Ионное равновесие в растворах пектиновых веществ и в их макромолекулярных комплексах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

4847873

На правах рукописи

ДЖУРАЕВА ФИРУЗА НАБИЕВНА

ИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРАХ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ И В ИХ МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ

02.00.04 - физическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 6 МАЙ 2011

Душанбе - 2011 г.

4847873

Работа выполнена в лаборатории «Химия высокомолекулярных соединений» Института химии им. В.И. Никитина Академии наук Республики Таджикистан

Научные руководители: доктор химических наук, академик

; Академии наук Республики Таджикистан, профессор Халиков Джурабай Халикович кандидат химических наук Хакимходжаев Сироджиддин Нажмидцинович

Официальные оппоненты: доктор химических наук

Усманов Рахматджон кандидат химических наук Суяров Курбон Джураевич

Ведущая организация: Таджикский технический

университет им. академика М. Осими, кафедра физическая и аналитическая химии

Защита состоится: «15» июня 2011 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 047.003.01 при Институте химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063 Республика Таджикистан г. Душанбе, ул. Айни, 299/2. E-mail: gulchera@list.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им В.И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан «13» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

КасымоваГ.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Полиэлектролиты, как важнейший класс макромолекулярной системы, применяются во многих отраслях народного хозяйства, поскольку сочетают некоторые важнейшие свойства неионогенных полимеров и низкомолекулярных электролитов. Все специфические свойства полиэлектролитов проявляются лишь в условиях, в которых их макромолекулы несут локально некомпенсированные заряды. Эти свойства, в основном, определяются взаимодействием заряженных групп полиионов между собой и с окружающими их низкомолекулярными противоионами. Одной из областей использования полиэлектролитов является ' синтез интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК), образующихся при смешивании водных растворов противоположно заряженных макроионов за счет кооперативного электростатического связывания поликатионов с полианионами. Этот процесс в значительной степени зависит от зарядового отношения и степени полимеризации исходных полиэлектролитов.'

Анализ современного состояния исследований в области изучения структуры и физико-химических свойств как полиэлектролитов, так и ИПЭК, на их основе, показывает, что объектами этих исследований являются, в основном, синтетические полимеры. Развитие исследований в этой области характеризуется, с одной стороны, значительным расширением диапазона комплексообразующих компонентов с включением в него полисахаридов, протеинов и их производных, а с другой стороны - тенденцией к активизации изучения способов более широкого применения как принципа комплексообразования, так и получение при этом продуктов для техники и медицины.

Одним из перспективных классов природных ионогенных полимеров для создания таких материалов являются пектиновые вещества (ПВ), которые благодаря своей нетоксичности и био деградируем ости могут быть использованы в качестве компонентов ИПЭК при создании носителей лекарственных веществ и моделирования биологических систем. В то же время, отсутствие и разобщенность экспериментальных данных об ионных равновесиях в растворах ПВ не позволяют оценить многие важнейшие физико-химические константы этого очень важного процесса. В связи с этим, актуальным является изучение диссоциации функциональных групп природных полимеров, исследование их комплексообразующих свойств с синтетическими и биологическими полимерами и применение полученных результатов для создания композиционных материалов специального назначения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение ионного равновесия в водных растворах ПВ, полученных из различных источников растительного сырья в широкой области изменения рН среды, расчет физико-химических параметров этого процесса, синтез и

исследование реакции комплексобразования ПВ с синтетическими и биологическими полиэлектролитами поликатионной природы.

В связи с поставленной целью задачами настоящего исследования были:

• сравнительное изучение ионного равновесия в водном растворе ПВ, выделенных различными способами и из различных источников растительного сырья;

• оценка важнейших физико-химических констант ионизации (обменная емкость, характеристическая константа ионизации, степень, функции и константа диссоциации) с использованием комплекса физико-химического методов исследования;

,... * изучение особенностей интерполиэлектролитической реакции ПВ с азотсодержащими синтетическим и биологическим полимерами в широкой области рН раствора.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР Инстипуга химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан «Поиск и создание новых полимерных материалов и биологически активных веществ на базе продуктов синтетического и растительного сырья» (Номер госрегистрации 0106ТД414 от 15.03.1996 г.).

Научная новизна работы. Методами потенциометрического титрования и кондуктометрии растворов ПВ, выделенных из различных источников растительного сырья изучено ионное равновесие в широкой области рН и концентрации раствора, определены величины статистической обменной емкости (Е) и рК а, свидетельствующие об отсутствие влияния источников сырья и технологии получения ПВ на значение рКа.

По экспериментальным данным удельного электрического сопротивлении (к) растворов ПВ, рассчитаны численные значения эквивалентной электропроводности (X), степень диссоциации (а), функции (кс) и константы диссоциации (кд) в воде, свидетельствующие о достаточно слабой способности функциональных групп ПВ к ионизации.

На примере ПВ с противоположно заряженным полиэлектролитом, на основе поливинилэтинилтриметилпиперидола (поли-ВЭТП) показано, что интерполиэлектролитическая реакция в водных растворах, в широкой области рН и соотношениях компонентов, приводит к образованию нерастворимых и растворимых Комплексов по механизму реакции полиэлектролитического обмена.

Впервые изучено комплексообразование ПВ с (В-лактоглобулинами молочной сыворотки, свидетельствующее об общности механизма комплексообразования противоположно заряженных полиионов макромолекулярных систем.

Практическая значимость работы. Полученные в настоящей работе физико-химические константы пополнят справочные материалы для ПВ и могут быть использованы в учебных процессах. Данные, полученные по ионизации ПВ в зависимости от рН-среды и концентрации раствора, могут являться основой для использования ПВ в качестве природного полианиона при создании новых композиционных материалов, разработке полимерных

носителей лекарственных препаратов и терапевтических систем с целенаправленной доставкой лекарственных препаратов в определенные участки желудочно-кишечного тракта.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей и 7 тезисов докладов.;

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты» (Душанбе, 2006г.), республиканской конференции молодых ученых «Молодёжь и современная наука» (Душанбе, 2007г.), конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», посвященной 60-летию Института высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург, 2008г.), научно-практической конференции молодых ученых ТГМУ им. Абуапи ибн Сино, посвященной 1150-летию А. Рудаки (Душанбе, 2009г.).

Объем и структура работы. Диссертация представляет собой рукопись, объемом 91 страница, состоит из введения и 3 глав, посвященных обзору литературы, экспериментальной части, результатам исследований и их обсуждению, выводам. Диссертация иллюстрирована 13 рисунками, 5 таблицами. Список использованной литературы включает 109 наименований.

Во введении обосновывается актуальность темы, изложены цель и научная новизна диссертации, практическая ценность и ее структура.

В литературном обзоре (глава 1) изложены основные особенности процесса взаимодействия заряженных полиэлектролитов в водных растворах, приводящих к образованию нерастворимых или растворимых ингерполиэлектролитных комплексов. При этом особое внимание уделяется изучению ионизации природных полимеров, как потенциальных объектов для создания новых макромолекулярных комплексов и композиционных материалов на их основе.

В экспериментальной части (глава 2) приведена химическая и физико-химическая характеристика объектов исследования, реагентов и рабочих растворов, методика проведения гидролиза протопектина, обращено особое внимание новым способам быстрой экстракции при высокой температуре и минимальной продолжительности процесса. Приводятся способы очистки раствора гидролизата, количественные методы анализа функциональных групп, изучение ионного равновесия растворов ПВ, с использованием потенциометрического и кондуктометрического методов анализа.

В главе 3, «Результаты и их обсуждение», приводятся экспериментальные данные, полученные автором, в соответствии с целью и задачами исследования и дана интерпретация полученных результатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Кислотно-основное равновесие в водных растворах пектиновых

веществ

Пектиновые вещества (ПВ) являются природными полимерами и благодаря наличию остатков галактуроновой кислоты (ГК) в основной цепи проявляют свойства полиэлектролитов. В зависимости от вида источника растительного сырья изменяется как моносахаридный состав основной цепи пектиновых макромолекул, так и количество карбоксильных групп на единицу массы ПВ, причем часть из них, находясь в этерифицированном состоянии, может ослабить интенсивность взаимодействия внутри макромолекулярных однородно заряженных групп. В связи с этим, с одной стороны можно полагать, что взаимное влияние карбоксильных групп для ПВ, полученных из различных источников сырья, проявляется в различной степени интенсивности. Действительно, имеющиеся литературные данные по определению величины рКа методом потенциометрического титрования и данные по экстраполяции этой величины, измеренные при различных ионных силах раствора, в определенной степени подтверждают такое высказывание. Величина рКа дня различных пектинов, отличающихся как источником растительного сырья, так и технологией их получения, показывает о разбросанности этих данных в широкой области - от 3,3 до 4,8. Однако, корреляция, мех еду величиной рКа, содержанием ГК, степени их этерификации (СЭ) и обменной емкостью не наблюдается.

Целью настоящей части работы является сравнительное изучение ионизационного равновесия в растворах ПВ, полученных из различных источников растительного сырья и технологии их получения.

Очищенные и измельченные растительные материалы в виде выжимок апельсина, яблок и корзинок подсолнечника подвергали гидролизу различными способами:

- с помощью соляной кислоты при исходном значении рН=1,2 и при объемном соотношении сырья: гидролизат 1:20 в течение 1-1,5 час. Растворы гидролизата отделяли от остатков клетчатки, супернатант освобо5кдали от микрогеля и осаждали трёхкратным количеством этанола и после центрифугирования высушивали при температуре 40-50°С (Пектины -КП, ЯП, ЦП);

- при тех же соотношениях компонентов, экстракцию ПВ проводили в автоклаве при высоких температуре (Т=120°С) и давлении (Р=1,5Ат), рН=2, в течение 3-10 мин. Давление и автоклаве автоматически контролируется паровым генератором (Паровой генератор MBA - 20D, США). Дальнейшее выделение фракций пектинов проводят по первой методике ( Пектины -(КПа, tnu -5мин, п(Са)=2,:5%), (КПб, triu -5мин, п(Са)=1,25%), (КПв, tna -5мин, п(Са)=0,75%), (ЛПб, trlu -7мин, п(Са)=0,25%), (Ппер, trlu -5мин, п(Са)=0,25%);

- из исходных растительных материалов предварительно удаляли ионы кальция, обрабатывая их 2М раствором NaCl, в динамическом режиме, при

11

10 9 8 7 6 5 4 3 2

скорости потока 6 мл/мин в течение 60 мин, а кислотный гидролиз проводили, используя первую методику (Пектин -ПКг).

