Металлосодержащие нанокомпозиты на основе арабиногалактана

Грищенко, Людмила Анатольевна

Металлосодержащие нанокомпозиты на основе арабиногалактана тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Грищенко, Людмила Анатольевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Иркутск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2007 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Металлосодержащие нанокомпозиты на основе арабиногалактана»

Автореферат диссертации на тему "Металлосодержащие нанокомпозиты на основе арабиногалактана"

На правах рукописи

ГРИЩЕНКО Людмила Анатольевна

МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ АРАБИНОГАЛАКТАНА

Специальность 02.00.03 — органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Иркутск - 2007

□ □ЗОБ 17~?0

003061770

Работа выполнена в Иркутском институте химии им. А. Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель

академик

Трофимов Борис Александрович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук Каницкая Людмила Васильевна

доктор химических наук Руссавская Наталья Владимировна

Ведущая организация

Институт "Международный томографический центр" СО РАН (Новосибирск)

Защита состоится 2 октября 2007 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 003.052.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата химических наук при Иркутском институте химии им. А. Е. Фаворского СО РАН по адресу: 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН (ИрИХ СО РАН).

Автореферат разослан 15 августа 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета д.х.н.

Тимохина Л. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышенный интерес к наноразмерному состоянию металлов и оксидов обусловлен огромным потенциалом их использования; в современных технологиях как важных классов магнитных материалов, катализаторов, нелинейно-оптических сред, биологически активных агентов.

В настоящее время синтез наноразмерных частиц осуществляется за счет широкого ряда процессов: химического восстановления, термолиза, фотолиза, радиационной химии, с использованием различных наностабилизиругащих материалов, в основном, синтетического происхождения: твердых матриц, водно-органических эмульсий, растворов макромолекул. Применение доступных природных полимеров является перспективным, но мало исследованным направлением.

Использование в качестве восстановителя и стабилизатора частиц природного полисахарида арабиногалактана (АГ) может стать простым и технологичным методом создания уникальных наноразмерных материалов широкого спектра действия. Значительное содержание (10-15 %) в древесине лиственницы сибирской, водорастворимость, невысокая молекулярная масса, способность к трансмембранному переносу, иммуномодуляторныс свойства выгодно отличают АГ от других распространенных полисахаридов. Особенности надмолекулярной структуры, оптическая активность, обилие гидроксильных групп, стабилизирующий эффект полимерной молекулы обеспечивают АГ значительный потенциал в процессах формирования наноструктур.

Создаваемые на основе АГ нанобиокомпозиты будут обладать синергизмом свойств стабилизирующей природной полисахаридной матрицы и материала центрального наноядра и могут найти применение в качестве наноразмерных водорастворимых энантиоселективных катализаторов, магнитоуправляемых средств для медицины, материалов для когерентной и нелинейной оптики, высокочувствительных оптических маркеров, универсальных антимикробных препаратов. Использование в качестве биоактивной полисахаридной оболочки макромолекулы АГ, участвующей в процессах рецепторного эндоцитоза, позволит реализовать новые подходы в терапии металлодефицштшх состояний и открывает перспективы в создании новых биоматериалов направленного внутриклеточного действия.

Поскольку многообразие уникальных свойств наночастиц во многом определяется их размером, формой, дисперсностью, изучение закономерностей образования наночастиц в растворах АГ, возможностей регулирования их размерных характеристик при изменении условий синтеза будет способствовать созданию технологии направленного получения наноматериалов с заданными каталитическими, магнитными, оптическими, биологическими свойствами.

Исследования проводились в соответствии с планом НИР Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН по теме: "Развитие химии и глубокой переработки древесины: получение новых биологически активных и технически ценных продуктов для медицины, сельского хозяйства и критических технологий. Ианоразмерные многофункциональные композиты на основе природных стабилизирующих матриц", "Наносистемы, нанорсагенты и нанореакторы на основе гемицеллюлоз и других полифункциональных полимеров для критических технологий и медицины", а также в рамках проектов ОХНМ РАН № 4.4.1 "Гибридные металлополимеры нового поколения на основе полисахаридов и

иммуноактивные гибридные системы", Программы РАН "Фундаментальные науки -медицине" № 11.3 "Разработка технологий получения лекарственных препаратов иммунотропного, противотуберкулезного, антисептического действия", № 12.10 "Реализация новых подходов к получению лекарственных препаратов широкого спектра действия: стимуляторов кроветворения, антигипоксантов, антиоксидантов, многофункциональных нанокомпозитов", междисциплинарных интеграционных проектов СО РАН № 146 "Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация", № 9 "Новые типы магнетиков", комплексного интеграционного проекта СО РАН № 4.13 «Гибридные многофункциональные нанокомпозиты на основе биологически активных природных полимеров". Отдельные разделы работы выполнялись при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 07-03-01009-а "Новые магнитоакгивные гибридные нанокомпозиты на основе водорастворимых мембранотранспортных гемицеллюлоз"), администрации Иркутской области (проекты НИР "Разработка и внедрение в практику новых антисептиков и дезинфектантов широкого спектра действия", "Разработка и внедрение новых наноразмерных многофункциональных гибридных композитов медицинского назначения на основе глубокой переработки возобновляемого сырья", инновационный проект "Производство многофункциональных железосодержащих гибридных нанобиокомпозитов на основе арабиногалактана лиственницы сибирской"), Иркутского научного центра СО РАН (инновационный проект "Производство многофункциональных серебросодержащих гибридных нанобиокомпозитов на основе арабиногалактана лиственницы"), а также при государственной поддержке ведущих научных школ (грант № НШ — 2241.2003.3, ГК -№02.445.11.7296).

Цель работы - разработка подходов к синтезу наноразмерных металлосодержащих композитов на основе АГ и комплексное исследование их свойств.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение закономерностей образования наночастиц в растворах АГ и возможностей регулирования их размерных характеристик.

2. Изучение морфологии нанокомпозитов на основе АГ.

3. Комплексное исследование каталитических, оптических, магнитных, биологических свойств нанокомпозитов АГ.

Научная новизна и практическая значимость работы. Разработаны подходы к синтезу наноразмерных металлических (Ag, Аи, Р<1, П) и металлооксидных (Ре2Оэ, Ре304, в том числе, легированных другими металлами) нанокомпозитов на основе АГ. Установлено, что в случае образования металлооксидных нанокомпозитов АГ проявляет свойства наностабилизирующей матрицы, в случае же образования нанокомпозитов благородных металлов АГ выступает одновремешю в роли восстановителя металла до нульвалентного состояния и наностабилизирующей матрицы образующихся металлических наночастиц.

Новыми являются данные об окислительных превращениях сложной полисахаридной молекулы АГ под действием ионов благородных металлов: показана зависимость результата процесса от природы иона окислителя, установлены закономерности восстановления ионов благородных металлов и найдены условия их получения в виде наночастиц водорастворимых композитов.

Получена информация о высокой каталитической активности нанокомпозитов Pd(0)-AT в реакциях окислительной и присоединительной димеризации ацетиленовых соединений.

Для Ag(0)-, Au(0)-, Pd(0)-nanoKOMno3HTOB изучены оптические свойства и зафиксирован плазменный резонанс этих гиперполяризуемых наночастиц, который является основой для диагностики процессов эволюции наночастиц и использования настоящих материалов в когерентной и нелинейной оптике.

Исследование магнитных свойств железосодержащих (Fe304) нанокомпозитов показало, что зависимость намагниченности от напряженности внешнего источника поля в шггервале температур 5-320 К имеет характер петли гистерезиса, а выше 320 К ианокомпозит переходит из ферримагнитного в суперпарамагнитное состояние. Эти свойства могут быть использованы для создания новых наноразмерных магнитных материалов, в том числе, водорастворимых и биоактивных.

Установлена возможность регулирования размерных, оптических, магнитных характеристик нанокомпозитов посредством варьирования параметров процесса синтеза.

Показана высокая антианемическая активность железосодержащего (Fe304) напокомпозита в условиях железодефицитных состояний различных этиологии, а также выраженная антимикробная активность золото(О)- и серебро(0)содержащих нанокомпозитов.

Апробацпя работы. Работа докладывалась и обсуждалась на региональных и международных научных конференциях и семинарах: 11th Inter. Symposium on Wood Pulp Chemistry (Nice, 2001), международная конференция по теоретической и экспериментальной химии (Караганда, 2002), Second international conference on chemical investigation and utilization of natural resourses (Mongolia, 2003), III Conference "Materials of Siberia" "Nanoscience and Technology" (Novosibirsk, 2003), 2-nd International conference on natural products and physiologically active substances (ICNPAS-2004) and 3rd EuroAsian heterocyclic meeting "Heterocycles in organic and combinatorial chemistry" (Novosibirsk, 2004), 5-я международная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск-Ставрополь, 2005), EuruNanoforum «Nanotechnology and Health of EU citizen in 2020» (Edinburg, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено 4 патента на изобретение, соавторство в монографии.

Объем и структура работы. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста (21 таблица, 41 рисунок). Первая глава (литературный обзор) посвящена анализу работ по синтезу и исследованию нанокомпозитов на основе ПС и углеводных металлокомплексов; вторая, третья, четвертая и пятая главы -обсуждение результатов собственных исследований; необходимые экспериментальные подробности приведены в шестой главе. Завершается рукопись выводами и списком цитируемой литературы (140 источников).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Физико-химические свойства арабиногалактана лиственницы сибирской

•• Данные ЯМР 13С и ИК-спектроскоиии, подтвердив общий план строения полисахарида, выделенного нами из древесины лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb) и предоставленного фирмой «Флавир», с известным АГ, показали, что он отличается наличием а-арабинофуранозных звеньев и более высоким содержанием галактозы: соотношение звеньев галактозы и арабинозы составляет 9:1 (7.5:1). Его молекулярно-массовое распределение (ММР), определенное методом гель-хроматографии, наблюдается в интервале 1000-90000 Да, среднемассовая молекулярная масса, составляет 20700 Да, а степень полидисперсности - 1.7.

Данные сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) свидетельствуют, что макромолекулы АГ имеют наноразмерную морфологию со средними размерами гранул 170-250 нм.

2. Нанокомпозиты благородных металлов на основе арабиногалактана

Получение нанокомпозитов благородных металлов: Pd, Pt, Ag, Rh и Au осуществляли реакциями химического восстановления ионов металлов в водных растворах АГ, где полисахарид проявляет восстанавливающие и стабилизирующие свойства.

