1.9 -15.9 ±0.6
- растворы для 'Н ЯМР спектроскопии были приготовлены на основе РД "-литературные данные [ПктюсЫт. АсШ. 526(2011; 118]
Эффект КН2Р04 определяется строением макроциклов и кислот и является более выраженным в комплексообразовании ЦД с БК В частности, влияние КН2Р04 на комплексооб-разование ЦД с НК, мАБК и пАБК проявляется в незначительном понижении К, которое находится в пределах 5-12% (табл. 1). Напротив, константа устойчивости комплексов БК с а-ЦД существенно (на 33%) уменьшается на фоне КН2Р04, в то время как присутствие этой соли приводит к повышению устойчивости комплексов БК с р-ЦД на 63% (табл. 1) в сравнении с чистой водой. Данный результат мы объясняем возможным участием аниона Н2Р04" в образовании водородных связей с карбоксильной группой БК и разным механизмом комплексообразования БК с а-ЦД и Р-ЦД, которые отличаются друг от друга размером макро-циклической полости.
Согласно данным 'Н ЯМР спектроскопии, БК неглубоко проникает в полость а-ЦД при этом часть бензольного кольца и карбоксильная группа располагаются внутри цикло-декстринового остова (рис. 7). При таком способе связывания анионы Н2РО/ способны взаимодействовать лишь с теми молекулами кислоты, которые находятся в растворе. В результате, протекают две конкурирующие реакции:
БК +а-ЦД = БК а-ЦД (3)
БК + Н2Р04" = БК.. .Н2РО„" (4)
Взаимное влияние процессов (3) и (4) друг на друга отражается в понижении устойчивости комплексов включения а-ЦЦ/БК (табл. 1).
В случае с Р-ЦД, БК глубоко проникает в макроциклическую полость, при этом ароматическое кольцо полностью находится внутри, а карбоксильная труппа располагается снаружи циклодекстринового тора вблизи его первичных -ОН 1рупп (рис. 7). При этом возможно образование Н-связей между карбоксильной группой кислоты и гидроксилами Р-ЦД. Ди-гидрофосфат также может включаться в образование водородных связей, что приводит к
формированию тройного комплекса. Этот процесс сопровождается повышением К (табл. 1), а также экзотермичности взаимодействия и упорядоченности системы (табл. 2).
Факт образования тройного комплекса р-ЦЦ/Н2Р047БК был подтвержден дополнительными исследованиями комплексообразования БК с метилированным Р-циклодекстрином (М-Р-ЦД) в воде и в 0.2М растворе КН2Р04. У М-р-ЦД внешние гидроксильные группы частично замещены на -СН3 группы, в результате этого его способность к образованию Н-связей значительно снижена по сравнению с нативным Р-ЦД. Константы устойчивости комплексов БК с М-р-ЦЦ в воде и 0.2М растворе КН2Р04, определенные методом 'Н ЯМР (рис. 10), оказались равными 457+12 и 370+12 кг/моль, соответственно. Как видно, устойчивость комплексов БК/М-р-ЦД в растворе КН2Р04 уменьшается примерно на 20%. т.е. тройной комплекс не образуется.
Рис. 10. Изотермы связывания метшг-Р-цикподекстрина с бензойной кислотой в воде (а) и в 0.2М растворе КН2Р04 (б) (0,0, Т=298.15 К)
0,010 0,015 0,020
т (М-р-ЦД), моль/кг б)
т(М-р-ЦД), моль/кг
При сравнении зависимостей, приведенных на рис. 10, заметна разница в изменении химических сдвигов протонов Н-Г и Н-5', расположенных вблизи карбоксильной группы БК. При комплексообразовании БК с М-р-ЦД в чистой дейтерированной воде величины Д5(Н-Г и Н-5') практически равны нулю (<0.005 м.д.). В этом случае кислота глубоко проникает в полость макроцикла, и карбоксильная группа располагается снаружи, около узкого обода молекулы ЦЦ, окруженного метальными группами. При таком способе связывания вероятность образования водородных связей между М-р-ЦД и БК незначительна. В растворе КН2Р04 значения Д5(Н-1' и Н-5') заметно возрастают и находятся в пределах 0.05 м.д. (рис. 10). Как известно, химический сдвиг является средневесовой величиной и зависит от вероятности пребывания вещества в разных состояниях (свободном и связанном). Если принимать во внимание взаимодействия карбоксильной группы БК с присутствующим в растворе анионом Н2Р04~, то становится объяснимым факт возрастания Д5(Н-1' и Н-5'). Таким образом, взаимодействие БК с Н2Р04" создает конкуренцию комплексообразованию кислоты с М-Р-
16
ЦЦ, что и отражается на наблюдаемом понижении констант устойчивости комплексов БК с M-ß-ЦЦ в растворе КН;Р04.