Для каждого образца ПВ определяли содержание ГК и степень их этерификации (КП -ГК = 69,6%, СЭ = 31,0), (ЯП-ПС = 57,6%, СЭ = 52,38) (ЦП -ГК = 69,0%, СЭ = 31,0), (КПа -ПС = 76,5%,, СЭ = 27,78), (ПКб -ГК = 56,4%, СЭ = 34,12), (КПв -ГК = 68,2%, СЭ = 45,2.4), (ПКг -ГК = 64,8%, СЭ = 39,05), (ЛП -ГК = 74,4%, СЭ = 74,42), (Ппер -ГК = 66,0%, СЭ = 94,87). Потенциометрическое титрование растворов ПВ проводили на рН-метре (WTW GmbH Laboratory pH meter inoLab ph Level I).

Типичные кривые потенциометрического титрования, в виде зависимости pH раствора пектинов от объема добавленного NaOH, для образцов ПВ, полученных из различных источников растительного сырья,

представлены на рис. 1.

1

1

i . 2 Г/

[ "

: о.

V(N aüH), мл

0 0,5 1 1,5

2,5 3 3.5

-1,85

Рис. I. Кривые

пэтенциометрического титрования пектинов, полученных из выжимок апельсина (1), яблок (2) и корзинок подсолнечника (3). У(ПВ)=5мл, С(ЫаОН) ==0,00975м.

Как видно, для всех исследованных объектов в точке перехода потенциометрического титрования происходит излом кривой зависимости рН от величины объема добавленной щелочи, причем в ряду пектинов апельсина, яблок и корзинок подсолнечника, величина последней увеличивается.

Рис. 2. Функции (рН^(а/(1-а))) для ЦП Г-О, ЯП (2) и пектина КП(3)

Используя область перехода потенциометрического титрования, было рассчитано значение статистической обменной емкости (Е) и по уравнению рН=рКа+^(а/(1-а)), соответствующие величины рКа (табл. 1). Графики зависимости рН от 1£(а/(1-а)) представлены на рис.2. Видно, что все экспериментальные данные отмеченной зависимости для различных пектинов хорошо описываются уравнением прямой линии, причем все линии при величинах ^(а/(1-а)) равной нулю проходят через одну и ту же точку, близкую к рН=4.

В табл.1, приводятся условия титрования, значения обменной емкости (Е) и рКа для ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, с использованием различной технологии экстракции пектиновых веществ. Следует отметить, что для большинства ПВ отмеченная зависимость достаточно хорошо укладывается в прямую линию, а для отдельных представителей ПВ она описывается корреляционным уравнением второй степени. Во всех случаях подобранные корреляционные уравнения полностью описывали экспериментальные данные, а значения коэффициента корреляции находились в области 0,96-1,00.

Таблица 1.

Условия титрования, обменная емкость (Е) и значения рК для ПВ,

полученных из различных источников растительного сырья

Пектины С(ПВ), мг/мл. СС№ОН), н. УСЫаОН), мл. Е, мэк/г рКа

КПа 1,395 0,01000 1,26 1,806 4,85

КПб 2,154 ... ., 0,00530 2,02 0,994 4,71

КПв ■ 1,395 0,01000 1,45 2,079 4,66

КПг 1,400 0,01000 1,88 2,686 4,30

КП 2,960 0,00975 2,49 1,639 4,00

КП 2,960 0,03690 0,69 1,720 3,97

КП 2,960 0,00975 2,50 1,647 4,01

ЯП 2,920 0,00975 2,20 1,469 4,03

ЯП 2,194 0,00540 2,34 1,152 4,01

ЯП 2,194 0,00540 2,34 1,152 4,13

ЯП 2,194 0,00540 2,34 1,152 4,17

ЯП 2,920 0,00975 2,34 1,562 4,03

ЛП 1,380 0,01000 1,35 1,957 4,17

Ппер 1,430 0,01000 1,20 1,678 3,99

ЦП 2,960 0,03690 0,35 ' 0,873 3,90

ЦП 2,960 0,00975 1,37 0,903 4,06

У^ПВ^мл (Исходный объем раствора ПВ). У(ЫаОН) - Объем раствора ЫаОН я точке эквивалетпости.

Из табл. 1 видно, что для всех исследованных образцов ПВ, независимо от природы исходного растительного сырья и технологии получения ПВ, величины рКа достаточно близки. В то же время для образцов пектина КП, особенно тех, которые были получены при высоком давлении и температуры, наблюдается некоторое возрастание величины рКа. Понимание природы такого изменения требует постановки специальных исследований. Однако, исходя из факта наличия большого количества ионов металлов, особенно ионов кальция в составе пектина КП, можно предположить, что именно они являются причиной возрастания величин рКа. В частности снижение содержания ионов кальция в пектинах КП от 2,5 до 0,75% приводит к снижению величины рКа от 4,85 до 4,30 (Пектины КПа - КПг, табл.1). Для других пектинов, возможно, из-за низкого содержания ионов металла

значение рКа находится в пределах равной 4,04±0,06. Этот экспериментальный факт, впервые установленный нами, скорее всего, свидетельствует об отсутствие влияние соседних групп на ионизации карбоксильных групп. В отличие от величины рКа величина Е чувствительна не только к таким параметрам, как природа растительного сырья и технология экстракции ПВ, но практически невоспроизводима при идентичных условиях эксперимента.

Важным является и тот факт, что отсутствует корреляция между величинами рК и такими параметрами как обменная емкость (Е), содержание ГК и её степень этерификации.__

Рис. 3. Зависимость рКа от а для ЦП, ЯП и пектина КП

Известно, что для полимерного электролита после ионизации первой функциональной группы последующая ионизация

требует совершения

дополнительной работы против сил электростатического поля, создаваемого уже

заряженными Отмеченная увеличивается степени

константа

группами, работа с ростом ионизации диссоциации

макромолекул. Поэтому эффективная полиэлектролита, в отличие от таковой для низкомолекулярного электролита, зависит от степени его ионизации. Действительно, как видно из представленного примера (рис. 3), зависимость величины рКа от степени ионизации для исследованных пектинов увеличивается с ростом величины а, причем для всех трех исследованных пектинов соответствующие точки лежат на одной и той же кривой. Полученные результаты, прежде всего, свидетельствуют о том, что все исследованные пектины проявляют типичные свойства полиэлектролитов и, как бы, находятся в противоречие с вышепредставленным заключением о независимости диссоциации карбоксильных групп ПВ. Это кажущееся противоречие снимается, если предположить, что отсутствует ближнее взаимодействие ионизованных карбоксильных групп, но сохраняется отдаленное взаимодействие, приводящее к полиэлектролитическому набуханию пектиновой цепи макромолекул.

Таким образом, из представленных данных потенциометрического титрования следует, что ионизация полимерной цепи макромолекул пектиновых веществ, независимо от природы источников растительного сырья и технологии экстракции пектиновых веществ, происходит независимо

друг от друга. В то же время, не исключается дальнее взаимодействие однородно заряженных групп, что проявляется в зависимости величины рК от степени диссоциации.

2. Ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ

Одним из основных методов для получения представления об ионном равновесии в растворах ПВ, является измерение их электропроводности. Взаимосвязь между способностью функциональных групп ПВ к ионизации и природой растительного сырья, является одним из основных вопросов при измерении электропроводности их растворов.

Для соответствующих экспериментов были использованы пектины КП, ЯП и ЦП, полученные методом кислотного гидролиза, описанным в предыдущем разделе. Измерение электропроводности в растворах различной концентрации в среде ацетатного (рН=3,1) и фосфатного буферов (рН=6,8), а также, в этих же средах в присутствии 0,1н хлорида натрия проводили с использованием кондуктометра WTW GmbH Laboratory conductivity meter inoLab cond Level 1, производства США.

В качестве примера на рис.4, приводится зависимость удельной электропроводности (к) раствора пектина КП от концентрации (С, мэк/мл, рассчитываются по массе ПВ и величине Е). Как видно, во всех средах, с уменьшением значений С величина * увеличивается, достигая максимума, снова снижается. Такси ход зависимости величины к от С наиболее характерен для растворов электролитов. Уменьшение к при высокой концентрации обычно связывают с падением скорости движения ионов, обусловленной тормозящим действием ионной атмосферы. Однако, учитывая, что ПВ относится к слабым электролитам, можно полагать, что с увеличением концентрации раствора заметно уменьшается степень диссоциации, что приводит к уменьшению концентрации ионов. Этот эффект при более высокой концентрации ещё более усиливается с агрегацией ПВ в растворе, наличие которых в последние годы доказано прямыми электрономикроскопическими исследованиями. В области меньших концентраций, в результате распада возможных агрегатов и фактически отсутствия влияния ионных атмосфер, удельная электропроводность будет изменяться пропорционально концентрации. Используя данные удельной электропроводности, по формуле X. = к/(1000*С), были рассчитаны величины эквивалентной электропроводности (X), зависимость которых от квадратного корня концентрации (С!) представлена на рис.5. При расчете величины концентрации были использованы данные по обменной емкости получение при потенциометрическом титровании растворов ПВ, используя формулы С(мэк/мл =моль/л) = С(мг/мл)*Е(ПВ)/1000. Величина Е(ПВ) естественно отличалась для каждого ПВ в зависимости от источника растительного сырья и технологии их получения (тг;бл.1). Как видно из рис.5 и данных табл. 2, зависимость X от величины Ct/2 подчиняется уравнению Кольрауша, и как правило, описывается уравнением прямой линии Х=Х„+АС'/2. Для отдельных

объектов указанная зависимость описывается полиномиальным уравнением второй и третьей степени (табл.2).