2.1. Получение нанокомпозитов благородных металлов

В результате систематических исследований реакций АГ с ионами металлов [Ag(I), Au(III), Pd(II), Pt(VI), Rh(III)] было показано, что в кислых (рН 1-4) растворах при нагревании происходит выделение металлического осадка с выходом по металлу не выше 30 %. Осуществление реакции в щелочных средах NaOH [Pd(II) рН>8; Ag(I) рН>10; Au(III) рН>9.7; Pt(VI), Rh(III) рН>11.6)] позволяет провести количественное восстановление ионов и направить процесс в сторону образования водорастворимых металлосодержащих нанокомпозитов. По данным рентгснодифракционного анализа (РДА) все полученные композиты обладают аморфно-кристаллической структурой. На их дифрактограммах на фоне широкого аморфного гало АГ наблюдаются линии, характерные для плоскостей кристаллической фазы нульвалентного серебра, золота, платины, палладия. Размеры кристаллитов укладываются в наноразмерный диапазон. При взаимодействии АГ с Rh(III), несмотря на качественные признаки восстановления металла (образование черных дисперсий), аморфный характер соединений не позволил идентифицировать металлический родий.

Повышение температуры (50-100 °С) в реакциях АГ с Ag(I), Pd(II), Pt(VI), Rh(lII) инициирует развитие восстановительных процессов. Нагревание (50 °С) же растворов АГ с Au(III) приводит к коагуляции металлических дисперсий, поэтому композиты Аи(0)-АГ были получены в условиях комнатной температуры.

Определяющее влияние на устойчивость и выход композитов в условиях оптимальных рН и температур оказывает соотношение металл/АГ (М/АГ) ммоль/1 г в реакционной смеси. Синтез устойчивых соединений достигается подбором оптимальных значений М/АГ, обеспечивающих создание защитных полимерных слоев на поверхности частицы. В реакции Pd(II) с АГ оптимальным оказался диапазон

соотношений 0.10-1.15 ммоль Рс1(Н)/1 г АГ, в пределах которого образуются агрегативно устойчивые композиты Рс1(0)-АГ (выход 88-97 %) с содержанием металла 0.9-10.8 %. Реакция А§(Т) с АГ при соотношениях в интервале 0.1- 2.2 (ммоль/г) характеризовалась монотонным ростом содержания А§(0) (от 1 до 20 %) в составе композита (выход 95-99 %). Увеличение Ag(I)/AГ приводит к развитию коагуляционных процессов с выделением металлического осадка. Однако, в условиях многократной последовательной обработки композита Ag(0)-AГ ионами Ag содержание А£(0) в композите без коагуляции было доведено до 58 %.

В ходе взаимодействия АГ с ионами Аи(1П) были получены композиты Аи(0)-АГ с содержанием металла до 16.6 %, а в реакциях с ионами Р1(У1) удалось достичь 25 % содержания металла в составе композитов Р1(0)-АГ.

Найденные нами экспериментальные условия позволяют предложить новый способ синтеза водорастворимых нанодисперсий Рс1(0), Р1(0), Аи(0), Аи(0) и открывают перспективу получения металлполисахаридных нанокомпозитов с широким диапазоном (от 1 до 58 %) содержания наноразмерного металла, при этом преимуществом использования АГ является совмещение его восстановительных и наностабилизирующих свойств.

2.2 Химические превращения арабиногалактаиа в реакциях с ионами благородных металлов

В композитах АГ не обнаружено изменений химического состава по сравнению с исходной макромолекулой, что свидетельствовало о невысоком проценте окисленных групп. Чтобы проследить участие структурных фрагментов АГ в процессе восстановления металлов, реакции проводили при соотношениях, когда на один ион металла А§(1), Рс1(1Г), Аи(111), Р1(1У) приходилось 1 моносахаридное звено АГ. Данные ИК и ЯМР 13С спектроскопии подтвердили изменение функционального состава макромолекул АГ, обусловленное появлением карбоксильных групп. Причем обнаружено различие содержания карбоксильных групп (от 5.6 до 14 %) и ММР окисленных молекул в зависимости от иона металла-окислителя. При этом максимальное окисление АГ (14 % карбоксильных групп) было достигнуто в реакциях с ионами Аи(Ш). Снижение шггенсивностей сигналов С6 атомов (количественная ЯМР 13С) в реакциях с ионами Аи(Ш), Р{(Л/1) подтвердило развитие окисления по первичной спиртовой группе. Карбонильных групп, как продуктов возможного окисления вторичных спиртовых гидроксилов, не обнаружено.

23 Характеристика дисперсий благородных металлов в составе нанокомпозитов

Реитгено-дифракцнопный анализ композитов. Согласно РДА средние размеры кристаллитов металлической фазы укладываются в диапазон от 4 до 19 нм и зависят от природы восстанавливаемого металла, условий восстановления. Показано, что процессы восстановления разных металлов обнаруживают общую тенденцию к увеличению средних размеров частиц при увеличении соотношения М/АГ, что позволит осуществлять направленное регулирование размеров неорганических ядер;

Используя данные о размере частиц и параметрах их кристаллической решетки, мы рассчитали содержание атомов в частице по следующей формуле:

N = г-4/3-7г( Ь/2)3 /а3, где

N — количество атомов в частице

Ь - диаметр частицы и а - межатомные расстояния в кристаллической решетке г —4 (число формульных элементов)

Молекулярная масса частицы составляет Мч = №А;- где А — атомный вес, М(АГ) = 20700 Да

Установлено, что количество макромолекул, приходящееся на I частицу в составе соединений, варьирует для разных металлов и размеров частиц от 50 до 2300.

Таблица 1

Основные характеристики металлосодержащих нанокомпозитов арабиногалактана

Металл, 1Д а, Количество мч, Количество

% нм Нм атомов в частице** 106 молекул АГ на 1 частицу М

Ай

1 3.3 4.0 0.405 2000 0.22 310

2 18.7 6.0 0.4080 6700 0.72 150

3 58.0 7.5 0.4085 13000 1.40 50

Рс1

4 2.7 4.3 0.3915 2800 0.30 530

5 4.1 5.0 0.3919 4300 0.47 540

6 10.8 5.1 0.3907 4700 0.50 210

Аи

7 1.1 2.7 0.4025 630 0.12 600

8 2.8 5.3 0.4062 4700 0.93 1600

Р1

9 2.6 5.6 0.392 6100 1.19 2300

10 16.0 8.2 0,392 19200 3.75 990

♦±0.5-0.7 нм **±100 атомов

Электронная микроскопия нанокомпозитов благородных металлов.

Изучение нанокомпозитов методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) показало образование изолированных частиц относительно регулярной формы с размерами в интервале от 5 до 28 нм (рис. 1, 2).

Наиболее узкое распределение по размерам имеют частицы 14(0) и А§(0). Максимум распределения для Р1:(0) (16 %) - 4.5 нм, для А§(0) (9.7 %) - 10 нм. Частицы Аи(0) (2.8 %) при среднем диаметре 10 нм отличались более широким (от. 4 до 19 нм) распределением по размерам.

В случае соединений Рс1(0)-АГ (2.7 %) металлическая фаза (рис. 1) представлена округлыми частицами со средним диаметром 28 нм, которые во многих случаях срастались в ассоциаты более крупного размера. Частицы палладия характеризовались наиболее широким распределением по размерам и доля частиц диаметром от 15 до 3 5 нм немногим превышала 50%.

а б в

Рис 1. ПЭМ частт металлов в составе нанокомнозтов: a) Ag(0)-Al (9.7 %), б) ГЧ(0)-АГ (16%), в) Pd(0)-AT (2.7%).

Особенностей! образования частиц Аи(0) явилось выраженное изменение морфологии в зависимости от количественного состава композита (рис. 2) Так, с увеличением содержания металла от 2.К до 16.6 %, в отличие от округлых частиц появлялись структуры неправильной фирмы с широким диапазоном варьируемых размеров (от 78 до 434 им).

Принимая во взимание, что ратмер частя« металлов иихщщся н интервале от 3 до 20 им, а размер надмолекулярных образований композитов, определенных по данным СЭМ, составляет 200-600 им, можно предположить, что внутри одной полисахарид со держа шей гранулы композита расположено несколько металлических ядер.

Рис. 2. ПЭМ частиц золота в составе нанок о миозитов Ди(0)-АГ: а) (2.8 %),

б) (16.6%)

3, Железосодержащие ианокомпози i ы а ра би н о га л a icra н а

Перспективным классом соединений, с точки зрения поиска многофункциональных Систем различного назначения, являются на но композиты оксидов железа. Гидролиз солей железа (И, Щ; III) в условиях полимерной стабилизации АГ в водных растворах открывает пути к получению металлоксидных фаз в новом морфологическом состоянии, с новыми магнитными свойствами.

3.1. Получение железосодержащих нанокомпозитов

Обнаружено, что в реакциях:

2РеС13+ 6Ш40Н + АГ — Ре203 п Н20-АГ (ферриАГ>4- 6>Ш4С1 + (3-п) Н20

' РеС12 +2 РеС13+ 8 >1Н4ОН -> Рс304-АГ (ферроАГ) + 8 КН4С1 + 4 Н20

АГ проявляет способность к стабилизации зародышей кристаллической фазы оксидов железа на ранней стадии ее возникновения в состоянии наноразмерной дисперсности. В результате реакции (рН 9-10, 90 °С), согласно данным РДА, получены композиты аморфно-кристаллической структуры. Для ферроАГ железосодержащая компонента имеет строение близкое к структуре магнетита Ге304/маггемита у-Ре203. ФерриАГ не имеют на рентгенограммах линий железосодержащей фазы. Это указывает на то, что сформированные частицы оксидов Ре(Ш) либо меньше 10 А, либо фаза аморфна. На основании литературных данных эту фазу идентифицировали как «ферригидрит» с характерным эмпирическим составом Ре203 1.8 Н20.

Установлена возможность регулирования количественного состава композитов (содержания Ре в пределах 1.5-16.4 %) при варьировании соотношений Ре(И, Ш)/АГ, Ре(П1)/АГ и способа введения реагентов в реакционную смесь. Изменение природы основания (ЫаОН, ЫН4ОН) не оказывало влияние на содержание железа.

Особенностью реакции в присутствии АГ в отличие от известного процесса получения магнетита по методу Эльмора, является необходимость нагревания (>30 °С) реакционной смеси, что способствовало преимущественному образованию фазы магнетита (Рсз04).

Исследование ММР

композитов показало наличие пика в области высоких молекулярных масс в отличие от исходного АГ (рис. 3). Появление пика является проявлением в составе соединений с АГ оксидов железа (II, III; III), которые были детектированы

спектрофотометрически по реакции с трилоном Б. Смещение же кривых в область более низких молекулярных масс и снижете среднемассовой молекулярной массы с 20700 до 19000 Да указывает на некоторую деструкцию АГ в щелочной среде.

Железосодержащая фаза

ферроАГ (3.5 % Бе) характеризуется узким распределением частиц по размерам от 2 до 5 им, максимум которого (50 %) приходится на область 4 нм. Увеличение концентрации железа от 3.5 до 16.4 % приводит к увеличению средних размеров частиц до 9 нм.