В разделе 3.4 анализируется влияние катионов К+, Na+, Mg2+ и Са2+ на комплексообра-зование а-ЦЦ и ß-ЦД с НК. БК. мАБК и пАБК. На основе экспериментально полученных данных 'Н ЯМР были рассчитаны изменения химических сдвигов протонов ЦД. обусловленные комплексообразованием с кислотами (рис. 11), а также константы устойчивости комплексов ЦД/кислота в воде и в растворах солей (табл. 3). Как можно заметить, рассматриваемые соли не влияют на тенденцию изменения величин z\ö (рис. 11), т.е. способ образования комплексов ЦД/кислота (рис. 7) не меняется при добавлении электролитов KCl, NaCl, СаС12 и MgCl2. В растворах рассматриваемых солей сохраняется стехиометрия комплексов 1:1 (рис. 12).
а-ВД+мАБК
I —
■LI "Л w
Н-1 Н-2 НО H-i H-S М-;,
а-ЦД+НК
а-ЦЦ+БК
а-ЦД+пАБК
Р-ВД+БК р-ЦД+пАБК р-ЦД+мАБК ß-ЦД+НК
Рис. 11. Изменения химических сдвигов протонов а- и Р-циклодекстринов, обусловленные 100% комплексообразованием с ароматическими карбоновыми кислотами в водных растворах различного
состава (020. Т=298.15 К)
Рис. 12. Графики Жоба для комплексообраювания а- и Р-циклодекстринов с никотиновой кислотой в растворах солей (Я - соотношение концентраций реагентов, Я=Снк/(Сцц+Снк); ДА - изменение оптической плотности)
Таблица 3. Константы устойчивости комплексов цихлодекстринов с ароматическими карбоновыми
кислотами при 298.15 К
Кислота Экспериментальные условия I К кг/моль
а-ЦЦ р-цц
Н20 26.4 ± 0.2" 7.6 ±0.4
0.2МКС1 26.1 ±0.6" 5.8 ±0.4
НК 0.6МКС1 23.1 ±0.5 _
0 2МЫаС1 23.5 ±0.7" 4.7 ± 02
0.2М МиСЬ 20.1 ±0.4 4.1 ±0.3
0.2М СаС1, 19.8 ±0.3 3.9 ±0.2
иАБК рН 8.5 (КОН) рН 8.5 (ЫаОН) рН 8.5 (КОН), 0.2М КС1 рН 8.5 (КОН), 0.2М ЫаС1 рН 8.5 (КОН), 0.2М М^Ь рН 8.5 (КОН), 0.2М СаС1, 30.1 ±1.4 8.8 ±1.1 11.1 ±0.9 13.2 ±1.1 59 ± 1 32 ± 1 34 ± 1 66 ±3 22 ±1
мАБК рН 8.5 (КОН) рН 8.5 (№ОН) Н20 0.2М КС1 0.6М КС1 3.9 ±0.3 -1 59 ±1 55 ±2 53 ±1 64±3 57 ± 1
0.2М ЫаС1 60±1 51 ± 1
0.2М 0.2М СаС12 41 ±2 48 ±2 45 ±1 43 ±1
БК рН 8.5 (КОН) рН 8.5 (№ОН) рН 8.5 (КОН), 0.2М КС1 рН 8.5 (КОН), 0.2М №С1 рН 8.5 (КОН), 0.2М МяС]. рН 8.5 (КОН), 0.2М СаС12 19.1 ±1.5" 17.5 ± 1.6" 8.4 ±0.9 15.1 ± 1.1 75 ±3 63 ±2 50 ±2 37 ± 1 41 ±1
' - растворы для 11ЯМР спеюроскопии были приготовлены на основе Е^О; литературные данные [J. Pkys. Chem. В. 114 (2010) 12607]
Сравнительный анализ значений К (табл. 3) показывает, что введение в раствор неорганических катионов вызывает понижение констант устойчивости комплексов 1ДЦ с ароматическими карбоновыми кислотами. Проявление эффектов солей определяется природой и зарядом катиона и не зависит от размера макроциклической полости и строения кислот.