Рис.4.3ависимость электропроводности растворов пектина концентрации: в

удельной 00

КП от ацетатном

буфере рН=3,1 (1), фосфатном буфере рН=6,8(2) и фосфатном буфере рН =6,8 (3) в присутствии 0,1н раствора ЫаС1

Рис.5. Зависимость

эквивалентной электропроводности (X)

растворов ЯП от концентрации: при рН=3,1 (в ацетатном буфере -1), рН=6,8 ( в фосфатном буфере -2), и рН=6,8 в присутствии 0,1 н №С1 (3).

В частности, для ЯП при рН=6,8 экспериментальные данные зависимости X от С"2 одинаково хорошо описываются и уравнением прямой линии и полиномиальным уравнением второй степени, однако во втором случае величина Я2 больше, чем в первом. Аналогично для пектина КП соответствующие результаты хорошо описываются уравнением третьей степени. Экстраполируя полученные зависимости к нулевой концентрации, были найдены величины предельной электропроводности (Х^). Используя величины X и X» и рассчитывая степень ионизации соответствующих компонентов (а = XIX„) при разбавлении раствора по уравнению кс=С-Л7(Я„(А„-Л)), были рассчитаны функции диссоциации кс при различных концентрациях раствора. Последние результаты были использованы для расчета константы диссоциации ПВ в выбранной системе растворителя по формуле: = 1§кс -а(са)"2. В соответствии с этой формулой экспериментальные данные должны представлять собой уравнение прямой в координатах ^кс-(са)1/2. Действительно, как видно из представленного примера (рис.6), функции диссоциации кс постепенно увеличиваются с ростом концентрации (а*С)1/2.

Корреляционные уравнения, полученные при обработке соответствующих экспериментальных данных для различных пектинов и условии эксперимента, приводятся в табл. 3.

Таблица 2.

Корреляционные уравнения и величина коэффициента корреляции (К2) при расчете придельной злектропрсводности (ко) из экспериментальных данных зависимости эквивалентной электропроводности (к=у) от концентрации (С1/2=х) для растворов 11В при различных рН.

ПВ рН Корреляционные уравнения Я

ЯП 3,5 у = -67,676х + 5,6983 0,9997

ЯП 3,5 +0,1 н. ЫаС1 у = -96,637х + 5,8251 0,9663

ЯП 6,8 у =: -15,115х + 1,0101 0,9795

ЯП 6,8 у = 428,09х^ - 57,892х + 2,0667 0,9997

ЯП 6,8 + 0,1н.КаС1 у = -96,706х + 5,8278 0,9663

кп 3,5 у = -36,973х + 3,6993 0,9953

кп 3,5 +0,1 н. КаС1 у = -60,547х + 4,2651 0,9663

кп 6,8 у = -10691х' + 2113,4х" - 145,84х + 3,6218 0,9998

кп 6,8 + 0,1н.КаС1 у = -60,598х + 4,2675 0,9663

ЦП 3,5 у =:-151,67х +7,867 0,9663

ЦП 3,5 +0,1 н. ЫаС1 у = -60,547х +4,2651 0,9663

ЦП 6,8 у = -151,69х + 7,8675 0,9663

ЦП 6,8 + 0,1н.ЫаС1 у = -6С',598х + 4,2675 0,9663

(а*С)1'2, (моль/л)1'2 О 0,01 0,02 0,03 0,04

-4 ----!------н—--г 0

0,0150 0,0160 0,0170 0,018 (а*С(моль/г)"2 ^Г

-5

0,0190

-2

-3 -А -5 -6 -7

Результаты расчета константы диссоци; данным измерения электропроводности процедуре и величины предельной соответствующих системах представлены

Рис.6. Зависимость от |

(а*С)0,5 раствора ЯП при рН=ЗД(1) ирН=6,8(2). ,

Как видно из данных табл. 3 во всех изученных системах зависимость ^кс от (а*С)1/2 очень хорошо укладывается в прямолинейную зависимость при |-коэффициенте корреляции более 99%. Исключение составляют данные по яблочному пектину при рН=3,5. Однако эти же данные достаточно хорошо описываются корреляционным уравнением второй степени при величине К2=0,98. ации (Кд) по экспериментальным растворов ПВ по вышеописанной электропроводности (V,) в в табл.4.

Анализ данных табл.4, прежде всего, свидетельствует о том, что все изученные ПВ относятся к слабым полиэлектролитам, что следует из порядка величин Кс, которые находится в области 10'8 моль/л. Вторым важным моментом является то, что для ПВ, полученных из различных источников растительного сырья и различной технологии величины Кс очень близки.

Таблица 3.

Корреляционные уравнения и величина коэффициента корреляции (II2) при расчете величины функции диссоциации^) из данных зависимости (-1§кс=у)

от величин ((а*С) =х) для ПВ при различных значениях рН раство| за.

Пектины РН Корреляционные уравнения

ЯП 3,5 у= 122,25х- 7,2152 0,9341

ЯП 3,5 у = -3456,4х2 + 259,75х - 8,3297 0,9848

ЯП 3,5 +0,1 н. NaCl у = 201,48х-8,0492 0,9921

ЯП 6,8 у = 177,69х - 8,0487 0,9875

ЯП 6,8 у = 224,51х-8,2365 0,9930

ЯП 6,8 + 0,lH.NaCl у = 201,53х-8,0494 0,9921

КП 3,5 у = 125,28х-7,7344 0,9679

КП 3,5 +0,1 н. NaCl у = 172,4х-7,9138 0,9921

КП 6,8 у = 288,47х - 8,8249 0,9938

КП 6,8 + 0,lH.NaCl у = 261,71х- 8,2763 0,9921

ЦП 3,5 у = 155,08х - 8,054 0,9926

ЦП 3,5 +0,1 н. NaCl у = 261,71х- 8,2763 0,9921

ЦП 6,8 у = 155,08х - 8,054 0,9926

ЦП 6,8 + 0,lH.NaCl у = 261,71х-8,2763 .0,9921

Табл. 4.

Предельная электропроводность (К,) и константа диссоциации (Кд) при различных рН для ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.________

Пектины pH X» Ю8*^, моль/л

ЯП 3,5 5,69£ 0,468

ЯП 3,5 +0,1 н. NaCl 5,825 0,893

ЯП 6,8 2,067 0,580

ЯП 6,8 1,010 0,894

ЯП 6,8 + O.lH.NaCl 5,828 0,892

КП 3,5 3,699 1,843

КП 3,5 +0,1 н. NaCl 4,265 1,220

КП 6,8 3,622 0,150

КП 6,8 + O.lH.NaCl 4,260 1,220

ЦП 3,5 7,867 0,883

ЦП 3,5 +0,1 н. NaCl 9,828 0,529

ЦП 6,8 7,868 0,883 ;

ЦП 6,8 + 0,lH.NaCl 9,828 0,529

Таким образом, полученные экспериментальные данные электропроводности растворов ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, в согласии с данными потенциометрического титрования свидетельствуют об отсутствии или слабом взаимном влиянии функциональных групп макромолекул ПВ.

3. Ионизация некоторых азотсодержащих синтетических и природных

полимеров

Азотсодержащие полимеры при квартернизации третичного атома азота образуют поликатионы, которые при соответствующих условиях могут образовывать ИПЭК с ПВ. В институте химии им. В.И. Никитина АН республики Таджикистан в течение длительного время проводился синтез и изучение физико-химических и биологических свойств полимеров на,'основе производных этинилпиперидола, в ' частности

винилэтинилтриметилпипер идола (поли-ВЭТП), которые, благодаря наличию пиперидольной группы, могут быть кватеризованы до ионизированной формы. Другим представителем биологического азотсодержащего полимера являются лактоглобулины молочной сыворотки, которые в больших количествах содержатся во вторичном ресурсе молочного производства.

В связи с этим, в данной части работы поставлена задача расчета констант ионизации полимеров из данных по электропроводности и потенциометрическому титрованию.

3.1.Ионизация поливинилэтинилтриметилпиперидола в растворе. В связи с тем, что растворимость ВЭТП в воде ограничена, а его полимер нерастворим в воде, потенциометрическое титрование и измерение электропроводности проводили в водно-этаноловом растворе при соотношении растворителей 1:1. Для сравнения помимо поли-ВЭТП, был изучен исходный мономер (ВЭТП), его хлоргидраг (ВЭТП*НС1) и йодметилат (ВЭТП*СН31). Во всех случаях величины % возрастают с увеличением концентрации раствора. Соответствующие кривые описываются корреляционными уравнениями третьей степени соответственно при коэффициенте корреляции 0,9726 (ВЭТП в воде), 0,9997 (водноспиртовый раствор) и 0,9911 (ВЭТП*СНз1 в воде). Используя вышепредставленную процедуру были рассчитаны величины эквивалентной электропроводности (X), зависимость которых от величин С1/2 подчиняется уравнению Кольрауша и описывается полиномиальным уравнением второго порядка: 12, при коэффициенте корреляции 0,8656 (ВЭТП в воде),

0,8958 (водноспиртовый раствор) и 0,9850 (ВЭТП*СН31 в воде). Из соответствующих прямых были найдены величины степени ионизации а=АЛ05, функции (Кс) и термодинамической константы ионизации (Кд). В последнем случае для расчета среднего ионного коэффициента активности было использовано уравнение Дебая-Гюккеля. Численные значения Кс=1,63 8Е-07±2,879Е-08 и Кл=1,579Е-07±2,817Е-08 свидетельствуют о достаточно слабой способности мономера ВЭТП к ионизации в водном

растворе. При переходе к водно-спиртовой среде или кватернизации ВЭТП происходит значительное возрастание величины удельного электрического сопротивления (н) растворов, и соответственно, величин Кс и Кл, причем величина к в наибольшей степени увеличивается при использовании, в качестве кватернизующего агента, HCl. Во всей области концентрации ВЭТП*СН31 наблюдаются практически постоянные значения как Кс = 0,01268 ± 0,00071, так и Кл = 0,01185 ± 0,000(57, имеющие отклонения 5,58 и 5,64% соответственно, что находится в пределах ошибки измерения электропроводности. Аналогичное возрастание величины к наблюдается и для поли-ВЭТП в водно-спиртовой среде. Кс =0,0171 и Кд =0,0123.