V/, % %

123 60 29 14 7 2

Рис. 3. Нормированные кривые молекулярно-массового распределения:

1 - арабиногалактан,

2 - арабиногалактан в составе ферри-/ферроарабиногалактанов,

3 — железо в составе ферри-/ферроарабиногалактанов

Наночасгицы неравномерно

распределяются в объеме с^ерроАГ, проявляя тенденцию к направленным анизотропным взаимодействиям с образованием цепочек {рис. 4).

ИК спектр композитов по положению и интенсивности наблюдаемых сишалон не отличается от ИК спектра АГ, что свидетельствует о сохранении химической структуры последнего.

Рис. 4. ПЭМ наночастиц оксида железа в ферроарабиногалажтане

3.2. Получение ón металл содержат их на ну композитов арабиногалактана

Для расширения ряда напор аз мерных металпоксшшых (магнитоактпвных) композитов, мы провели реакции» совместного осаждения ионов переходных металлов: Fe(III) - СоЩ), Fe(JII)-NÍ(TT), Ре(1П)-Мп(П), Fefttl)-Cu(tl), а также Ре(Ш>-Zn(II) раствором щелочи в присутствии АГ кап стабилизирующей матрицы. Стехиометрия соотношений Fe(III) М(Т1) задавалась в соответствии со сгсхиомстрисй соответствующих металлов в ферритах общей формулы МпРе2гпО,| (М = Мп, Со, Си, Ni, Zn). R результате получены водорастворимые металлсодержащие соединения АГ (табл. 2). Оказалось, что наиболее близко услоьиям задаваемой стехиометрии ионов (Ш).(П) 2:1 отвечали продуты, полученные с Fe^JII) и Со{Щ а также Ре(Ш) и ,Мл(П). Состав остальных характеризовался меньшим количеством двухвалентного металла. Методом ГГЭМ показано образование в составе соединений частиц размером o í 4-5 до 35 им, однако идентифицировать структуру с ломОЩЬЮ РДА не удалось по причине их аморфности.

Габл |ща 2

Элементный cocía в и выход водорастворимых би металл со лср жав их ¡ iai ю ко мп пз итоп арабиногалактаяа

№ Fe, % М,% Выход, %

1 2.98 Ni - 1.04 86

2 1.98 Zn - 0,45 52

3 2.83 Cu-US 81

4 2.30 Со -1,48 89

5 1.80 Мп - 0.95 77

4. Медьсодержащие нанокомпознты АГ

Особенностью взаимодействия ЛГ с ионами Си(Н) в щелочных (N3011, рН 10.812.5) растворах является развитие процесса как в направлении синтеза металлосодержащих нанокомпозитов АГ, так и образования комплексов Си(Н)-АГ. Наличие наноразмерных частиц подтверждается ПЭМ, согласно которой частицы имеют средний размер 7.5 нм. Аморфность полученных соединений не позволила идентифицировать природу медьсодержащих фаз методом РДА, но поскольку не наблюдается характерного для Си(0) плазменного поглощения и качественных признаков образования Си(1), очевидно, частицы образованы гидроксидом Си(Н). Стабилизация частиц, достигаемая в присутствии АГ, обеспечивает получение устойчивых водорастворимых композитов с содержанием меди до 6 %.

Результаты исследований композитов электронной и ЭПР спектроскопией свидетельствуют о присутствии в их составе парамагнитных комплексов Си(П), параметры ЭПР спектра которых (Ац (Си) = 18.2 мТл, ^ = 2.2507; А^Си) = 3.0 мТл, g1= 2.0471) указывают на октаэдрическую структуру с тетрагональным искажением.

5. Возможные области применения металлосодержащих нанокомпозитов арабиногалактана

5.1. Каталитические свойства нанокомпозитов палладия Нанокомпозит (Рс1(0)-АГ; Рс1 (4.1 %)) показал способность катализировать как окислительную, так и присоединительную димеризацию ацетиленовых соединений.

Фенилацетилен в присутствии нанокомпозитов Рс1(0)-АГ (0.14-1.60 % Р(1), СиВг (0.3 %), 1лВг (1 % или без него) и бромбензола в среде пиперидина (или водного пиперидина) (60-100 °С) в атмосфере специально очищенного аргона превращается в 1,4-дифенил-1,3-бутадиин (1) (выход 45-49 %) и 1,4-дифенилбут-1-ен-3-ин (2) (выход 15-18 %). В некоторых случаях в реакционной среде образуется адцукт присоединения пиперидина к фенилацетилену - 1-(2-фенилэтенил)пиперидин (3).

Рад-АГ

РЬ-—н -» РЬ

РЫЗг, СиВг(УВг) пиперидин 60-100 °С

Специально проведенные исследования показали, что в условиях реакции Кассара-Хека-Соногаширы [Рс1(РЬ3Р)4, ЫВг, СиВг, Р113Р, пиперидин-ТГФ, 90 °С, 2 ч, аргон] из фенилацетилена и бромбензола образуется диин 1 (выход 45 %) и продукт 3 (выход 4 %).

Ожидаемая в этих условиях реакция кросс-сочетания (Кассар-Хек-Соногашира) не имеет места и продукт этой реакции [1-(2-фенилэтинил)бензол] не обнаружен в реакционных смесях даже в виде следов

=-=—РЬ +

РЬ

В случае 2-метил-3-бутин-2-ола при катализе системой Рс1(0)-АГ (пиперидин, 2025 "С, 15 ч) проходит только окислительная димеризация, приводящая к 2,7-диметил-3,5-октадиин-2,7-диолу (4) с выходом 47 %:

Ме „лт л Мс Ме

Ме-

—Н

ОН

Р(1(0>АГ

РЬВг, СиВг

■ Ме-

он

-Ме

ОН

Таким образом, наноразмерный композит Рё(0)-АГ в изученной реакции по эффективности не уступает, а по хемоселективности соответствует широко применяемой каталитической системе Р(1(РЬзР)4.

5.2. Оптические свойства нанокомпозитов благородных металлов

Оптические свойства растворов А£(1)-АГ, Аи(Ш)-АГ, Рс1(П)-АГ, Р1(1У)-АГ в условиях формирования композитов связаны с появлением наноразмерных металлических частиц Рс1(0), А£(0) Аи(0), которым отвечают характерные полосы плазмонного поглощения при 230,410 и 520-540 нм (рис. 5,6).

X. нм

250 350 450 550 650

X, нм

830

Рис. 6. Спектры поглощения растворов композитов, полученных при соотношении Аи(Ш)/АГ ммоль/1 г : 1 — 0.11; 2 - 0.17; 3 - 0.34; 4 - 1; 5 - 0.6.

Рис. 5. Спектры поглощения водных растворов, содержащих AgNOз (8.8 10'3 моль/л) и арабшюгалактан (0.8 %) при рН: 1-4.5 (96 ч); 2-6.1 (35 ч); 3-7.5 (10 ч 1.

Спектральные исследования показали зависимость образования напоразмерной металлической фазы от рН раствора и влияние мольных соотношений Аи(1П)/АГ, способа введения реагентов на форму, интенсивность и ширину полосы плазмонного поглощения. Выявленные зависимости отражают образование различных по свойствам дисперсий металлического золота. Наночастицы Аи(0), генерируемые при соотношении Аи(П1)/АГ < 0.1, а также при последовательном введении ионов Аи(Ш),

характеризуются сравнительно узкими полосами плазмонного поглощения и соответственно высокой монодисперсностью.

Увеличение соотношений реагентов приводит к образованию агрегированных структур и появлению низкоинтенсивного максимума плазмона (520-540 нм) на фоне широкой полосы длинноволнового поглощения (600-800 нм).

Выявленные закономерности образования наночастиц открывают возможности направленного синтеза соединений с особыми физическими свойствами.

5.3. Магнитные свойства железосодержащих нанокомпозитов

Исследуемые образцы (ферро-/ферриАГ) показали зависимость намагниченности от напряженности внешнего источника поля (Н) и температуры (Т). Кривая намагниченности ферроАГ в широком интервале Т 5-320 К обнаружила

эффект гистерезиса (рис. 7), характерный для

ферримагнетиков, а в области 320К ферроАГ испытывает переход из ферримагпитного в суперпарамагнитное состояние.

Важным результатом

исследований явилось открытие зависимости удельной

намагниченности насыщения (от 7.7 до 3.7 А м2/кг) от содержания железа (3.5 - 16.4 %) и размеров частиц (4-9 пм), что способно обеспечить направленное регулирование магнитных характеристик нанокомпозитов.

5.4. Биологическая активность нанокомпозитов АГ

Антиансмическая активность ферроАГ. Исследованиями на лабораторных животных (мышах), проведенными в Иркутском государствешюм медицинском университете было показано, что применение ферроАГ (3.5 % Бе) в условиях различных вариантов железодефицитных состояний: анемии, вызванной повышенной потерей железа, алиментарной недостаточностью железа, комбинированной апемии (сочетанием дефицита железа в пище с многократными кровопусканиями), позволяет корригировать гематологические показатели и метаболизм железа, конкурируя по степени эффективности с известным препаратом Феррум Лек.

Установлено, что ферроАГ не токсичен даже в дозе 7500 мг/кг и имеет перспективы для использования в медицине в качестве нетоксичного антианемического средства.

Иммуностимулирующая активность ферроАГ. В ходе изучепия ферроАГ (3.5 % Ре) в научно-исследовательском противочумном институте Сибири и Дальнего Востока (Иркутск) выявлен комплексный иммуностимулирующий эффект в

В, А м/кг

Рис. 7. Петля гистерезиса ферроарабиногалактана (Т 5 К)

отношении вакцинного штамма Yersinia pestis EV, проявляющийся в повышении фагоцитарной активности макрофагов: хемотаксических, адгезивных свойств, поглотительной способности, степени завершенности фагоцитоза; усилении их бактерицидного потенциала, повышении кислородзависимого метаболизма.

Антимикробная активность нанокомпозитов. В Иркутском научном центре реконструктивно-восстановителыгой хирургии ВСНЦ СО РАМН для композитов Ag(0)-Ar (Ag 9.7 %), Аи(0)-АГ (Au 2.8 %) установлена антимикробная активность в отношении грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов: Escherichia coli АТСС25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC27853, Staphylococcus aureus ATCC2921, Candida albigans ATCC9837.

Выводы

1. Обнаружена способность арабиногалактана лиственницы сибирской проявлять восстанавливающие, стабилизирующие, комплексообразующие свойства в реакциях с ионами благородных и переходных металлов в водно-щелочных растворах с образованием паноразмерных металлосодержащих композитов.

2. Создан новый общий подход к синтезу стабильных наночастиц различного состава (оксиды железа Fe(III,II; III), смешанные оксиды Fe(III) и M(II): Co(II), Ni(II), Mn(II), Cu(II), Zn(II); металлы: Ag, Pt, Pd, Au) с широким диапазоном содержания дисперсной компоненты. Показана возможность регулирования размерных, оптических, магнитных характеристик наночастиц при направленном изменении параметров процесса: соотношения реагентов и способов их введения в реакционную смесь.