Нами была установлена следующая зависимость проявления эффектов солей от природы катиона: Mg2" » Са2+ > Na+ > К+. Она совпадает с выявленной и описанной в разделе 3.2 последовательностью изменения силы притяжения катионов к карбоксильным группам ароматических карбоновых кислот. Двухзарядные катионы обладают более высокой плотностью распределения заряда по сравнению с однозарядными катионами, и это способствует образованию более устойчивых ионных пар с -СОО" группами ароматических карбоновых кислот.
Факт образования ионных пар дополнительно был подтвержден с привлечением данных метода изотермического насыщения. Растворимость кислот в воде и в растворах солей была определена при 298.15 К. На рис. 13 показана диаграмма, иллюстрирующая повышение
растворимости НК и мАБК, обусловленное присутствием в водном растворе КС1, №С1, СаС12 и М^Ь (0.2М). Всаливающее действие солей объясняется притяжением катионов к ионизированным карбоксильным группам кислот с последующим образованием ионных пар. Более сильные взаимодействия кислот с двухзарядными катионами приводят к существенному проявлению солюбилизирующего действия СаС12 и М8С12 по сравнению с КС1 и МаСХ В соответствии с возрастанием растворимости, коэффициенты активности кислот понижаются в 0.2М растворах солей, а это в свою очередь влечет за собой рост кажущейся константы устойчивости комплексов ЦД с кислотами. Таким образом, устойчивость комплексов ЦЦ/кислота должна быть выше в солевых растворах, чем в воде. Однако этого не происходит, и тенденция изменения К совершенно противоположна (табл. 3). Наблюдаемое уменьшение констант устойчивости комплексов обусловлено конкуренцией между ЦД и катионом за связывание с кислотой. В результате этого комплексообразование ЦД с кислотами ослабевает, что проявляется в понижении констант устойчивости комплексов (табл. 3).
В табл. 4 представлены термодинамические параметры комплексообразования ЦД с кислотами в воде и в растворах солей. Как видно, в присутствии солей наблюдается понижение Д;Н и ТДД Изменения энтальпии и энтропии содержат вклады от всех процессов, протекающих в системе. Поэтому, в растворах солей помимо дегидратации/гидратации частиц, находящихся в растворе, необходимо учитывать процесс, описываемый уравнением (1) и следующее равновесие:
кислота + Са1,т+= кислота.. .Са!*" (5)
Поскольку процессы (1) и (5) характеризуются экзотермическим эффектом, то отрицательный вклад в общее изменение энтальпии возрастает (табл. 4). В результате взаимодействий кислота-ЦД и кислота-катион система в целом становится более структурированной, и это отражается в понижении энтропии комплексообразования (табл. 4). Выявленные закономерности влияния катионов не характерны для К , т.к. этот катион, как было показано ранее, практически не проявляет сродства к кислотам и ЦД.