Обменные емкости и величины рКа ВЭ'ГП и поли-ВЭТП определяли из данных потенциометрического титрования. Используя область перехода потенциометрических титрований, были рассчитаны статистические обменные емкости ВЭТП и его полимера, равные соответственно Е=5,18 и 4,95мэк/г. По данным электропроводности, используя вышеописанные методики, была рассчитана степень диссоциации (а), которая использовалась для расчета величины рК ВЭТП и поли-ВЭТП в водно-спиртовом растворе. Зависимость pH от величины Lg(a/(l-a)) достаточно хорошо описывается корреляционным уравнением прямой линии при коэффициенте корреляции равной единице. По этим данным были рассчитаны величины рК соответственно равные 8,13 и 6,51 для ВЭТП и поли-ВЭТП. Найденные величины рК для поли-ВЭТП в зависимости от величины а, снижаются, однако соответствующее изменение является незначительным, что соответствует данным электропроводности, указывая о незначительной взаимозависимости функциональных групп в макромолекуле поли-ВЭТП.

Таким образом, из представленных в настоящей работе результатов следует, что исходные мономеры и полимеры ВЭТП относятся к'слабым основаниям, а кватернизация третичного атома азота в пиперидольном цикле приводит к ионизации обоих компонентов, следствием чего является значительное возрастание электропроводности раствора. При этом природа кватернизующего агента оказывает существенное влияние на электропроводность соответствующих производных ВЭТП.

3.2. Ионизация лактоглобулина молочной сыворотки в растворе. Изучены кривые потенциометрического титрования карбоксильных групп ß-лактоглобулина (ß-Lg) стандартного образца (Sigma) и концентрата ß-Lg, выделенного из молочной сыворотки. Кривые титрования -СООН ß-Lg обоих образцов отличились между собой, из-за небольшого содержания других белков во втором образце, в то же время кривые титрования имидазольной группы у обоих образцов схожи. Из этих кривых были вычислены кажущиеся константы диссоциации (pKJ как функции степени диссоциации (а) согласно вышеприведенной процедуры. Численные значения рКа для имидазольной группы ß-Lg в воде и в 0,1н растворе NaCl ровны 6,07 и 5,92, соответственно. Зависимость величины рКк от степени диссоциации для макромолекул лактоглобулинов, показала, что все три образца вели себя как полиэлектролиты с низкой плотностью заряда.

4. Макромолекулярные комплексы пектиновых веществ и линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола

Пектиновые вещества, как отмечалась выше, являются представителями природного полимера полианионной природы и можно предположить образование ИПЭК с противоположно заряженными макромолекулами. Одним из представителей таких полимеров является поли-ВЭТГ1 и его кватеризованные производные.

Целью настоящей части работы является изучение равновесной реакций между макромолекулами ПВ и гидрохлоридом поли-ВЭТП в широкой области рН раствора и соотношения компонентов.

Известно, что макромолекула ПВ содержит остатки ГК (1) и представляет собой поликислоту, а поли-ВЭТП состоит из звеньев мономера (формула 2) и является полиоснованием, причем оба полимера, как было показано выше, являются слабыми полиэлектролитамй.

Формула галактуроновой к-ты(1) Формула ВЭТП (2) 1 ■

г4и Чг

■■ а ОН

-л,.-:.,Я,=К2=11з= -СН3 Поэтому образование ИПЭК поли-ВЭТП и ПВ, как взаимодействие между двумя слабыми: .прлиэлектролитами, можно описать следующей схемой реакции: . _

Степень превращения 9 в этих реакциях определяют как Отношение числа солевых связей, образовавшихся между полигонами в данных условиях, к их максимально возможному числу. Формированием дуплексов на основе ПВ и поли-ВЭТП можно управлять, изменяя рН среды. В таких условиях ИПЭК, по-видимому, можно получить в равновесных условиях, постепенно подкисляя или подщелачивая реакционную смесь. ■

При образовании ИПЭК в эквимолекулярных соотношениях, как правило, образуется нерастворимый комплекс. Поэтому, нами изучен процесс комплексообразования при соотношении функциональных групп полимерного основания (поли-ВЭТП*НС1) и полимерной кислоты (ПВ) при I соотношениях 2:1, 1:1 и 1:2 и фиксированных значениях рН раствора. Поли-ВЭТП в нейтральной и щелочной области рН растворяли в водно-спиртовом растворе при соотношении 1:1. Образование водорастворимых комплексов поли-ВЭТП*ИС1 и ПВ фиксировали путем потенциометрического титрования образовавшейся сильной кислоты (НС1), измерением приведенной вязкости растворов исходных компонентов и соответствующих комплексов в растворе, а при образовании осадков - гравиметрическим методом. В последнем случае раствор с осадком количественно переносили из реакционной системы в специальную центрифужную пробирку, снабженную стеклянной сеткой, покрытой капроновой микропористой мембраны экспериментальной лаборатории р/к «Хийу Калур» с диаметром пор 0,2 мкм. После отделения осадка от маточного раствора путем центрифугирования при скорости вращения ротора 7000 об./мин, его высушивали и определяли массу соответствующих образцов. Содержание ПВ в комплексе определяли также по содержанию звеньев ГК в осадке. Для расчета соотношений функциональных групп и комплекса физико-химических параметров, предварительно, методом потенциометрического | титрования, были определены обменная емкость (Е) и рК соответствующих

Рис. 7. Зависимость выхода

нерастворимых ИПЭК поли-ВЭТП и

^оПВ при соотношении компонентов

°с£1:1(1), 1:2(2), и 2:1(3).

о

X

тНа рис.7 приводится выход

нерастворимых комплексов в зависимости от рН раствора при различных соотношениях

компонентов. Как видно, при

рп

г эквимолекулярных исходных

..... соотношениях компонентов с ростом

рН раствора, выход нерастворимых комплексов в целом уменьшается, при других соотношениях поли-ВЭТП*НС1 и ПВ это наблюдается только в кислой области рН раствора. В то же время, при изменении соотношения компонентов от эквимолекулярной, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения доли ПВ в исходном растворе, выход нерастворимых комплексов в нейтральной и щелочной области рН снова увеличивается. В области рН равной 3,5 выход комплексов достигает величин 80-99%. При дальнейшем увеличении рН раствора при достижении щелочной области и варьировании соотношения компонентов, выход комплексов постепенно уменьшается до 5-20%.

компонентов.

рН

Прежде чем перейти к рассмотрению растворимых ИПЭК, следует отметить, что поли-ВЭТП в кислой области рН раствора находится в протонированном состоянии и при добавлении ПВ, в результате кооперативного взаимодействия противоположено заряженных полиэлектролитов, вытесняется сильная кислота, снижающая значение рН раствора.

Рис.8.Изменение рН раствора поли-ВЭТП при титровании раствором , пектина КП при различных соотношениях компонентов. Со(поли-ВЭТП)=0,004364 мэк/мл,

Со(КП)=0,0029мэк/мл, Е(поли-

ВЭТП)=3,94 мэк/г, Е(КП)=2,079мэк/г.

Типичный пример образования растворимого ИПЭК, при титровании раствором ПВ и раствором поли-ВЭТП, приводится на рис. 8. В данном случае, в результате макромолекулярной

реакции, происходит снижение величины рН раствора от 2,08 до 2,01. Из этого же рисунка видно, что стабилизация падений величины рН происходит в области соотношения 0 = п(ПВ)/п(ПВЭТП) 0,4 - 0,5.

Рис.9. Приведенная вязкость (т]пр) растворов поли-ВЭТП, пектина КП и их комплексных соединений в области концентрации компонентов 0,07(1) и 0,09(2.) г/дл при рН=1,51.

Последний факт означает, что при взаимодействии макромолекул пектина КП с полимерными цепями поли-ВЭТП не все функциональные группы ПВ вступают в реакцию комплексообразования. Это связано, по-видимому, с отсутствием комплементарности между цепями соответствующих полимеров.

Об образовании макромолекулярного комплекса свидетельствуют также данные приведенной вязкости (т1пр= Луд-'С) смеси ПВ и поли-ВЭТП в растворе (рис.9). Из рис.9, видно, что при прочих равных условиях величина приведенной вязкости (т]пр) чистых компонентов меньше, чем т|пр смеси пектина КП и поли-ВЭТП в растворе. В то же иремя приведенная вязкость поли-ВЭТП при одинаковых колцентрациях в три раза больше, чем величина

0,0 4,0 8,0 12,0 16,0 V(KH), мл

КП, 9,'моль

т|пр пектина КП. При увеличении доли ПВ в растворе резко возрастает величина Т1пр от 3,4 длФ (поли-ВЭТП*НС1) до 8,3 дМ~ (ИПЭК - 2:1) и, далее, постепенно уменьшается до 1,3 (ПВ). Увеличение приведенной вязкости смеси компонентов, скорее всего, свидетельствует не только об увеличении молекулярной массы комплексов по сравнению с чистыми, но и об изменение формы макромолекул комплекса, принимавшего, возможно, более ассиметричный вид по сравнению с исходными компонентами.

По данным изменения рН раствора комплекса и исходных компонентов ] могут быть оценены величина 9 и значение свободной энергии (АОС5), придающие движущую силу процессу комплексообразования. Они характеризуют многоцентровое кооперативное взаимодействие противоположно заряженных звеньев полимерных цепей при 8=а. АС (а) и ДС(6) свободные энергии ионизации слабого полиэлектролита в отсутствие и в присутствие противоположного заряженного полииона, соответственно. Формулы для расчета величины 0 можно представить в следующем виде:

где,

- степень превращения, число солевых связей, к их максимальному.