3. Разработаны методы синтеза и получены новые металлосодержащие нанокомпозиты АГ с благородными металлами Pd, Ag, Au, Pt, содержание которых варьирует от 1 до 58 %. Арабиногалактан выступает одиовремешю в качестве восстановителя металла из соответствующей соли и наностабилизирующей матрицы образующихся металлических частиц.

4. Синтезированы железосодержащие нанокомпозиты арабиногалактана с содержанием железа 1-16.4 %, представляющие собой стабилизированные полисахаридной молекулой наночастицы магнетита/маггемита.

5. Установлено, что в реакциях с ионами меди(П) арабиногалактан образует наноразмерные медь(П)содержащие композиты и комплексы меди(П) октаэдрической структуры с тетрагональным искажением.

6. Показано, что нанокомпозиты палладия проявляют каталитическую способность в реакциях окислительной и присоединительной димеризации ацетиленовых соединений: фенилацетилена и З-гидрокси-З-метил-1-бутина, на уровне каталитической системы Pd(Ph3P)4.

7. Установлено, что железосодержащие нанокомпозиты АГ являются магнитоактивными соединениями в широком интервале температур. Зависимость намагниченности образцов от напряженности внешнего поля характеризует их как ферримагнитные материалы, обладающие коэрцитивной силой, остаточной намагниченностью. Обнаружена закономерность снижения удельной намагниченности композитов при возрастании размеров наночастиц.

антимикробная активность серебро- и золотосодержащих нанокомпозитов в отношении грамотрицательных и грамноложителышх микроорганизмов.

Список публикации по теме диссертации

1. Медведева СЛ., Александрова Г.П., Грищенко JI.A., Тюкавкина H.A. Синтез железо(И, III) содержащих производных арабиногалактана // ЖОХ.- 2002,- №9.- С. 1569-1573.

2. Феоктистова Л.П., Сапожников А.Н., Александрова Г.П., Медведева С.А., Грищенко JI.A. Рентгенографическое исследование железосодержащих производных арабиногалактана//ЖПХ,-2002. -Т.75,вып. 12. -С. 1951-1954.

3. Красникова И.М., Четверикова Т.Д., Куклина Л.Б., Колбасеева О.В., Макарова Н.Г.,. Носкова JI.K, Медведева С.А., Александрова Г.П., Грищенко JI.A., Сараева H.A. Патогенетическое лечение экспериментальной железодефицитной анемии, обусловленной увеличением экскреции железа // Сибирский медицинский журнал. -2002.-№1.-С. 41-46.

4. Трофимов Б.А., Сухов Б.Г., Александрова Г.П., Медведева С.А., Грищенко JI.A., Малькина А.Г., Феоктистова Л.П., Сапожников А.Н., Дубровина В.И., Мартынович Е.Ф., Тирский В.В., Семенов А.Л. Нанокомпозиты с магнитными, оптическими, каталитическими и биологически активными свойствами на основе арабиногалактана // ДАН. - 2003. - Т.293. - №5. - С. 634-635.

5. Грищенко Л.А., Александрова Г.П., Медведева С.А. Взаимодействие арабиногалактана с ионами меди (II) в водных растворах // ЖОХ. - 2004. -Т.74, вып.7. -С. 1213-1216.

6. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Медведева С.А., Тьков A.B., Феоктистова Л. П., Сапожников А.Н, Вакульская Т.И., Тирский В.В., Семенов А.Л., Мартынович Е. Ф., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А.. Синтез наноразмерных частиц с магнитными свойствами для биомедицинских целей // Физическая мезомеханика. «Разработка наноструктурных материалов для медицины». - №7. - Томск. - 2004. - С. 139-142.

7. Грищенко Л.А., Медведева С.А., Александрова Г.П., Феоктистова Л.П., Сапожников А.Н., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Окислительно-восстановительные реакции арабиногалактана с ионами серебра и формирование композитов И ЖОХ. -2006. - Т.76, вып.7. - С. 1159-1166.

8. Александрова Г.П., Медведева С.А., Грищенко Л.А., Дубровина В.И. Металлопроизводные арабиногалактана, способ получения металлопроизводных арабиногалактана. Патент РФ №. 20.12.2002. - Бюл. №35. - Приоритет 04.08.2000.

9. Медведева С.А., Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Тюкавкина H.A., Четверикова Т.Д., Красникова И.М., Куклина Л.Б., Пивоваров Ю.И., Дубровина В.И., Коновалова Ж.А. Средство, обладающее противоанемической и иммуномодуляторной активностью. Патент РФ № 2208440. - 20.07.2003. - Бюл.№20. -Приоритет 20.07.2001.

10. Александрова Г.П., Медведева С.А., Грищенко Л.А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Способ получения наноразмерных металлических и металлоксидных частиц. Патент РФ № 2260500 - 20.09.2005. - Бюл. №26. - Приоритет 22.03.2004.

11. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Фадеева Т.В., Медведева С.А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Средство, обладающее антимикробной активностью. Патент РФ № 2278669-27.06.2006. -Бюл.№18.- Приоритет 9.11.2004.

12. Медведева С.А., Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Четверикова Т.Д., Куклина Л.Б., Красникова И.М., Пивоваров Ю.И., Тюкавкина Н.А.. Синтез и активность нового препарата феррогал при лечении экспериментальной анемии // Тез. докл. Междунар. конф. «Поиск, разработка и внедрение новых лекарственных средств и организационных форм фармацевтической деятельности».- Томск. - 2000. - С. 46-47.

13. Грищенко Л.А., Александрова Г.П., Медведева С.А.. Синтез железосодержащих препаратов на основе арабиногалактана // Сб. мат. совещания «Междисциплинарные исследования в Байкальском регионе». Иркутск. - 2001. - С. 11-12.

14. Svetlana Medvedeva, Galina Aleksandrova, Ludmila Grischenko. Transformation of larch polysaccharide // 11th International Symposium on Wood Pulp Chemistry. France. Nice. - 2001. - Vol. II. - P, 123-126.

15. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Медведева C.A., Феоктистова Л.П., Сапожников А.Н. Рентгенографическое исследование железосодержащих производных арабиногалактана // Междунар. конф. по теоретической и экспериментальной химии. Караганда — 2002. — С. 6-7.

16. Медведева С.А., Александрова Г.П., Дубровина В.И., Четверикова Т.Д., Грищенко Л.А., Коновалова Ж.А., Красникова И.М., Феоктистова Л.П., Тюкавкина Н.А., Голубинский Е.П. Арабиногалактан лиственницы - перспективная полимерная матрица для биогенных металлов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2002. - №7. - С. 45-50.

17. Aleksandrova G. P., Grishchenko L.A., T.V. Fadeeva, Medvedeva S.A. Larch arabinogalactan - an effective stabilizer of colloid solutions // The Second international conference on chemical investigation and utilization of natural resourses. Mongolia. - 2003.

- P. 106.

18. Трофимов Б.А., Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Тьков А.В., Дубровина В.И., Сухов Б.Г., Медведева С.А. Арабиногалактан в синтезе нанобиокомпозитов медицинского назначения // Сб. мат. 1-го Российского научно-методического семинара. - М: РАЕН-МААНОИ «Наночастицы в природе. Нанотехнологии их создания в приложении к биологическим системам". - 2003. - С. 18-23.

19. Galina Aleksandrova, Ludmila Grischenko, Aleksandr T'kov, Valentina Dubrovina, Svetlana Medvedeva. A Method For Preparation Of Nano-Dimensional Particles For Biomedical Purposes // III Conference "Materials of Siberia" "Nanoscience and Technology". Novosibirsk. - 2003. - P. 394.

20. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Феоктистова Л. П., Сапожников А. Н., Медведева С.А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Нанобиокомпозиты благородных металлов на основе природного полисахарида // Тез. докл. IV Междунар. конф. «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Кисловодск. - 2004.

- С. 9-10.

21. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Медведева С.А., Дубровина В.И., Голубинский Е.П., Коновалова Ж. А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Создание наноразмерных биокомпозитных материалов, повышающих иммунный статус организма. // Тез. докл. 2- Российского научно-методологического семинара РАЕН «Наночастицы в природе. Нанотехнологии в приложении к биологическим системам». Москва. - 2004. - С. 6-7.

22. Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Феоктистова Л. П., Сапожников,А.В. Тьков А. Н., Медведева С.А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А. Создание и исследование

наноразмерных частиц серебра // Тез. докл. 1 Всеросс. конф. по наноматериалам. Москва. ИМЕТ. РАН. - 2004. - С. 3 8.

23. Aleksandrova G. P., Grishchenko L. A., Medvedeva S. A, Chetverikova T. D., Krasnikova I. M., Konovalova Z. A., Dubrovina V. I., Fadeeva T. V., Sukhov B. G, Trofimov B. A. Nanobiocomposites on the basis of arabinogalactan larix sibirica for biomedical purposes // 2nd International Conference on Natural Products and Physiologically Active Substances (ICNPAS-2004) and 3rd EuroAsian Heterocyclic Meeting "Heterocycles in Organic and Combinatorial Chemistry" (EAHM-2004). Novosibirsk. - 2004. - C. 50.

24. Александрова Г.П, Грищенко JI.A., Медведева C.A., Фадеева T.B, Красникова И.М, Четверикова Т.Д., Коновалова Ж. А, Дубровина В.И, Сухов Б.Г, Трофимов Б.А. Биологически активные нанокомпозиты серебра и железа как основа создания лекарственных препаратов нового поколения // В сб. мат. научно-практической конф. с международным участием. «Серебро и висмут в медицине». Новосибирск. - 2005. - С. 49-53.

25. Трофимов Б.А, Александрова Г.П, Грищенко Л.А, Тьков A.B., Сухов Б.Г. Структура поверхности металлополисахаридных композитов благородных металлов // мат. V Междунар. конф. «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнолопш». Кисловодск-Ставрополь. - 2005. - С. 368.

26. Sukhov B.G, Aleksandrova G.P, Grischcnko L.A, Medvedeva S.A., Trofimov B.A. Nanodesign of arabinogalactan-based multi-purposed hybrid biocomposites for prophylaxis, diagnostics and therapy // EuruNanoforum 2005. «Nanotechnology and Health of EU citizen in 2020». Edinburg, Scotland. - 2005. - P. 21.

27. Грищенко Л.А, Медведева С.А, Александрова Г.П, Сухов Б.Г, Трофимов Б.А. Редокс-процессы при образовании наночастиц серебра в водных растворах арабиногалактана // Тез. Докл. Всеросс. симпозиума "Эффекты среды и процессы комплексообразования в растворах". Красноярск. - 2006. - С. 141.

28. Грищенко Л.А, Медведева С.А, Александрова Г.П, Антонова Л.И, Сухов Б.Г. Окислительная трансформация арабиногалактана лиственницы комплексными соединениями палладия в водных растворах // Тез. докл. IV Всеросс. науч. конф. "Химия и технология растительных веществ" Сыктывкар. - 2006. - С. 56.