AS,%
К* Na+ Са!* Mg1*
Рис. 13. Относительное повышение растворимости (AS) никотиновой и л/еяга-аминобензойной кислот, обусловленное присутствием в водном растворе KCl, NaCl, СаС12 и MgCI2 (0.2М)
Таблица 4. Термодинамические параметры комплексообразования циклодекстринов с никотиновой и .wewa-аминобензойной кислотами при 298.15 К
Комплекс Экспериментальн. д<о лн T4S
условия кДж/моль
н2о -10.1 ±0.4 -21.8 ±0.9 -11.7 ±0.9
а-ЦД/мАБК 0.2MMgCI2 -9.2 ±0.2 -23.3 ± 0.6 -14.1 ±0.6
0.2М CaCI2 -9.6 ± 1.2 -23.9 ±0.9 -14.3 ± 1.5
н2о -8.1 ±0.1 -26.5 ± 1.1 -18.4 ±1.1
0.2МКС1 -8.4 ± 1.4 -24.0 ±0.3 -15.6 ±1.4
а-ЦД/НК 0.2MNaCl" -7.3 ± 1.5 -29.3 ± 0.4 -22.0 ± 1.6
0.2М MgCl2 -7.4 ±0,2 -28.2 ±0.6 -20.8 ±0.6
0.2М CaCl, -7.4 ±0.3 -28.9 ± 1.2 -21.5 ±1.2
- растворы для 'н ЯМР спектроскопии были приготовлены на основе DiO; "-литературныеданные [./. Phys. Chem. В. 114 (2010) 12607]
В разделе 3.5 на примере бромида натрия было исследовано влияние и катионов, и анионов на комплексообразование ЦЦ с кислотами. В табл. 5 приведены константы устойчивости комплексов а-ЦД/НК и (3-ЦЦ/мАБК, определенные в воде и на фоне 0.2М раствора N813 г с привлечением 'Н ЯМР спектроскопии. Как видно, значения К в присутствии ^Вг значительно понижаются.
Таблица 5. Константы устойчивости комплексов а-ЦД/НК и (3-ЦД/мАБК в воде и в 0.2М растворе NaBr при 298.15 К
Комплекс Эксперимент, условия' К, кг/моль
а-ЦД/НК н2о 0.2М NaBr 26.9 ±0.2 19.4 ±0.4
Р-ЦД/мАБК н2о 0.2М NaBr 65 ± 1 40 ± 1
- растворы для Н ЯМР спектроскопии были приготовлены на основе D20;
Как было обнаружено (раздел 3.1), бромид-анион включается в макроциклическую полость и образует с ЦД комплексы включения. Катион Na+ проявляет сродство к -СОО" группам кислот и образует с ними ионные пары. В результате, в рассматриваемых системах протекают равновесия (1), (2) и (5), которые и приводят к ослаблению устойчивости комплексов ЦД/кислота (табл. 5).
На рис. 14 наглядно показана тенденция изменения К при варьировании состава соли. Устойчивость комплексов постепенно понижается при переходе от NaCI к КВг и NaBr. Таким образом можно заключить, что если в составе соли имеется катион, способный к ассоциации с кислотой, и анион, вступающий в комплексообразование с ЦД, то солевой эффект становится более выраженным.
К, кг/моль
ан,о
Oi.2MN.Cl
□ 8.2М КВг
□ им м>
Рис. 14. Константы устойчивости комплексов а-циклодекстрина с никотиновой кислотой (а) и р-циклодекстрина слге/иоаминобензойной кислотой (б) в растворах солей при 298.15 К
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итоги выполненного исследования
1. Впервые получены термодинамические и структурные характеристики комплексообразо-вания а- и р-циклодекстринов с никотиновой, бензойной, пара- и л/ета-аминобензойными кислотами в растворах неорганических солей (К.С1, КВг, КН2Р04, К2804, №С1, М|>С12 и СаС12). Определено, что образование комплексов включения циклодекстринов с кислотами стехиометрического состава 1:1 происходит как в воде, так и в присутствии рассматриваемых солей. Влияние электролитов находит отражение в изменении термодинамических параметров комплексообразования.
2. Выявлено, что влияние неорганических солей на комплексообразование циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами обусловлено не только изменением ионной силы раствора, но и возможными специфическими взаимодействиями ионов с молекулами органических соединений. Наиболее значительные эффекты на процесс комплексообразования проявляют двухзарядные катионы Са2+ и а также анионы Вг" и Н2Р04".