та н ть - число молей добавленной кислоты и основания.

У - объем реакционной среды

Ка и А": -характеристические константы ионизации поликислоты и полиоснования Со -концентрация одного из полиэлектролитов Д(7(а) и \С( ) - свободные энергии ионизации полиэлектролита в отсутствие и в присутствие противоположено заряженного полииона ЛрН( ,а) - мера свободной энергии (АОсб) придающей движущую силу процессу комплексообразования

Типичные зависимости 6 от рН, которые рассчитаны по экспериментальным кривым титрования ПВ и поли-ВЭТП в присутствии противоположно заряженных полиионов и зависимость степени ионизации а отдельных полиэлектролитов от рН, приведены на рис. 10. Видно, что линии 1 и 2 ограничивают интервал рН, в которой ИПЭК поли-ВЭТП-ПВ образуются и существуют в реакционной системе. ПВ и поли-ВЭТП, степень ионизации которых зависит от рН, в присутствии противоположно заряженных полиионов становятся более сильными.

В выше представленных формулах величина ДрН(в,а) характеризует многоцентровое кооперативное взаимодействие противоположно заряженных звеньев полиионных цепей при 9 = а. По данным потенциометрического титрования исходных компонентов и соответствующих комплексов, нами рассчитаны численные значения этих

• Для слабой поликислоты

0 т„/У +

Со

• Для слабого полиоснования

с ^ та/У + [ОН'} -Со

^ ' 2.3Я7 2.3 ЙТ

| 0,50

I

0,40

! 0.30

110

151

; ого

I 0,10

/

1 и И» г г

13 /

I I I г 1 1

1,00 0.80

А,

\ \

\' \

| \ " \ я % \

; \ \

7

РН

Рис.10. Зависимость степени превращения (8) в реакциях обмена между поликислотой (ПВ) и солью полиоснования (поли-ВЭТП*НС1) (I),

полиоснованием (поли-ВЭТП) и солью поликислоты (ПВ-СОО№) (2), и исходной степенью ионизации (а) ПВ ! (3) и поли-ВЭТП (4) от рН.

Таблица 5.

Свободная энергия (ДОсб) процесса комплексообразования поли-ВЭТП и ПВ при различных рН и соотношения компонентов

рН г исх. ДрН(1/ЗПВ) ДрН(]/2ПВ) ДрН(2/ЗПВ) доС5 (1/ЗПВ) Дв« (1/2ПВ) ДОС5 (2/ЗПВ)

Кдж/моль

2 -0,03 -0,05 -0,07 -0,074 -0,124 -0,173

3,5 -0,36 -0,33 -0,3 -0,892 -0,817 -0,743

4,65 -0,57 -0,09 -0,43 -1,412 -0,223 -1,065

5,6 -1,6 -2,08 -0,85 -3,963 -5,152 -2,105

6,4 -1,81 -1,86 -1,51 -4,483 -4,607 -3,740

7,5 -1,18 -1,13 -1,08 -2,923 -2,799 -2,675

8,29 -0,26 -0,31 -0,32 -0,644 -0,768 -0,793

параметров ДрН(6,а), которые в зависимости от рН раствора приведены в табл. 5. Отрицательные значения этого параметра и изменение свободной энергии процесса комплексообразования (ДОС5), при всех величинах рН и соотношениях компонентов, свидетельствуют о ведущей роли процесса ионного взаимодействия при формировании дуплексов на основе ПВ и поли-ВЭТП. Уменьшение свободной энергии, соответствующее сдвигу равновесий вышеприведённой химической реакции в сторону образования ИПЭК, происходит, по-видимому, в основном из-за увеличения энтропии, вызванной освобождением низкомолекулярных противоионов, которые изначально локализованы вблизи полиэлектролитных клубков. Однако, в зависимости от состава и структуры противоположно заряженных полиионов, заметный вклад в их связывание друг с другом могут вносить и другие факторы, такие как гидрофобное взаимодействие, водородные связи и т.д.

Фактор, аналогичный ДСгм, может являться ведущим за кластеризацию белковых глобул противоположно заряженными линейными полиионами при образовании комплексов полиэлектролитов с белками.

Нами, на примере (3-лакгоглобулина молочной сыворотки изучено их взаимодействие с пектином КП. Для этого водные растворы ПВ и стандартного препарата [3-1^ смешивали в специальной ячейке и пропускали через мембрану УПМ-П при давлении 40-50кПа. Предварительно были

изучены пропускающие способности мембраны по отношению к воде и раствору пектина, которые составляли 0,0225 и 0,0054мл/мин*см2, соответственно. При этом, в отфильтрованном растворе содержание ПВ в условиях эксперимента составляло всего 1-3%. Молекулы (3-1^ в водном растворе свободно проходят через мембрану УПМ-П. Исходя из этого, при рН=7,61, где проводилось изучение комплексообразования пектина КП и (3-при фильтрации через мембрану может проходить только свободный Р-концентрацию которого можно определить спектрофотометрически в области длины волны 290нм, а ПВ и Р-Ь§, связанные в комплекс, остаются в растворе. Принимая во внимание данное условие эксперимента, отношение количества ионизованных функциональных групп пектина КП к числу молей

в комплексе хкоил определяли по формуле: _ (с0(пв)-ср(пв))>Е(пв)*м(ад зк

*ко«п - С0(1д)-Ср(1д) Ыоль*'

где С0 и Ср -исходные и равновесные концентрации ПВ и р-Ь§, Е(КП)=1,806мэк/г, М(Ь§) - ММ [3-1^ (18000г/моль). С0(ПВ)= 0,4157мг/мл, С0(1^)=2,6883мг/мл, Ср(Ь§)=0,00096гр/мл установлены

спектрофотометрически. Величина хкомп= 7.818экв/моль означает, что для связывания одной молекулы белка необходима такая длина цепи

пектина, в которой располагаются около 8-и карбоксильных групп.

Таким образом, изучение ионизации функциональных групп полимерных цепей полиэлектролитов дает ценную информацию о путях и возможностях формирования не только ИПЭК, но и более сложных образований на основе, как синтетических, так и природных объектов способных к многоточечным взаимодействиям посредством ионных связей.

Выводы

1. Изучено ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ, полученных из различных источников растительного сырья. Определены основные физико-химические параметры ионизации макромолекул ПВ, характеризующие их как природного потенциального полианиона, компонента для формирования интерполиэлектролитных комплексов с азотсодержащими полимерами и белковыми макромолекулами, основы для создания биологически активных композиционных материалов и эффективных носителей лекарственных веществ. ,

2. Методом потенциометрического титрования проведено сравнительное изучение ионного равновесия в водных растворах пектинов яблок, апельсина и корзинки подсолнечника, полученных при различных технологиях экстракции. Оценка численного значения статистической обменной емкости (Е) и характеристической константы ионизации (рКа) свидетельствует об относительной независимости процесса ионизации карбоксильных групп полимерной цепи ПВ от природы источников растительного сырья и способа их получения. В то же время, наблюдаемая зависимость величины рКа от степени диссоциации (а) приводит к

заключению о наличии эффекта дальнего взаимодействия однородных заряженных групп.

3. Методом кондуктометрии разбавленных растворов ПВ определены численные значения удельной (к) и эквивалентной электропроводности (к), составлены корреляционные уравнения зависимости X от концентрации раствора, позволяющие оценить величины предельной электропроводности (7.00), степень диссоциации (а), функции диссоциации (Кс) и кажущейся константы диссоциации (Кд). Численные значения Кд в полном согласии с данными потенциометрического титрования свидетельствуют об отсутствии или слабом взаимном влиянии функциональных групп макромолекул ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.

4. Методами кондуктометрии и потенциометрического титрования поливинилэтинилтриметилпиперидола (поли-ВЭТП) и лактоглобулина (1^) молочной сыворотки измерены основные параметры их ионизации, и проведен расчет соответствующих констант ионизации, рассчитаны соответствующие константы, характеризующие эти объекты как полиэлектролиты с низкой плотностью заряда.

5. Изучены реакции взаимодействия макромолекул ПВ и гидрохлорида поли-ВЭТП в широкой области рН раствора и соотношении компонентов. Определены возможность образованию растворимых и нерастворимых ИПЭК поли-ВЭТП и ПВ, выход нерастворимых комплексов и величины приведенной вязкости растворимых ИПЭК, степень превращения функциональных групп компонентов в ионную пару (6) и значение свободной энергии (ДСсб), придающей движущую силу процессу комплексообразования.

• Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Ионизация линейного поливинилэтинилтриметилпиперидола в водном растворе // Материалы Международной научно-практической конференции «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты», Душанбе.-2006,-С. 137-139.

2. Хапиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Электропроводность винилэтинилтриметилпиперидола и его полимеров в водном растворе // Материалы Международной научно-практической конференция «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты», Душанбе.-2006,- С. 149-150.

3. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., . Хакимходжаев С.Н. Макромолекулярные комплексы линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола и пектиновых веществ //Материалы Международной научно-практической конференция «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты», Душанбе.-2006.- С. 139-141.

4. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Ионизационное равновесие в водном- растворе линейного полимера винилэтинил-триметилпиперидола // Докл. АН РТ. 2006- Т.49.-№5. -С.449-452.

5. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Интерполиэлектролитные комплексы линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола и пектиновых веществ // Докл. АН РТ. 2006- Т.49.-№5. -С.453-458.

6. Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Изучение свойств макромолекулярных комплексов на основе линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола и пектиновых веществ //Сборник материалов республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых «Молодёжь и современная наука». -Душанбе, «Дониш» - 2007.-С. 18-20.