29. Дубровина В.И, Медведева С.А, Витязева С.А, Колесникова О.Б, Александрова Г.П, Гуцол Л.О, Грищенко Л.А, Четверикова Т.Д. Структура и иммуномодулирующее действие арабиногалактана лиственницы сибирской и его металлопроизводных. Иркутск. -2007. -145 с.

I ¡одгшсако в печать 07.08.07. Формат 210x147 1/16. Бумага писчая белая. Печать RIZO .Усл.печ.л. 1.6. Отпечатано в типографии «Академкопия», ИП Овсянников Л.Л. Тираж 150 экз. Заказ № 36

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Грищенко, Людмила Анатольевна

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА 1. АРАБИНОГАЛАКТАН И ДРУГИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ В

СИНТЕЗЕ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ.

1.1. Арабипогалактапы лиственницы - строение, физико-химические свойства.

1.2. Арабиногалактан - перспективная транспортная форма биогенных металлов в организме.

1.2.1. Мембранотропные свойства арабипогалактапа.

1.2.2. Иммунологические свойства.

1.2.3. Перспективы арабипогалактапа в области металлотерапии.

1.3. Взаимодействие полисахаридов с ионами металлов.

1.3.1. Комплексы металлов с полисахаридами.

1.3.2. Трудности исследования металлокомплексов на основе полисахаридов.

1.4. Моносахариды как модели углеводного комплексообразования.

1.5. Полисахариды в синтезе металлосодержащих нанокомпозитов.

1.5.1. Ферритполисахаридные нанокомпозиты.

1.5.2. Нанокомпозиты благородных металлов на основе полисахаридов

1.6. Экспериментальные подходы к изучению металлполисахаридных композитов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРАБИНОГАЛАКТАНА

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ БЛАГОРОДНЫХ

МЕТАЛЛОВ.

3.1. Закономерности восстановления ионов благородных металлов в растворах арабипогалактапа и образования наиокомпозитов.

3.2. Химические превращения арабиногалактана в реакциях с ионами благородных металлов.

3.3. Оптические свойства наночастиц металлов в растворах арабиногалактана.

3.4. Характеристика дисперсий благородных металлов.

ГЛАВА 4. ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ

АРАБИНОГАЛАКТАНА.

4.1. Получение железосодержащих нанокомпозитов арабиногалактана

4.2. Характеристика дисперсий оксидов железа в составе нанокомпозитов арабиногалактана.

Ф 4.3. Получение биметаллсодержащих нанокомпозитов арабиногалактана.

ГЛАВА 5. МЕДЬСОДЕРЖАЩИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ

АРАБИНОГАЛАКТАНА.

ГЛАВА 6. ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ НАНОКОМПОЗИТОВ ф АРАБИНОГАЛАКТАНА.

6.1. Каталитические свойства нанокомпозитов палладия.

6.2. Магнитные свойства железосодержащих нанокомпозитов.

6.3.1. Аптиапемическая активность ферроарабипогалактана.

6.3.2. Иммуностимулирующая активность железосодержащих нанокомпозитов.

6.3.3. Антимикробная активность нанокомпозитов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ГЛАВА 7. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

7.1. Выделение и очистка АГ.

7.2. Синтез металлосодержащих нанокомпозитов АГ.

7.2.1. Синтез нанокомпозитов Ag(0)-Ar.

7.2.2. Синтез нанокомпозитов Pd(0)-Ar.

7.2.3. Синтез нанокомпозитов Аи(0)-АГ.

7.2.4. Синтез нанокомпозитов Pt(0)-Ar.

7.2.5. Синтез железосодержащих нанокомпозитов арабиногалактана 138 7.2.7. Синтез медьсодержащих нанокомпозитов арабиногалактана. 139 7.3. Окисление арабиногалактана ионами металлов.

7.3.1. Окисление арабиногалактана ионами Pd(II).

7.3.2. Реакция оксимирования.

7.3.3. Окисление арабиногалактана ионами Au(III).

7.4.4. Окисление арабиногалактана ионами Pt(VI).

7.4.5. Окисление арабиногалактана ионами Ag(I).

7.5. Методы исследования.

7.5.1. Спектрофотометрические исследования.

7.5.2. Рентгенодифракционное исследование.

7.5.3. Электронная микроскопия.

7.5.4. Гель - проникающая хроматография.

7.6. Определение каталитической активности нанокомпозитов палладия.

7.7. Магнитные исследования.

ВЫВОДЫ

Введение диссертация по химии, на тему "Металлосодержащие нанокомпозиты на основе арабиногалактана"

Повышенный интерес к наноразмерному состоянию металлов и оксидов обусловлен их огромным потенциалом в современных технологиях как важных классов магнитных материалов, катализаторов, нелинейно-оптических сред, биологически активных агентов [1-3].

В настоящее время синтез наноразмерпых частиц осуществляется за счет широкого ряда процессов: химического восстановления, термолиза, фотолиза, радиационной химии, с использованием различных наностабилизирующих материалов, в основном, синтетического происхождения: твердых матриц, водно-органических эмульсий, растворов макромолекул [1-3]. Применение доступных природных полимеров является перспективным, но мало исследованным направлением.

Использование в качестве восстановителя и стабилизатора частиц природного полисахарида арабиногалактана (АГ) может стать простым и технологичным методом создания уникальных наноразмерпых материалов широкого спектра действия. Значительное содержание (10-15 %) в древесине лиственницы сибирской, водорастворимость, невысокая молекулярная масса, способность к траисмембранному переносу [4, 5], иммуномодуляторные свойства [6] выгодно отличают АГ от других распространенных полисахаридов. Особенности надмолекулярной структуры, оптическая активность, обилие гидроксильных групп, стабилизирующий эффект полимерной молекулы обеспечивают АГ значительный потенциал в процессах формирования наноструктур.

• универсальных антимикробных препаратов. Использование в качестве биоактивной полисахаридной оболочки макромолекулы АГ, участвующей в процессах рецепторного эндоцитоза, позволит реализовать новые подходы в терапии металлодефицитных состояний и открывает перспективы в создании новых биоматериалов направленного внутриклеточного действия.

• критических технологий. Наноразмерные многофункциональные композиты на основе природных стабилизирующих матриц", "Наносистемы, нанореагенты и нанореакторы на основе гемицеллюлоз и других полифункциональных полимеров для критических технологий и медицины", а также в рамках проектов ОХНМ РАН № 4.4.1 "Гибридные металлополимеры нового поколения на основе полисахаридов и иммуноактивные гибридные системы", Программы РАН "Фундаментальные науки - медицине" № 11.3 "Разработка технологий получения лекарственных

• препаратов иммунотропного, противотуберкулезного, антисептического действия", № 12.10 "Реализация новых подходов к получению лекарственных препаратов широкого спектра действия: стимуляторов кроветворения, антигипоксантов, аптиоксидантов, многофункциональных

• нанокомпозитов", междисциплинарных интеграционных проектов СО РАН 146 "Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация", № 9 "Новые типы магнетиков", комплексного интеграционного проекта СО РАН № 4.13 «Гибридные многофункциональные нанокомпозиты на основе биологически активных природных полимеров". Отдельные разделы работы выполнялись при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 07-03-01009-а "Новые магнитоактивные гибридные нанокомпозиты на основе водорастворимых мембранотранспортных гемицеллюлоз"), администрации Иркутской области (проекты НИР "Разработка и внедрение в практику новых антисептиков и дезинфектантов широкого спектра действия", "Разработка и внедрение новых наноразмерных многофункциональных гибридных композитов медицинского назначения на основе глубокой переработки возобновляемого сырья", инновационный проект "Производство многофункциональных железосодержащих гибридных нанобиокомпозитов на основе арабиногалактапа лиственницы сибирской"), Иркутского научного центра СО РАН (инновационный проект "Производство многофункциональных серебросодержащих гибридных нанобиокомпозитов на основе арабиногалактапа лиственницы"), а также при государственной поддержке ведущих научных школ (грант № НШ -2241.2003.3, ГК -№ 02.445.11.7296).

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

2. Изучение морфологии нанокомпозитов на основе АГ.

3. Комплексное исследование каталитических, оптических, магнитных, биологических свойств нанокомпозитов АГ.

Научная новизна н практическая значимость работы. Разработаны подходы к синтезу наноразмерных металлических (Ag, Аи, Рс1, Р^ и металлооксидных (Ре2СЬ, РезО.4, в том числе, легированных другими металлами) нанокомпозитов на основе АГ. Установлено, что в случае образования металлооксидных нанокомпозитов АГ проявляет свойства наностабилизирующей матрицы, в случае же образования нанокомпозитов благородных металлов АГ выступает одновременно в роли восстановителя металла до нульвалентиого состояния и наностабилизирующей матрицы образующихся металлических наночастиц.

Новыми являются данные об окислительных превращениях сложной полисахаридиой молекулы АГ под действием ионов благородных металлов: показана зависимость результата процесса от природы иона окислителя, установлены закономерности восстановления ионов благородных металлов и найдены условия их получения в виде наночастиц водорастворимых композитов.

Получена информация о высокой каталитической активности нанокомпозитов Р(1(0)-АГ в реакциях окислительной и присоединительной димеризации ацетиленовых соединений.

Для А§(0)-, Аи(0)-, Рс1(0)-нанокомпозитов изучены оптические свойства и зафиксирован плазмонный резонанс этих гиперполяризуемых наночастиц, который является основой для диагностики процессов эволюции наночастиц и использования настоящих материалов в когерентной и нелинейной оптике.

Исследование магнитных свойств железосодержащих (Рез04) нанокомпозитов показало, что зависимость намагниченности от напряженности внешнего источника поля в интервале температур 5-320 К имеет характер петли гистерезиса, а выше 320 К нанокомпозит переходит из ферримагнитного в суперпарамагнитное состояние. Эти свойства могут быть использованы для создания новых наноразмерных магнитных материалов, в том числе, водорастворимых и биоактивных.

Показана высокая антианемическая активность железосодержащего (РезО.4) нанокомпозита в условиях железодефицитных состояний различных этиологии, а также выраженная антимикробная активность золото(О)- и серебро(0)содержащих нанокомпозитов.

Апробация работы. Работа докладывалась и обсуждалась на региональных и международных научных конференциях и семинарах: 1 Ith Inter. Symposium on Wood Pulp Chemistry (Nice, 2001), международная конференция по теоретической и экспериментальной химии (Караганда, 2002), Second international conference on chemical investigation and utilization of natural resourses (Mongolia, 2003), III Conference "Materials of Siberia" "Nanoscience and Technology" (Novosibirsk, 2003), 2-nd International conference on natural products and physiologically active substances (ICNPAS-2004) and 3rd EuroAsian heterocyclic meeting "Heterocycles in organic and combinatorial chemistry" (Novosibirsk, 2004), 5-я международная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и наиотехнологии» (Кисловодск-Ставрополь, 2005), EuruNanoforum «Nanotechnology and Health of EU citizen in 2020» (Edinburg, 2005).