3.Установлено, что циклодекстрины проявляют избирательность при взаимодействии с неорганическими анионами Вг", СГ, Н2Р04" и 8042" и образуют комплексы включения только с объемным и менее гидратированным бромидом. Конкуренция между Вг' и молекулой кислоты за связывание с циклодекстринами приводит к уменьшению констант устойчивости комплексов и возрастанию изменений энтальпии и энтропии комплексообразования а- и Р-циклодекстринов со всеми рассматриваемыми кислотами.
4. Обнаружено различное влияние КН2Р04 на комплексообразование бензойной кислоты с а-и Р-циклодекстринами. Эффект Н2Р04" в комплексообразовании бензойной кислоты с а-циклодекстрином определяется конкурирующими взаимодействиями аниона с молекулами кислоты, находящимися в растворе. Формирование устойчивого тройного комплекса Р-циклодекстрина с бензойной кислотой в присутствии КН2Р04 происходит с участием анио-
21
нов Н2РО,\ которые образуют водородные связи с полярными группами молекул гостя и хозяина
5. Определено, что присутствие в растворе солей КС1, NaCl, СаС12 и MgCl2 приводит к понижению устойчивости комплексов а- и Р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами. Наблюдаемая закономерность обусловлена способностью катионов образовывать ионные пары с ионизированными карбоксильными группами кислот. Притяжение катионов к ионизированным карбоксильным группам кислот ослабевает в следующей последовательности: Mg2+ « Са2+ > Na+ > К+.
Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы. Результаты проведенного в данной работе исследования комплексообразования циклодекстринов с биологически значимыми соединениями в воде и в растворах неорганических солей являются необходимыми для разработки капсулированных форм лекарственных соединений и прогнозирования их поведения в физиологических условиях.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
1. Terekhova I.V., Chibunova E.S., Kumeev R.S., Alper G.A. Role of biologically active inorganic anions СГ and Br in inclusion complex formation of a-cyclodextrin with some aromatic car-boxylic acids // Chem. Phys. Lett. - 2013. - V. 557. - P. 134-139.
2. Romanova A.O., Chibunova E.S., Kumeev R.S.. Fedorov M.V., Terekhova l.V. a-Cyclodextrin/aminobenzoic acid binding in salt solutions at different pH: dependence on guest structure // Int. J. Biol. Macromol. - 2013. - V. 57. - P. 255-258.
3. Terekhova l.V., Chibunova E.S., Kumeev R.S., Alper G.A. Cyclodextrin-benzoic acid binding in salt solutions: Effects of biologically relevant anions // Carbohydr. Polym. - 2014. - V. 110.-P. 472^79.
4. Terekhova l.V., Chibunova E.S., Kumeev R.S.. Kruchinin S.E., Fedotova M.V., Kozbial M., Wszelaka-Rylik M., Gierycz P. Specific and nonspecific effects of biologically active inorganic salts on inclusion complex formation of cyclodextrins with aromatic carboxylic acids // Chem. Eng. Sci. -2015.-V. 122.-P. 97-103.
5. Chibunova E.S., Kumeev R.S., Terekhova l.V. Thermodynamic study on salt effects on complex formation of a-, P- and y-cyclodextrins with p-aminobenzoic acid // J. Chem. Thermodyn. -2015.-V. 91.-P. 30-34.
6. Чибунова E.C. Эффекты анионов в комплексообразовании а-циклодекстрина с амино-бензойными кислотами // Научная конференция фестиваль студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете». Сборник тезисов. - Иваново. - 23-27 апреля 2012 г. - С. 74.
7. Чибунова Е.С. Изучение комплексообразования а-циклодекстрина с аминобензойны-ми кислотами в присутствии неорганических солей // IX Региональная студенческая научная конференция «Фундаментальные науки специалисту нового века». Сборник тезисов. - Иваново. — 24-26 апреля 2012 г. - С. 77.
8. Чибунова Е.С., Терехова И.В. О роли бромида калия в комплексообразовании а-циклодекстрина с аминобензойными кислотами в водном растворе // VII Всероссийская школа - конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидко-
22
фазных систем» (Крестовские чтения). Сборник тезисов. - Иваново. - 12-16 ноября 2012 г. -С. 107.