7. Джураева Ф.Н., Мухиддинов, З.К. Халиков Д.Х. Ионизационное равновесие в водных растворах пектиновых веществ, полученных из разных источников растительных материалах // Докл. АН РТ. 2007-Т.50.-№1.-С.41-46

8. Джураева Ф.Н., Халиков Б.Д., Горшкова P.M., Мухиддинов З.К. Электропроводность пектиновых веществ подсолнечника //Материалы 4-ой Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», посвященной 60-летию Института высокомолекулярных соединений РАН. Санкт-Петербург, 2008г.-С.89

9. Мухидинов З.К., Джураева Ф.Н., Халикова М.Д., Бобокалонов Д.Т. Ионизационное равновесие в растворе низкометилированного пектина и Р-лактоглобулина //Материалы 4-ой Санкт-Петербургской Конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», посвященной 60-летию Инсплуга высокомолекулярных соединений РАН. Санкт-Петербург, 2008г.-С.65

10. Бобокалонов Д.Т., Джураева Ф.Н., Халикова М.Д. Разделение белков молочной сыворотки методом мицеллярной электрокинетичекой хроматографии. //Материалы научно-практической конференции молодых ученых 'ГГМУ им. Абуали ибни Сино, посвящ. 1150 летию А.Рудаки. Душанбе 2008, С. 28.

11. Мухиддинов З.К., Усманова С.Р., Тешаев Х.И., Шарифова З.Б., Джураева Ф.Н., Халиков Д.Х. Потенциометрическое титрование р-лактоглобулина молочной сывортки //Докл. АН РТ.2011-Т.54.-№2.-С. 124-128

12. Халиков Д.Х., Джураева Ф.Н., Горшкова P.M. Мухиддинов З.К., Ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ // Докл. АН РТ.2011- Т.54,- №3,- С. 210-215

Разрешено к печати 04.05.2011. Сдано в печать 10.05.2011 Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16.

Печать офсетная. Заказ^ 34 Тираж - 100 экз. Отпечатано в типографий «Доаиш», ул. Айни, 121, корп. 2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Полиэлектролиты.

1.2 Ионная ассоциация в растворах полиэлектролитов.

1.3. Потенциометрическое титрование полиэлектролитов.

1.4. Кондуктометрическое титрование полиэлектролитов.

1.5. Комплексообразующие свойства полиэлектролитов.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Исходные вещества и реагенты.

2.2 Синтез водорастворимого полимера ВЭТП.

2.3 Характеристика линейного полимера ВЭТП с тритичными атомами азота.

2.4 Выделение пектиновых веществ из корзинки подсолнечника.

2.5. Количественные методы анализа функциональных групп пектиновых веществ.

2.5.1 Определение этерифицированных карбоксильных групп [88].

2.5.2 Фотометрическое определение метоксильных групп [89].

2.5.3 Карбозольный метод определения уранидных составляющих пектиновых веществ [90].

2.6 Выделение Р-лактоглобулина из молочной сыворотки.

2.6.1 Ультрафильтрация.

2.6.2 Определение белка по методу Седмака.

2.6.3 Методика разделение белков молочной сыворотки на гель-электрофарезе.

2.6.4 Методика разделение белков молочной сыворотки на капелярном электрофарезе.

2.7 Измерение электропроводности растворов.

2.8 Потенциометрическое определение рН растворов.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ- И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Кислотно-основное равновесие в водных растворах пектиновых веществ.

3.2. Ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ.

3.3. Ионизация некоторых азотсодержащих синтетических и природных полимеров.

3.3.1.Ионизация поливинилэтинилтриметилпиперидола в растворе.

3.3.2. Ионизация лактоглобулина молочной сыворотки в растворе.

3.4. Макромолекулярные комплексы пектиновых веществ и линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола.

ВЫВОДЫ.

Актуальность проблемы. Полиэлектролиты, как макромолекулярной системы, применяются во многих отраслях народного хозяйства, поскольку сочетают некоторые важнейшие свойства неионогенных полимеров и низкомолекулярных электролитов. Все специфические свойства полиэлектролитов проявляются лишь в условиях, в которых их макромолекулы несут локально некомпенсированные заряды. Эти свойства, в основном, определяются взаимодействием заряженных групп полиионов между собой и с окружающими их низкомолекулярными противоионами. Одной из областей использования полиэлектролитов является синтез интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК), образующихся при смешивании водных растворов противоположно заряженных макроионов за счет кооперативного электростатического связывания поликатионов с полианионами. Этот процесс в значительной степени зависит от зарядового отношения и степени полимеризации исходных полиэлектролитов.

Анализ современного состояния исследований в области изучения структуры и физико-химических свойств как полиэлектролитов, так и ИПЭК, на их основе, показывает, что объектами этих исследований являются, в основном, синтетические полимеры. Развитие исследований в этой области характеризуется, с одной стороны, значительным расширением диапазона комплексообразующих компонентов с включением в него полисахаридов, протеинов и их производных, а с другой стороны - тенденцией к активизации изучения способов более широкого применения как принципа комплексообразования, так и получение при этом продуктов для техники и медицины.

Одним из перспективных классов природных ионогенных полимеров для создания таких материалов являются пектиновые вещества (ПВ), которые благодаря своей нетоксичности и биодеградируемости могут быть использованы в качестве компонентов ИПЭК при создании носителей лекарственных веществ и моделирования биологических систем. В то же время, отсутствие и разобщенность экспериментальных данных об ионных равновесиях в растворах ПВ не позволяют оценить многие важнейшие физико-химические константы этого очень важного процесса. В связи с этим, актуальным является изучение диссоциации функциональных групп природных полимеров, исследование их комплексообразующих свойств с синтетическими и биологическими полимерами и применение полученных результатов для создания композиционных материалов специального назначения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение ионного равновесия в водных растворах ПВ, полученных из различных источников растительного сырья в широкой области изменения рН среды, расчет физико-химических параметров этого процесса, синтез и исследование реакции комплексобразования ПВ с синтетическими и биологическими полиэлектролитами поликатионной природы.

В связи с поставленной целью задачами настоящего исследования были:

• сравнительное изучение ионного равновесия в водном растворе ПВ, выделенных различными способами и из различных источников растительного сырья;

• оценка важнейших физико-химических констант ионизации (обменная емкость, характеристическая константа ионизации, степень, функции и константа диссоциации) с использованием комплекса физико-химического методов исследования;

• изучение особенностей интерполиэлектролитической реакции ПВ с азотсодержащими синтетическим и биологическим полимерами в широкой области рН раствора.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР Института химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан «Поиск и создание новых полимерных материалов и биологически активных веществ на базе продуктов синтетического и растительного сырья» (Номер госрегистрации 0106ТД414 от 15.03.1996 г.).

Научная* новизна работы. Методами потенциометрического титрования и кондуктометрии растворов ПВ, выделенных из различных источников растительного сырья изучено ионное равновесие в широкой области рН и концентрации раствора, определены^ величины статистической обменной емкости (Е) и рКа, свидетельствующие об отсутствие влияния источников сырья и технологии получения ПВ на значение рКа.

По экспериментальным данным удельного электрического сопротивлении (к) растворов ПВ, рассчитаны численные значения эквивалентной электропроводности (X), степень диссоциации (а), функции (кс) и константы диссоциации (кд) в воде, свидетельствующие о достаточно слабой способности функциональных групп ПВ к ионизации.

На примере ПВ с противоположно заряженным полиэлектролитом; на основе поливинилэтинилтриметилпиперидола (поли-ВЭТП) показано, что интерполиэлектролитическая реакция в водных растворах, в. широкой области рН! и соотношениях компонентов, приводит к образованию нерастворимых и растворимых комплексов по механизму реакции полиэлектролитического обмена.

Впервые изучено комплексообразование ПВ» с (3-лактоглобулинами молочной сыворотки, свидетельствующее об общности механизма комплексообразования противоположно заряженных полиионов макромолекулярных систем.

Практическая^ значимость работы. Полученные в настоящей работе физико-химические константы пополнят справочные материалы для ПВ и могут быть использованы в> учебных процессах. Данные, полученные по ионизации ПВ в зависимости от рН-среды и концентрации раствора, могут являться-основой для использования ПВ в качестве природного полианиона при создании новых композиционных материалов, разработке полимерных носителей лекарственных препаратов и терапевтических систем с целенаправленной доставкой лекарственных препаратов в определенные участки желудочно-кишечного тракта.

Публикации; По теме диссертации опубликовано 5 статьи и 7 тезисов докладов.

Апробация, работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты» (Душанбе, 2006г.), республиканской конференции молодых ученых «Молодёжь и современная наука» (Душанбе, 2007г.), конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», посвященной 60-летию Института высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург, 2008г.), научно-практической конференции молодых ученых ТГМУ им. Абуали ибн Сино, посвященной 1150-летию А. Рудаки (Душанбе, 2009г.).

Объем и структура работы. Диссертация представляет собой* рукопись, объемом 92 страниц, состоит из введения и 3» глав, посвященных обзору литературы, экспериментальной части, результатам исследований и их обсуждению, выводам. Иллюстрирована 13' рисунками, 5 таблицами. Список использованной литературы включает 109 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Изучено ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ, полученных из различных источников растительного сырья. Определены основные физико-химические параметры ионизации макромолекул ПВ, характеризующие их как природного потенциального полианиона, компонента для формирования интерполиэлектролитных комплексов с азотсодержащими полимерами и белковыми макромолекулами, основы для создания* биологически активных композиционных материалов и эффективных носителей лекарственных веществ.

2. Методом потенциометрического титрования проведено сравнительное изучение ионного* равновесия* в водных растворах пектинов яблок, апельсина и корзинки подсолнечника, полученных при различных технологиях экстракции. Оценка численного значения статистической' обменной емкости (Е)- и характеристической константы ионизации (рКа) свидетельствует об относительной независимости процесса ионизации карбоксильных групп полимерной цепи ПВ от природы источников растительного сырья и способа их получения. В то же время, наблюдаемая зависимость величины рКа от степени диссоциации (а) приводит к заключению о наличии эффекта дальнего взаимодействия однородных заряженных групп.