Объем п структура работы. Работа изложена па 165 страницах машинописного текста (21 таблица, 41 рисунок). Первая глава (литературный обзор) посвящена анализу работ по синтезу и исследованию нанокомпозитов на основе полисахаридов (ПС) и углеводных металлокомплексов; вторая, третья, четвертая и пятая главы - обсуждение результатов собственных исследований; необходимые экспериментальные подробности приведены в шестой главе. Завершается рукопись выводами, списком цитируемой литературы (147 источников) и приложением.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ГЛАВА 1. АРАБИНОГАЛАКТАН И ДРУГИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ В СИНТЕЗЕ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

Обращение к ПС как к полимерным компонентам в синтезе наноматериалов имеет очевидные преимущества по сравнению с синтетическими аналогами при решении многочисленных проблем медицины [7-9]. Так, перспективы в создании магнитоуправляемых нанокомпозитов с декстрановой матрицей, в отличие от существующих полистироловых и кремневодородных магнитоуправляемых микросфер, связаны со способностью первых метаболизироваться в условиях организма [9]. ПС-наноразмерные дисперсии в отличие от протеин - наноразмерные частицы материалов позволят решить проблему стабилизации частиц в более широком диапазоне условий: при повышенной температуре, экстремальных условиях кислотности среды, в ряде органических растворителей [10].

Значительный потенциал в качестве наностабилизирующей матрицы имеет природный ПС АГ. Широкий спектр биологической активности, водорастворим ость природного ПС АГ, обилие полярных гидроксильных групп, оптическая активность макромолекулы обеспечивает серьезные перспективы для создания на его основе уникальных по свойствам материалов.

В обзоре обобщены и проанализированы известные данные о строении и свойствах АГ, позволяющие рассматривать его в качестве перспективного реагента для синтеза нового класса соединений.

1.1. Арабиногалактаны лиственницы - строение, физико-химические свойства

Арабиногалактаны (АГ) представляют группу растительных полисахаридов, общей структурной особенностью которых является наличие галактанового кора и боковых цепей, представленных преимущественно галактозой и арабинозой. АГ обнаружены среди большого числа хвойных и цветковых растений [11-15]. В древесине АГ находится преимущественно в свободном состоянии. Отсутствие прочной химической связи с другими полимерами клетки в сочетании с водорастворимостыо позволяет извлекать АГ водной экстракцией. Среди различных природных источников в наибольшем количестве (10-15 %) АГ содержится в древесине лиственницы сибирской (Larix sibirica), которая привлекает внимание как надежный источник его крупномасштабного получения. В настоящее время запатентован ряд методов по выделению АГ из древесины лиственницы и очистки его от сопутствующих примесей [16-25]. Сравнительная легкость получения, доступная сырьевая база, обнаруженные уникальные биологические свойства обуславливают повышенный интерес к АГ лиственницы в плане теоретических исследований и практического использования.

Описанные в литературе АГ лиственницы, как и большинства хвойных растений, характеризуются наличием основной линейной углеводной цепи из Р-1,3-связаниых остатков D-галактопиранозы, к которой в 6-е положение присоединены боковые цепи, построенные из [3-1,6- и Р-1,3-связанных остатков D-галактопиранозы и L-арабинофура-, пиранозы [11-13] (рис. 1). В некоторых АГ обнаружены D-глюкуроновая, D-галактуроновая кислоты. При этом основной переменной характеристикой является соотношение моносахаридных звеньев галактозы и арабинозы, варьирующее в интервале (3-7.5): 1, и количество уроновых кислот. Так, например, АГ, выделенный из древесины американской лиственницы (Larix laricina) [22], содержит до 2 % галактуроновых кислот и состоит из остатков D-галактозы и L-арабипозы в соотношении 3.8:1.0. В то же время в АГ западной лиственницы (Larix occidentalis) уроновые группы встречаются в следовых количествах [26].

При проведении систематических исследований обнаружены различия в составе АГ, выделенных даже из одного источника [27-29]. Так, для АГ, полученных из двух образцов лиственницы сибирской с применением хроматографии на ДЕАЕ-целлюлозе [27-29], зафиксированы отличия в соотношении О-галактозы и Ь-арабинозы (5.2:1 и 7.5:1) и количестве уроновых кислот (1.9 % и 0 %). Для АГ, очищенного с использованием полиамидного сорбента, соотношение остатков галактозы и арабинозы 5.6:1, а содержание уроновых кислот составило 1.4 %.

Молекулярные массы АГ хвойных, определенные разными авторами, имеют значительный разброс значений от 10 до 2000 кДа. Такой широкий интервал варьирования молекулярных масс, помимо различий в свойствах макромолекул, выделенных из разных источников, может быть вызван различием используемых методов определения. Так, например, молекулярная масса АГ лиственницы западной, полученная методом светорассеяния, составляет 40 кДа, в то время как молекулярная масса, полученная для этого же образца АГ методом гель-проникающей хроматографии, составила 19 кДа. По мнению авторов, причина таких расхождений объясняется различной чувствительностью методов светорассеяния и гель-проникающей хроматографии к вторичной структуре макромолекулы [30].

Высокоразветвленная структура, характерная для всех АГ, независимо от источника выделения, обуславливает его хорошую растворимость в воде. Разрушение же боковых цепей полисахарида в ходе деградации по Смиту, является причиной значительной потери водорастворим ости [28].

Таким образом, строение полисахаридной макромолекулы АГ лиственницы и величина молекулярной массы существенно зависят от вида древесины, методов выделения. При относительном консерватизме в строении основной цепи наблюдаемые вариации в составе АГ вызваны различным соотношением звеньев галактозы и арабинозы и количеством уроновых кислот в боковых цепях.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

ВЫВОДЫ

1. Обнаружена способность арабиногалактана лиственницы сибирской проявлять восстанавливающие, стабилизирующие, комплексообразующие свойства в реакциях с ионами благородных и переходных металлов в водно-щелочных растворах с образованием напоразмерных металлосодержащих композитов.

2. Создан новый общий подход к синтезу стабильных наночастиц различного состава (оксиды железа Fe(III, II; III), смешанные оксиды Fe(III) и М(П): Со(Н), Ni(II), Mn(II), Cu(II), Zn(II); металлы: Ag, Pt, Pd, Au) с широким диапазоном содержания дисперсной компоненты. Показана возможность регулирования размерных, оптических, магнитных характеристик наночастиц при направленном изменении параметров процесса: соотношения реагентов и способов их введения в реакционную смесь.

3. Разработаны методы синтеза и получены новые металлосодержащие нанокомпозиты арабиногалактана с благородными металлами Pd, Ag, Au, Pt, содержание которых варьирует от 1 до 58%. Арабиногалактан выступает одновременно в качестве восстановителя металла из соответствующей соли и наностабилизирующей матрицы образующихся металлических частиц.

5. Установлено, что в реакциях с ионами меди(П) арабиногалактан образует наноразмерные медь(Н)содержащие композиты и комплексы меди(П) октаэдрической структуры с тетрагональным искажением.

6. Показано, что нанокомпозиты палладия проявляют каталитическую способность в реакциях окислительной и присоединительной димеризации ацетиленовых соединений: фенилацетилена и З-гидрокси-З-метил-1-бутина на уровне каталитической системы Рс1(РИзР)4.

8. Доказано, что ферроарабиногалактан обладает антианемической активностью, обусловленной составом ядра, в условиях различных вариантов железодефицитных состояний, и иммуномодуляторными свойствами арабиногалактана. Показана антимикробная активность серебро- и золотосодержащих нанокомпозитов в отношении грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Грищенко, Людмила Анатольевна, Иркутск

1. Помогайло А.Д., Розенберг A.C., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия. 2000. - 671 с.

2. Rao C.N., Muller A., Cheetham A.K. The Chemistry of Nanomaterials. Darmstadt. WILEY-VCH GmbH & Co.KgaA. 2004. - P. 741.

3. Сергеев Г.Б. Нанохимия. M.: Изд-во МГУ. 2003. - С. 288.

4. Groman E.V., Jung С., Enriquez P.M., Josephon L. Arabinogalactan for gepatic drug delivery // Bioconjugate Chem. 1994. - Vol. 5. - N 6. - P. 547-556.

5. Presccott J.H., Enriques P.M., Jung С., Menz E., Groman E.V. Larch Arabinogalactan for hepatic drug delivery: isolation and characterisation. // Carbohydr. Research. 1995. - Vol. 30 - N 1. - P.l 13-128.

6. Дубровина В.И., Медведева С.А., Александрова Г.П., Тюкавкина H.A., Голубинский Е.П., Иванова Т.А., Коновалова Ж.А. Иммуномодулирующие свойства арабиногалактана лиственницы сибирской. // Фармация. 2001. - № 5. - С. 26.

7. Благитко Е.М., Бурмистров В.А., Колесников А.П., Михайлов Ю.И., Родионов П.П. / Серебро в медицине. Новосибирск: Наука-центр. -2004.-251 с.

8. Брусенцов H.A., Брусенцова Т.Н., Сергеев A.B., Шумаков Л.И. Ферримагнитные жидкости, ферро- и ферримагнитные суспензии для радиочастотной индукционной гипертермии опухолей. // ХФЖ. 2000. -Т. 34,-№4.-С. 38-43.

9. Josephson L., Groman E.V., Jung C., Lewis J.M. Targeting of therapeutic agents using polysaccharides.- Patent USA N5336506. Aug.9. - 1994

10. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина. (Химия. Ультраструктура. Реакции) / Пер.с англ. М.: Лесная пром-сть. - 1988. - С. 512.

11. Shimizu К. Chemistry of heiriicelluloses. Wood and cellulosic chemistry. / Ed. D.N.-S. Hon , N. Shiraishi. N.Y. and Basel: Marcel Deccer. -1991. P. 169-214.

12. Арифходжаев A.O. Галактаны и галактансодержащие полисахариды высших растений. // Химия природных соединений 2000. - № 3. - С. 166-196.

13. Дудки h М.С., Громов B.C., Ведерников H.A. Гемицеллюлозы. Рига: Знание. 1991.-488. с.

14. Оводов IO.C. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность. // Биоорганическая химия. 1998. - Т. 42. -№ 7.-С. 483-501.

15. Антонова Г.Ф., Тюкавкина H.A. Способ получения арабиногалактана. Патент № 303877. 07.06.75. - Бюл. № 10.

16. Тюкавкина H.A., Колесник Ю.А., Наумов В.В., Руленко И.А., Гаврилова Т.Ф., Хвостова А.И. Способ получения арабиногалактана. Патент РФ. № 2040268.- 25.07.1995. Бюл. № 21.