9. Чибунова Е.С., Кумеев Р.С., Терехова И.В. Исследование влияния биологически значимых солей на капсулирование витаминов группы В Р-циклодекстринами // IX Всероссийская конференция химия и медицина с молодежной научной школой по органической химии. Сборник тезисов. - Уфа. - 4-8 июня 2013 г. - С. 322.
10. Chibunova E.S., Terekhova I.V., Kumeev R.S. Thermodynamic analysis of the role of magnesium and calcium cations in complex formation of a-cyclodextrin with nicotinic acid // XIX International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. - Moscow. - 24-28 June 2013. - P. 209.
11. Terekhova I.V., Chibunova E.S., Kumeev R.S. Thermodynamic study on effects salt in a-cyclodextrin complex fonnation with aromatic carboxylic acid //11th Mediterranean Conference on Calorimetry and Thermal Analysis. - Greece, Athens. - 12-15 June 2013.
12. Чибунова E.C.. Терехова И.В. Особенности образования комплексов включения а- и Р-циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в присутствии биологически активных неорганических анионов // III Международная конференция «Супрамолекулярные системы на поверхности раздела». Сборник тезисов.-Туапсе.-9-13 сентября 2013 г.-С. 33.
13. Чибунова Е.С., Терехова И.В., Кумеев Р.С. Эффекты катионов кальция и магния в комплексообразовании циклодекстринов с биомолекулами по данным 'Н Я MP и УФ-спектроскопии // III Международная конференция «Супрамолекулярные системы на поверхности раздела». Сборник тезисов. - Туапсе. — 9-13 сентября 2013 г. - С. 78.
14. Чибунова Е.С. Солевые эффекты в комплексообразовании а-циклодекстрина с никотиновой и пара-аминобензойной кислотами // VIII Всероссийская школа - конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). Сборник тезисов. — Иваново. - 7-11 октября 2013 г. - С. 82.
15. Чибунова Е.С., Терехова И.В., Краев А.С., Суслова Е.Е., Кумеев Р.С. Особенности комплексообразования Р-циклодекстрина с некоторыми ароматическими карбоновыми кислотами в растворах СаС12 и MgCl2 // XXVI Международная Чугаевская конференция по координационной химии. Сборник тезисов.-Казань. -6-10 октября 2014 г.-С. 459.
16. Чибунова Е.С., Рыбкин В.В., Кумеев Р.С., Терехова И.В. Эффекты биологически значимых неорганических катионов в комплексообразовании Р-циклодексгрина с никотиновой кислотой // Всероссийская молодежная конференция - школа с международным участием «Достижения и проблемы современной химии». Сборник тезисов. - Санкт-Петербург. — 1013 ноября 2014 г.-С. 124.
17. Чибунова Е.С., Рыбкин В.В., Терехова И.В. Влияние биологически значимых катионов на образование комплексов включения циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами // IX Всероссийская школа - конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). Сборник тезисов. -Иваново. - 25-28 ноября 2014 г. - С. 10.
18. Chibunova E.S., Kumeev R.S., Terekhova I.V. Thermodynamic study of effects of inorganic cations on complex formation of cyclodextrins with p-aminobenzoic and benzoic acids // XX International Conference on Chemical Thennodynamics in Russia (RCCT 2015). - Nizhni Novgorod. -22-26 June 2015.-P. 214.
19. Чибунова E.C., Кумеев P.C., Терехова И.В. Особенности комплексообразования циклодекстринов с ароматическими карбоновыми кислотами в растворах биологически значимых неорганических солей // ХП Всероссийская конференция с международным участием «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. От эффектов в растворах к новым материалам». Сборник тезисов. - Иваново. - 29 июня - 3 июля 2015 г. - С. 209-210.
Подписано в печать 09.09.2015. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.печ.л. 1,40. Уч.-изд.л. 1,55. Тираж 80 экз. Заказ 3950
Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ФГБОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иваново, Шереметевский пр., 7
2015670873
2015670873