3. Методом кондуктометрии разбавленных растворов ПВ определены численные значения удельной (к) и эквивалентной электропроводности (X), составлены корреляционные уравнения зависимости А, от концентрации раствора, позволяющие оценить величины предельной электропроводности (Хсо), степень диссоциации (а), функции диссоциации (Кс) и кажущейся константы диссоциации (Кд). Численные значения Кд в полном согласии с данными потенциометрического титрования свидетельствуют об отсутствии или слабом взаимном влиянии функциональных групп макромолекул ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.

4. Методами кондуктометрии и потенциометрического титрования поливинилэтинилтриметилпиперидола (поли-ВЭТП) и лактоглобулина (1^) молочной сыворотки измерены основные параметры их ионизации, и проведен расчет соответствующих констант ионизации, рассчитаны соответствующие константы, характеризующие эти объекты как полиэлектролиты с низкой плотностью заряда.

5. Изучены реакции взаимодействия макромолекул ГШ и гидрохлорида поли-ВЭТП в широкой области рН раствора и соотношении компонентов. Определены возможность образованию растворимых и нерастворимых ИПЭК поли-ВЭТП и ПВ, выход нерастворимых комплексов и величины приведенной вязкости растворимых ИПЭК, степень превращения функциональных групп компонентов в ионную пару (0) и значение свободной энергии (АОсб), придающей движущую силу процессу комплексообразования.

1. Зезин А.Б., Кабанов В. А. Новый класс комплексных водорастворимых полиэлектролитов.// Успехи химии. 1982.- т.51.- №9.-с. 1447-1483

2. Тенфорд Ч. Физическая химия полимеров// пер. с англ.- М.-1965.

3. Энциклопедия полимеров// т. 3.- М.- 1977.- с. 89-101

4. Selegny Е. Polyelectrolytes// Dordrecht- Boston.- 1974

5. Rembaum A., Selegny E. Polyelectrolytes and their applications// Dordrecht Boston.-1975

6. Зезин А.Б., Луценко B.B., Рогачева В.Б., Алексина О.А., Калюжная Р.И., Кабанов В.А., Каргин В.А. Кооперативное взаимодействие синтетических полиэлектролитов в водных растворах// Высокомолек. соед.-1972.- т. 14.- №4.- с.772-779

7. Моравец Г. Макромолекулы в растворе // М.: Мир.- 1967.- с.456

8. Барабанов В.П. Межчастичные взаимодействия в растворах полимерных электролитов// Вестник Казанского технологического университета.- 1998.- № 1.- с.6-18

9. Рогачева В.Б., Зезин А.Б., Каргин В.А. Взаимодействие полимерных кислот и солей полимерных оснований// Высокомолек. Соед,-1970.-t.12.- №11.- с. 826-830

10. Zhumadilova G.T., Gazizov A.D., Bimendina L.A., Kudaibergenov S.E. Properties of polyelectrolyte complex membranes based on some weak polyelectrolytes// Polymer.- v. 42.- №7.- p. 2985-2989

11. Платэ H.A., Васильев A.E. Физиологически активные полимеры // М.: Химия.-1986.- с.204

12. Кабанов В.А., Зезин А.Б., Касаикин В.А., Ярославов А.А., Топчиев Д.А. Полиэлектролиты в решении экологических проблем// Успехи химии.- 1991.- т.60.- В.З.- с.595-601

13. Смирнова Н.Н., Федотов Ю.А. Полиэлектролитные комплексы -материалы для разделительных мембран// Мембраны.- 2001.- № 12.- с.25-37

14. Bekturov Е. Д., Kudaibergenov S. Е., Rafïkov S. R. The properties of solutions and complex formation reactions of amphoteric polyelectrolytes// Russ.Chem.Rev.- 1991.-v.60.- №4.-p.410-419

15. Petzold G., Nebel A., Buchhammer H.M., Lunkwitz K. Preparation and characterization of different polyeJectrolyte complexes and their application as flocculants// Coll. Polym. Sci.- 1998.- v. 276.- №2.- p. 125-130

16. Кабанов В.А., Паписов И.М. Комплексообразование между комплементарными синтетическими полимерами и олигомерами в разбавленных растворах//Высокомолек. соед.- 1979.- т. 21.-С.243-281

17. Оводов С.Ю. Современные представления о пектиновых веществах// Обзорная статья.-Биоорганическая химия.-2009.- т.35.- №3.-с.293-310

18. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность//Биоорганическая химия.- 1998.- т.24-7.- с.483-501

19. Strom A., Ralet М.С., Thibault J.-F., Williams .A.R.K. Capillary electrophoresis of homogeneous pectin fractions//Carbohydr. Polym.- 2005.- v.60.-p.467-473

20. Singthong J., Ningsanond S., Cui S.W., Goff H.D. Extraction and physicochemical characterization jf Kureo Ma Noy pectin//Food Hydrocoll.-2005.-v.19.- p.793-801

21. Абаева Р.Ш., Аймухамедова Г.Б., Шелухина Н.П. Получение пектиновых веществ из природного сырья// Труды Фрунзен. политех, ин-та.-1976.- Вып.ЗЗ.- с.113-125

22. Аймухамедова Г.Б., Шелухина Н.П. Пектиновые вещества и методы их определения// Фрунзе: Илим.- 1964.- с.119

23. Алейников И.Н., Сергеев В.Н., Русаков А.В., Меркулов Ю.Г. Новый подход к производству пектина// Пищевая промышленность.- 2000.-№1.- с.59

24. Бакирь В.Д., Поезжаева А.А., Корнеева Л.Д. Извлечение пектина из яблочных выжимок// Пищевая промышленность.- 1994.- №11.- с.9-10

25. Балтага СВ. Физико-химические методы анализа пектина. Биохимические методы анализа плодов// Кишинев.- 1984.- с. 17-27

26. Бархатов В.Ю. Исследование физико-химических свойств пектиновых веществ яблок Кубани// автореф. дис. канд. техн. наук.-Краснодар.-1972.- с.24

27. Дончеко JI.B. Технология пектина и пектинопродуктов// М.: Изд.Дели.-2000.- с.255

28. Behall К., Reiser S. Effects of Pectin on Human Metabolism, Chemistry and function of Pectins// Edited by Fishman M.L., Jen JJ Washington, D.C.American Chemical Society.- 1986.- p.248-265

29. Marudova M., Jilov N. Influence of sodium citrate and potassium-sodium tartrate on gelation of low-methoxyl amideted pectin//Food Eng.-2003.-v.59.-p.l77-180

30. Платэ Н.А., Васильев А.Е. Физиологически активные полимеры. //М.: Химия. -1986. -204с.

31. Petrov A.I., Sukhorukov B.I. Spectrophotometrie and potentiometric study on the mechanism of protonation of polycytidylic acid// Studia Biophys.-1977.- v65.- p. 107-119.

32. Барабанов В.П. Электрохимия неводных растворов полимерных электролитов// Дисс. на соиск. уч. степ докт. хим. наук.- Казань.- 1972

33. Гармаш A.B., Воробьева О.Н., Кудрявцев A.B. и др. Потенциометрический анализ полиэлектролитов методом рК-спектроскопии с использованием линейной регрессии //Там же, № 4.- С. 411-417.

34. Евстратова К.И., Купина H.A., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия//М: «Высшая школа».- 1990.- с. 155-160, 190-200

35. Киреев В.А. Краткий курс физической химии// М: «Химия».-1969.- с.640

36. Басаргин H.H., Оскотская Э.Р., Юшкова Э.Ю., Розовский Ю.Г. Физико-химические свойства полистирольных комплексообразующих пара-замещенных сорбентов с функциональной аминогруппой// Физ.химия.-2006.- т.80.-№1- с.127-131

37. Данченко H.H., Перминова И.В., Гармаш A.B. и др.-Определение карбоксильной кислотности гумусовых кислот титриметрическими методами// Вестн. МГУ.- 1998.- Сер. 2.- Химия.- т. 39.-№2,- с.27-131.

38. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии// М.: Мир.- 1979.- с.390.

39. Гармаш A.B., Устимова И.В., Куд-рявцев A.B. и др.-Потенциометрический анализ сложных протолитических систем методом рК-спектроскопии с использованием линейной регрессии//Журн. аналит. Химии.- 1998.- т.З.- №3.- с241-248

40. Каргов С.И. Конформационные изменения полиэлектролитов и интерполиэлектролитные взаимодействия в водных растворах//Диссер. Москва.-2008.- с.214

41. Кузнецов И.А., Филиппов С М Воронцова О.В. Зависимость элетропроводности изоионных растворов ДНК от температуры. Расчет константы диссоциации первичных фосфатных групп// Мол.Биол.- 1979.-т.13.- с. 543-549.

42. Панова Э.П., Кацева F.H:, Дрюк B.F. Взаимодействие солей железа (III) с яблочным ицитрусовым пектинами// Ученые записи; Таврического национального!университета.-серия «Биология^ Химия».-2006.-т.19(58).-№>2.- с. 116-120

43. Кабанов A.B., Кабанов В: А. Интерполиэлектролитные комплексы нуклииновых кислот как средство доставки генетического материала в клетку// Высокомолек. соед. А.-1994.- т.36.- № 21- с. 198-211

44. Bralskaya S., Pestov A., Yatluk Yu., Avramenko V. Heavy metals removal by flocculation/precipitation using N-(2-carboxyethyl)chitosans// Colloids Surf. A.- 2009.- V.339:- №1-3.- p:140—144

45. Кабанов B.A. Физико-химические основы и перспективы применения i растворимых интерполиэлектролитных комплексов//Высокомолек.соед.г 1994.- т. 36.- №2.- с.183-197

46. V. Messina R., Holm Ch., Kremer К. Conformation of a polyelectrolyte complexedito a like-charged colloid// Phys. Rev. E.- 2002;- v.65.- №4.- p.562-566

47. Бектуров Е.Д., Бакауова З.Х. Синтетические водорастворимые полимеры в растворе// Алма-Ата: Изд-во "Наука Казахской ССР".- 1981.-с.233

48. Хохлов Д.Р., Кучанов Н. Лекции по физической химии полимеров// М . : Мир.- 2000.- с. 192

49. Khokhlov A.R., Kramerenko E.Yu. Collapse of polyelectrolyte networks induced by their interaction with oppositely charged surfactants// Theory. Makromol. Chem. Theory Simul.-1992.- v.l.- p. 105-118

50. Ковлер Л.А., Володин В.В., Политова Н.К. Биомиметический принцип конструирования экдистероидсодержащих липосом //Докл. РАН. -1998. -Т.363. № 5. - С.641-644.