17. Кислицын А.Н., Жукова И.Л., Пузанова В.Ю., Трофимов А.Н., Оганина Н.В., Рыжова Е.С., Поворов A.A., Савельев С.П. Способ получения арабиногалактана Патент РФ № 2002756. - 15.11.93. -Бюл. №41-42.

18. Бабкин В.А., Остроухова Л.А., Медведева С.А., Бабкин Д.В., Малков Ю.А., Александрова Г.П., Антонова Л.И. Способ получения высокочистого арабиногалактана. Патент РФ № 2143437. -27.12.1999.-Бюл. №36.

19. Shibazaki Masaaki; Suzuki Shoji. Obtain arabinogalactan Pat. JP. -N2276802.- 1990-11-13.-IPC1-7.

20. Jill E, De Witt, Raytovvn, Mo. Method of isolating arabinogalactan from Larch. Pat. US. - N4950751. - 21.08.1990.

21. Klaus Dahl, Munich. Recovery of high purity arabinogalactan from Larch. -Patent US N3509126. - 7.09.1967. - CI 260-2095.

22. Masaaki F., Katsumi S., Kaori S., Koichi K., Yoshifumi I., Kazuaki K. -Pat. JP-N2185501,- 1990-07-19.

23. Бабкин В.А., Колзунова Jl.Г., Медведева Е.Н., Малков Ю.А., Остроухова Л.А. Способ получения арабиногалактана. Патент РФ № 225668. - 16.08.2005. - Бюл. № 20.

24. Ettling В.V., Adams M.F. Gel filtration of arabinogalactan from Western Larch.//TAPPI. 1968. - Vol. 51. - N. 3. - P. 116-118.

25. Антонова Г.Ф., Тюкавкина H.A. Исследование фракционного состава полисахарида арабиногалактана древесины лиственницы сибирской. // Химия древесины. 1983. - № 2. - С. 89-96.

26. Антонова Г.Ф., Усов А.И. Структура арабиногалактана древесины лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb) // Биоорганическая химия. 1984. - Т. 10. - № 12. - С. 1664-1669.

27. Медведева Е.Н., Федорова Т.Е., Ванина А.С., Рохин А.В., Еськова Л.А., Бабкин В.А. Влияние способа выделения и очистки арабиногалактана из древесины лиственницы сибирской на его строение и свойства. // Химия растительного сырья. 2006. - № 1. - С. 25-32.

28. Nazareth M.R., Kennedy С.Е., Bhatia V.N. Studies on arabinogalactan // J. Pharmac. Sci. 1961. - Vol. 50 - N 7. - P. 546-547.

29. Viscum album. // Phytocmemistry. 1988. - Vol. 27. - N 8. - P. 2511-2517.

30. Оводов Ю.С. Растительные полисахариды как иммуномодуляторы. // Тезисы докладов конференции «Лесохимия и органический синтез». -Сыктывкар. 1996. - С. 5.

31. Varlien J., Liptak A., Wagner Н. Structural analysis of a rhamnoarabinogalactan and arabinogalactans with immuno-stimulating activity from Calendula officinalis. // Phytochemistry. 1989. - 28 (9). - P. 2379-2383.

32. Luettig В., Steinmuller C., Gifford GE, Wagner H, Lohmann-Matthes ML. Macrophage activation by the polysaccharide arabinogalactan isolated from plant cell cultures of Echinacea purpurea. // J. Natl. Cancer Inst. 1989. - V 81.-N 9.-P 669-675.

33. Hauer J., Anderer F.A. Mechanism of stimulation of human natural killer cytotoxicity by arabinogalactan from Larix occidentalis. // Cancer Immunol• Immunother. 1993. - Vol. 36. - N. 4. - P. 237-244.

34. Медведева Е.Н., Бабкин В.А., Остроухова JI.A. Арабиногалактан лиственницы свойства и перспективы использования. // Химия• растительного сырья. 2003. - № 1. - С. 27-37.

35. Hagmar В; Ryd W; Skomedal H. Arabinogalactan blockade of experimental metastases to liver by murine hepatoma. // Invasion and metastasis. 1991. -Vol. 11.-N.6.-P. 348-355.

36. Uhlenbruck G., Beuth J., Oette K., Roszkowski W., Pulverer G. Prevention of experimental liver metastases by arabinogalactan // Naturwissenschaften. 1986.-73 (10).-S. 626-627.

37. Beuth J., Oette K., Pulverer G., Roszkowski W., Uhlenbruck G. Inhibition of liver metastasis in mice by blocking hepatocyte lectins with arabinogalactan infusions and D-galactose. // J. Canser Res. Clin. Oncol. -1987.-Vol. 113 N. l.-S. 51-55.

38. Beuth J., Schirrmacher V., Uhlenbruck G., Pulverer G. Inhibition of liver tumor cell colonization in two animal tumor models by lectin blocking with D-galactose or arabinogalactan // Clin. Exp. Metastasis. 1988. - Vol. 6. -N.2.-S. 115-120.

39. Jung C., Enriguez P., Pahnacci S., Josephson L. Arabinogalactan derivatives and uses thereof. Patent USA N 5478576. - 1995. - Dec. 26.

40. Menz, Josephson L. Receptor-mediated endocytosis by the asialoglycoprotein receptor type of compositions. - Patent USA N 5679323. - 1997. - Okt. 21.

41. Дубровина В.И., Голубинский Е.П., Иванова Т.А., Загоскина Т.Ю., Медведева С.А., Александрова Г.П. Изучение влияния арабиногалактана на протективные свойства Yersinia Pestis EV // Журн. Сибирь-Восток. 2002. - № 3. - С. 8-10.

42. Крисс Е.Е., Волченскова И.И., Григорьева A.C. и др. Координационные соединения металлов в медицине Киев: Наук. Думка - 1986.-С. 6.

43. Уильяме. Д. Металлы жизни. Москва: Из-во "Мир" 1975.- 236 с.

44. Леменовский Д.А. Соединения металлов в живой природе. -Соросовский образовательный журнал. № 9. - 1997. - С. 48-52.

45. Дворецкий Л.И. Лечение железодефицитной анемии. // РМЖ. 2000.Т. 6,- № 20. - С. 1312-1315.

46. Алексеев Ю.Е., Гарновский А.Д., Жданов Ю.А, Комплексы природных углеводов с катионами металлов. // Успехи химии. 1988. - Т. 67. -№ 8. - С. 723-744.

47. Толмачев В.Н., Луговая З.А, Мартиросян Т.М., Заборонок В.У., Валаханович А.И. Взаимодействие декстрана с ионами меди, кобальта и никеля в растворе. // ВМС. Сер. Б. - 1975. - Т. 18. - № 10. - С. 756758.

48. Алексеев Ю.А., Гарновский А.Д., Бурлов A.C., Жданов Ю.А. Углеводные металлохелаты. // ЖВХО им. Менделеева. 1996. - Т. XL. - № 4. - 5. - С. 155-170.

49. Краткая химическая энциклопедия. Москва.: Советская энциклопедия.-1961.-Т. 1.-С. 1262.

50. Толмачев В.Н., Луговая З.А. Взаимодействие декстрана с ионами некоторых металлов. // ВМС. 1976. - Т. 18. - № 7. - С. 548-549.

51. Толмачев В.H., Луговая З.А., Ищенко И.К., Валаханович А.И.,

52. Забороиок В.У. Изучение реакции взаимодействия декстрана с ионами меди. // ВМС. Сер. А. - 1975. - Т. 17. -№ 2. - С. 419-422.

53. Помогайло А.Д., Уфлянд И.Е. Макромолекулярные металлохелаты. M.: Химия.- 1991,-378 с.

54. Nagy L., Burger К., Korti J. A. vas (III) ion cukortipusu ligandumokkalt kepzett komplexeirol. (1987). // РЖХим,- 1988. 02.09. - 135.221П.

55. Bunel S., Ibarra C. Optical activity of compounds formed by amminocomplexes of cobalt(lll) and carbohydrates. II. Polyhedron. 1985. - Vol. 4. -N9.-P. 1537-1542.

56. Bunel S., Ibarra C., Calvo V., Moraga E. Optical activity of compounds formed by ammino complexes of cobalt(III) and carbohydrates II. Darabinose complexes. // Polyhedron. 1989. - Vol. 8. - N 16. - P. 20232028.

57. Под ред. Бартона Д., Оллиса У.Д. Общая органическая химия. М.: Химия/Пер. с англ.-1976. -Т. 11.-С. 198.

58. Брусенцов H.A., Байбуртский Ф.С., Тарасов В.В., Комиссарова Л.Х., Филиппов В.И. Технологии получения и применение полифункциональных магнитоуправляемых суперпарамагнитных препаратов // ХФЖ. 2002. - Т. 36. - № 4.- С. 32- 36.

59. Брусенцов H.A., Гогосов B.B., Лукашевич M.B. Физические и химические критерии ферримагнетиков для биомедицинских целей. // ХФЖ.- 1996.-№ Ю.-С. 48-53.

60. Брусенцов H.A., Гогосов В.В., Новакова A.A., Гендлер Т.С., Юрченко Н.Я., Семенова Г.М., Машалова H.A., Игнатьева Е.В., Шумаков Л.И. Реологические свойства и противоопухолевый эффект ферримагнитных жидкостей. // ХФЖ. 1999. - Т. 33. - № 4.- С. 9-12.

61. Брусенцов H.A., Лыков В.В. Управляемые композиционные материалы в биологии и медицине. // ЖВХО им. Менделеева. 1989. - Т. 34. -№5.-С. 566-571.

62. Брусенцов H.A. Дизайн систем для лечения больных онкологическими заболеваниями. // ЖВХО им. Менделеева. 1990. - Т. 35. - № 6. - С. 759- 766.

63. Брусенцов H.A. Принципы создания композитных управляемых противоопухолевых препаратов. // ХФЖ. 1996. - № 9. - С. 3-11.

64. Брусенцова Т.Н., Полянский В.А., Кузнецов В.Д., Брусенцов H.A., Никифоров В.Н. Синтез наночастиц ферритов для медицинского применения. // 11-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плес. - 2004. - С. 239-247.

65. Хромов И.С., Леонов C.B. Магнитные носители для биологически активных молекул. // Биотехнология. -1989. Т. 5 - № 5. - С. 645 - 646.

66. Шафирович В.Я. Моделирование реакционных центров разделения зарядов и ферментативных систем фотосинтеза. // ЖВХО им. Менделеева. 1995. - № 1. - Т. 39. - С. 80 - 88.

67. Байтукалов Т.А., Глушенко H.H., Сайфетдинова В.В., Богословская O.A., Ольховская И.П. превращение частиц ультрадисперсного порошка железа в организме. // 11-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плесс. - 2004. - С. 276 - 280.

68. Вольтер Е.Р., Ахалая М.Г., Брусенцов Н.А. Ферриколлоиды при лечении незаживающих язв и гнойных ран различной этиологии. // 11-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плесс. - 2004. - С, 254- 257.