51. Gurov A.N., Gurova, N.V., & Tolstoguzov, V.B. Estimation of emulsifying properties of proteins and their complexes with anionic polysaccharides// Die Narhung, 30 (3-4).- 1986.- p.424-428

52. Harding S., Jumel K., Kelly R., Gudo E., Horton J. C., & Mitchell J. R. The structure and nature of protein-poly saccharide complexes// 1993

53. Imeson A. P., Ledward, D.A., & Mitchell, J.R. On the nature on the interaction between some anionic polysaccharides and proteins// Journal of Science Food and Agriculture.-28.~ 1977.- p.669-672

54. Kaibara K., Okasaki T., Bohidar H. B., & Dubin P. L. pH-induced coacervation in complexes of bovine serum albumin and cationic polyelectrolytes// Biomacromolecules, 1.- 2000.- p. 100-107

55. Gurov A.N., & Nuss P.V. Protein-polysaccharide complexes as surfactants//Die Narhung, 30 (3-4).- 1986.- p.349-353

56. Mattison K.W., Dubin P.L., & Brittain I.J. Complex formation between bovine serum albumin and strong polyelectrolytes: Effects of polymer charge density// Journal of Physical Chemistry B, 102.- 1998.-p.3830-3836

57. Ndi E.E., Swanson B.G., Barbosa-Canovas G.V., & Luedecke, L.O. Rheology and microstructure of B-lactoglobulin/sodium polypectate gels// Journal of Agricultural and Food Chemistry, 44 (1).- 1996.- p.86-92

58. Schmitt C., Sanchez C., Desobiy-Banon S., & Hardy J. Structure and functional properties of protein-polysaccharide complexes: a review// Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 38.-1998,- p.689-753

59. Guschj6lbauer W. Protonated polynucleotide structures 16, Thermodynamics of the melting of the acid form of polycytidylic acid// nucleic Acids Research.-1975.-v2.~p. 353-360.

60. Beaulieu M., Turgeon S. L., & Doublier, J.L. Rheology, texture and microstructure of whey proteins/low methoxyl pectins mixed gels with added calcium/1 International Dairy Journal, 11 (11-12).-2001.- p.961-967

61. Girard M., Turgeon S.L., Gauthier S.F. Interbiopolymer complexing between p-lactoglobulin and low- and high-methylated pectin measured by potentiometric titration and ultrafiltration//Food Hydrocolloids 16.-2002,- v.585-591

62. Ambjerg Pedersen H.C., & Jorgensen, B.B. Influence of pectin on the stability of casein solutions studied in dependence of varying pH and salt concentration// Food Hydrocolloids, 5.-1991.-p.323-328

63. Braudo E.E., & Antonov, Y.A. Non-coulombic complex formation of protein as a structure forming factor in food systems. In K. D. Schwenke & R.

64. Mothes// Food proteins, structure and functionality.- 1993.- p.210-215 Weinheim: VCH.

65. Burgess, D. J. Practical analysis of complex coacervate systems// Journal of Colloid and Interface Science, 140.-1990.- p.227-238

66. Dickinson E., & Galazka V.B. Emulsion stabilisation by ionic and covalent complexes of B-lactoglobulin with polysaccharides// Food Hydrocolloids, 5.-1991.- p.281-296

67. Einhorn-Stoll U., Glasenapp N., & Kunzek H. Modified pectins in whey protein emulsionsIIDieNarhun, 2.- 1996.-p.60-67

68. Galazka V.B., Smith D., Ledward D.A., & Dickinson E. Complexes of bovine serum albumin with sulphated polysaccharides: effects of pH, ionic strength and high pressure treatment// Food Chemistry, 64.- 1999.- p.303-310

69. Serov A. N., Antonov Y. A., & Tolstoguzov V. B. Isolation of lactic whey proteins in the form of complexes with apple pectin// Die Narhung, 7.-1985.-p.19-30

70. Stainsby G. Proteinaceous gelling systems and their complexes with polysaccharides// Food Chemistry, 6.- 1980.-p.3-14

71. Tolstoguzov V. B. Protein-polysaccharide interactions. In S. Damodaran & A. Paraf// Food proteins and their applications New York: Marcel Dekker.- 1991a.-p. 171-198

72. Wang Q., & Qvist К. B. Investigation of the composite system of 6-lactoglobulin and pectin in aqueous solutions// Food Research International, 33.-2000.-p.683-690

73. Xia J., & Dubin P. Protein-polyelectrolyte complexes// Macromolecular complexes in chemistry and biology Berlin: Springer.- 1994.-p.247-271

74. Zaleska H., Ring S.G., Tomasik P. Apple pectin complexes with whey protein isolate//Food Hydrocolloids 14.-2000.- V.377-382

75. Каргина O.B., Праздничная O.B., Юргенс И,В., Бадина Е.Ю. Водорастворимые трехкомпонентные интерполимерные комплексы снизкомолекулярным посредником// Высокомолек. Соед.С.А.- 1996.- т.38.-№8.- с.1408-1410

76. Воинцева И.И., Гильман Л.М., Валецкий П.М. Интерполимеры со спецефическими свойствами на основе хлорсульфированного полиэтилена и азотсодержащих полимеров//Высокомолек. Соед.С.А.- 2000.- т.42.- №8.-с.1281-1287

77. Литманович О. Е., Богданов А. Г., Литманович А. А., Паписов И. М. Узнавание и замещение во взаимодействиях макромолекул и наночастиц //Высокомолек. Соед.- 1998.- т. 40.- № 1.- с. 100-101

78. Челушкин П.С, Лысенко Е.А., Бронич Т.К., Эйзенберг А., Кабанов A.B., Кабанов В. А. Интерпол иэлектролитные комплексы с мицеллярной структурой// Докл. АН.- 2004.- т. 395.- № 1.- с.74-77

79. Кариева З.М.// Дисс. канд.хим.наук- Душанбе.- 1992.- с. 148

80. Халиков Д.Х. Полимеры производные этинилпиперидола: синтез, Физико-химические свойства и применение//Высокомолек. соед. Б.-199.- т.38.-№ 1.-е.183-192

81. Горшкова P.M. Влияние кислотности раствора на гидролиз протопектина подсолнечника и моносахаридный состав продуктов реакции// Дисс. канд.хим.наук. Душанбе.- 2004.-c.81

82. Афанасьев С.П., Попова Э.П., Кацева Т.Н., Кухта Е.П., Чирва В.Я. Модификация тетраметрического анализа пектиновых веществ// Химия природных соединений.- 1984.-№4.- с.428-431

83. Филиппов М., Кузьминов В.И. Фотометрическое определение метоксильных групп в пектиновых веществах// Ж. Аналитическая химия.-1971.-Т.26.-вып.1.- с. 143-146

84. Me Comb Е.А., Mecready В.M. Colorimetric determination of pectin substances// Anal. Chem.- 1952.-v.24.-№ 10.- p.1630-1632

85. Серов A.B. Концентрирование белков молочной сыворотки полисахаридами//Автореферат канд.тех.наук. — Ленинград.- 1985.-е. 16

86. Thibault, Philippe A. Process for the selective and quantitative elimination of lactoglobulins from a starting material containing whey proteins// US Patent № 5077067. www.Freepatentsonline.com/5077067.html

87. Nicholsi J.A., Morri C.V. Sphrosil-S ion exchange process for preparing whey protein concentrate// J. of Food Science.- 1985,- v.50.- Issue 3.-P.610

88. Государственная Фармокопея СССР// Под.ред. Машковский М.Д., Бобаян Э.А., Обоймакова А.Н., Булаев В.М.,М.: изд. «Медицина», 1989.- Т.2.- с.32

89. Thomas J.O., Kornberg R.D. An octamer of histones in chromarin and fri in solution// Proc. Acad. Sci. USA.-1975.- 72.- N 7.- p.2626-2630

90. Otte J., Larsen K.S., Bouhallab S. Analysis of lactosylated (3-lactoglobulin by capillary electrophoresis// J. Dairy.- 1998.- № 8.- p.857-862

91. Практикум по физической и коллоидной химии// под.ред. К.И. Евстратов, М: Высшая школа.- 1990.- с.62-92

92. Джураева Ф.Н., Мухиддинов, З.К. Халиков Д.Х. Ионизационное равновесие в водных растворах пектиновых веществ, полученных из различных источников растительных материалах// Докл. АН РТ.-2007.- т.50.-№1.- с.41-46

93. Халиков Д.Х., Джураева Ф.Н., Горшкова P.M. Мухиддинов З.К., Ионное равновесие в водных растворах пектиновых веществ // Докл. АН РТ.2011- Т.54.- №3.- С. 210-215.

94. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Ионизация линейного поливинилэтинилтриметилпиперидола в водном растворе//

95. Международная научно-практическая конференция «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты», Материалы, Душанбе.- 2006.- с. 137-139

96. Халиков Б.Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Ионизационное равновесие в водном растворе линейного полимера винилэтинилтриметилпиперидола//Докл. АН РТ.- 2006.-т.49.-№5.-с.449-452

97. Мухиддинов З.К., Усманова С.Р., Тешаев Х.И., Шарифова З.Б., Джураева Ф.Н., Халиков Д.Х. Потенциометрическое титрование ¡3-лактоглобулина молочной сывортки// Докл. АН РТ.- 2011.- т.54.- №2.- С. 124-128.

98. Халиков Б. Д., Джураева Ф.Н., Хакимходжаев С.Н. Интерполиэлектролитные комплексы линейного полимера винилэтинилтриметил-пиперидола и пектиновых веществ//Докл. АН РТ, 2006.- т.49.- №5.- с.453-458