69. Kotelnikova N.E. Review on the preparation and study of properties of metal-polymer composites obtained on the base of cellulose and transfer metals //10 JSWPC. 1997. - V. III. - P. 478.

70. Котельникова H.E., Демидов B.H., Вегенер Г., Виндайзен Е. Механизм диффузионно-восстановительного взаимодействия микрокристаллической целлюлозы с ионами серебра // ЖОХ. 2003. - Т. 73. -Вып. 3.-С. 456-463.

71. Huang Н., Yang X. Sinthesis of chitosan gold nanoparticles in the absece/presence of tripolyspate.// J. Am.Chem.Soc. 2004. - Vol. 3. - P. 1203-1209.

72. Masaharu Т., Masayuki H., Yuki N., Masatoshi K., Takeshi T. Microwave-assisted synthesis of metallic nanostructures in solution // Chemistry. A European Journal. 2005. - N 10. - P. 440-452.

73. Трепинел Б. Хемосорбция. M.: Химия. 1958. - С. 322.

74. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия. -1969.-С. 304.

75. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А., Усов О.С., Чижов В.Н. // Химия углеводов. М.: Изд-во Химия. 1967. - 653 с.

76. Накаписи К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М: Мир. 1965. - 210 с.

77. Липсон Г., Стилл Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм. М:1. Мир. 1972.-С. 384.

78. Кожевников И.В., Тарабанько В.Е., Матвеев К.И. Исследование кинетики и механизма окисления изопропанола хлоридом палладия в водном растворе. // Кинетика и катализ. 1980. - Т. 21. - Вып. 4. - С. 940-946.

79. Неппер Д. Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами / Пер. с анг.- М.: Мир. 1986. -487 с.

80. Болдарев А.И. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа. -1983.-С. 387.

81. Katz E., Willner I. // Angewandte Chemie. Integrated Nanoparticle -Biomolecule Hybrid Systems : Synthesis, Properties, and Applications. -2004.-Vol. 43.-P. 6042-6108.

82. Литманович A.A., Паписов И.М. Получение нанокомпозитов в процессах, контролируемых макромолекулярными псевдоматрицами. Теоретическое рассмотрение. // ВМС. Сер. Б. - 1997. - Т. 39. - № 2. -С. 323-326.

83. Ершов Б.Г. Наночастицы металлов в водных растворах : электронные, оптические и каталитические свойства. // ЖВХО им. Менделеева.2001.-Т. 32. № 3. - С. 20-30.

84. Борисов И.М., Широкова E.H., Бабкин В.А., Толстиков Г.А., Монаков Ю.Б. О механизме перекисного окисления АГ в водной среде. // ДАН. 2002. - Т.383. - № 6. - С. 774-777.

85. Роговин З.А. Химия целлюлозы. М: Химия. - 1972. - 518 с.

86. Детерман Г. Гель-хроматография. М.: Мир. 1970. - 252 с.

87. Шишниашвили М.Е. Новые химические средства хелаты металлов природных соединений и возможности их применения. // Сб. "Хелаты металлов природных соединений и их применение". Изд-во: "Мецниереба"- 1974.-164 с.

88. Выштакалюк А.Б., Карасева А.Н., Миронов В.Ф., Карл и н В.В., Ланцова A.B., Зобов В.В., Мустафин И.Г., Ямаев Э.И., Набиев Ф.Г.,

89. Василенко Ю.К., Москаленко C.B., Кайшева Н.Ш., Фролова J1.M., Щербак С.Н., Мокин Ю.Н. Получение и изучение физико-химических и гепатопротекторных свойств пектиновых веществ. // ХФЖ. 1997. -Т. 31. -№ 6. - С. 28-29.

90. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига. 2005. - С. 589.

91. Сергеев Б.М. Лопатина Л.И., Сергеев Г.Б. Влияние ионов Ag+ на превращения кластеров серебра в водных растворах полиакрилата. // Коллоидный журнал. 2006. - Т. 68. - № 6. - С. 833-838.

92. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М: Высшая школа. 1991. -С.383.

93. Беликов В.Г., Курегян А.Г., Исмаилова Г.К. Стандартизация магнетита. // ХФЖ. 2002,- Т. 36. - № 6. - С. 48-51.

94. Elmore W. С. On preparation of the magnetite high dispersed // Phys. Rev. 1938.-Vol. 85.-P. 309-310.

95. Неорганическая биохимия. Под. Г. Эйхгорн. Москва: Мир. 1978. -T. 1.-С.711.

96. Пыхтеев О.Ю., Ефимов A.A., Москвин Л.Н. Химические превращения полиядерных продуктов гидролиза железа(Ш) в частично нейтрализованных растворах //ЖОХ. 1998. - Т. 68. - Вып. 6. - С. 899905.

97. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронографический анализ металлов. М.: Мир. 1963. - С. 256.

98. Basta E.Z. Some mineralogical relationships in the system FeiCb- Рез04. // Economic Geology. 1959. - Vol. 54. - P. 698.

99. Багаутдинова P.P., Толчев A.B., Клещев Д.Г., Первушин В.Ю. Фазообразование в системе FeS04-H20-H+/0H~H202. // ЖПХ. 1999. -Т. 72.-Вып. 10.-С. 1588-1592.

100. Годовиков A.A. Кристаллохимия простых веществ. Новосибирск: Наука. 1979,- 177 с.

101. Вайнштейн Б.К. Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии. М.: Наука. 1979. - 383 с.

102. Иванов А. О., Менделеев B.C. Цепочечные агрегаты в феррожидкостях: влияние магнитного поля. // 11-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плесс. - 2004. -С. 62.

103. Брусенцова Т.Н., Кузнецов В.Д. Синтез и исследование магнитных свойств наночастиц замещенных ферритов системы Mni.xZnxFe2-yLy.04. // 12-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плесс. - 2006. - С. 97.

104. Краткая химическая энциклопедия. М.: Химия. 1967. - Т.5. - С. 422.

105. Криков В.В. Князева Т.В., Криков К.В. Гель-синтез ферритов состава MeFe03-x. // VI-я Международная научная конференция "Химия твердого тела и современные микро-и нанотехнологии". Кисловодск. - 2006 - С. 68.

106. Zhang Z. J, Zhong L. W, Chakoumakos, Jin S.Y. Temperature dependence of cation distribution and oxidation state in magnetic Mn-Fe ferrite nanocrystals. // J.Am.Chem.Soc. 1998. - Vol. 120.-P. 1800-1804.

107. Химическая энциклопедия. M.: Советская энциклопедия. 1990. - Т. 2. -С. 672.

108. Сараев В.В., Шмидт Ф.К. Электронный парамагнитный резонанс металлокомплексных катализаторов,- Иркутск: Изд-во Ирк. Унив. -1985.-С. 178.

109. Ямпольская М. А., Матузенко Г.С., Аблов A.B., Турта К.И. Синтез и магнитные свойства комплексов с обменным взаимодействием на основе хлорфенолятов меди (II). // ЖНХ. 1976. - Т. 21. - Вып. 9. - С. 2277-2281.

110. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. М.: Мир. - 1969.-С. 323.

111. Бек М., Надьпал И. Исследование комплексообразования новейшими методами. М.: Мир. -1989. С. 151.

112. Пятницкий И.В. Комплексы оксикислот с ионами железа, меди, кобальта. // Украинский химический журнал. 1959. - Т. 25. - Вып. 1. -С. 125 - 128.

113. Моисеев И.И. Катализ комплексами палладия со связью палладий-палладий / Итоги науки и техники. Кинетика и катализ. М.: ВИНИТИ.- 1984.-Т. 13.-С. 147-212.

114. Беренблюм A.C. Кластеры палладия катализаторы превращений непредельных соединений. // ЖВХО им. Менделеева - 1984. - Т. 32. -№ 1.-С. 82-87.

115. Thathagar М.В., Beckers J., Rothenberg G. Palladium-free and ligand-free Sonogashira cross-coupling///Green Chem. 2004. -N 6. P. 215-218.

116. Feurstein M., Berthiol F., Doucet H., Santelli M. Palladium-tetraphosphine complex: an efficient catalyst for the coupling of aril halides with alkynes. // Org. Biomol. Chem. 2003. - N 1 - P. 2235-2237.

117. Soheili A., Albanese-Walker J., Murry J.A., Dormer P.G., Hughes D.L. Efficient and general protocol for copper-free Sonogashira coupling of aril bromides at room temperature. Org. Lett. 2003. - Vol. 5. - N 22. - P. 4191-4194.

118. Brandsma L., Vasilevsky S.F., Verkruijsse H.D. Application of Transition Metal Catalysts in Organic Synthesis. Berlin, Heidelberg, New York, Barcelona, Budapest, HongKong, London, Milan, Paris, Singapore, Tokyo: Springer. 1998.-P. 178.

119. Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики. T.l. M.: Наука - 1981. -С. 480.

120. Поспелова Т.И., Агеева Т.А., Лосева М.И. Об отрицательных эффектах препарата ФеррумЛек. // Гематол. и трасф.- 1992. № 9-10. -С.184.

121. Воронков М.Г., Коган А.С., Антоник Л.М., Лопырев В.А., Фадеева Т.В., Марченко В.И., Абзаева К.А. Антимикробное и гемостатическоедействие серебряных производных полиакриловой кислоты // ХФЖ. -2001.-Т. 35,-№5.-С. 19.

122. Казаченко A.C., Леглер Е.В., Перьянова О.В., Веселова О.Ф. Синтез и антимикробная активность комплексных соединений серебра с гистидином и триптофаном. // ХФЖ. 2000. - Т. 34. - № 5. - С. 34-35.

123. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Новая волна. 2000. -Т. 2.-С. 200.

124. Крешков А.П. Основы аналитической химии. М.: Химия. 1978. - Т. 2. -С. 325.

125. Марченко 3. Фотометрическое определение элементов. М.: Изд-во Химия.- 1995.-С. 308.

126. Справочник химика / Под ред. Никольского Б.П. М.: Химия. 1967. -Т. 4.-С. 456.

127. Иозеп A.A., Суворова О.Б., Иозеп Л.И., Пассет Б.В. Спектрофотометрический метод анализа водорастворимых полисахаридальдегидов. //ЖПХ. 1998. - Вып. 9. - С. 120.

128. Алексеевский Е.В., Гольц Р.К., Мусакин А.П. Количественный анализ. Л.: Госхимиздат. 1953. - С. 498.

129. Dubois M., Gilles К.А., Hamilton J.K., Pebers P.A., Smith F. Detection of carbohydrates. //Analyt. Chem. 1956. - Vol. - 28. - N. 3. - P. 350-355.

130. Опыты проведены на 30 крысах-самках с начальным весом 70 75г. 9 из них находились на обычном рационе питания, остальные, начиная с 4-х недельного возраста, получали пищевые продукты с низким содержанием железа (27 мг/кг).