Окисление арабиногалактана под действием пероксида водорода и персульфата калия в водной среде тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ
|
Широкова, Елена Николаевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Уфа
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2003
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.06
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ШИРОКОВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА
ОКИСЛЕНИЕ АРАБИНОГАЛАКТАНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА И ПЕРСУЛЬФАТА КАЛИЯ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
02.00.06 - Высокомолекулярные соединения
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Уфа-2003
Работа выполнена в Институте органической химии Уфимского научного центра РАН и Бирском государственном педагогическом институте.
Научный руководитель:
доктор химических наук,
доцент
Борисов И.М.
Научный консультант:
академик РАН Монаков Ю.Б.
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор Кабальнова Н.Н.
кандидат химических наук, доцент
Ахметханов Р.М.
Ведущая организация:
Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан и УНЦ РАН
Защита диссертации состоится «/$ » §ек*2/>Я 2003 года в 1400 ч. на заседании диссертационного совета Д 002.004.01 при Институте органической химии УНЦ РАН по адресу: 450054, Башкортостан, г. Уфа, проспект Октября, 71, зал заседаний.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Уфимского научного центра РАН.
Автореферат разослан «/£ » коЯ^рЯ 2003 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук
Вапеев Ф.А.
Общая характеристика работы
Актуальность. Природный полисахарид арабиногалактан (АГ), выделяемый водной экстракцией из древесины сибирской лиственницы (Ьапх яЛэтса), является объектом фундаментальных и прикладных исследований благодаря таким свойствам, как хорошая растворимость в воде, биологическая активность и экологическая чистота.
Водорастворимые олигомеры природных полисахаридов рассматриваются в настоящее время в качестве перспективного экологически чистого сырья для изготовления лекарственных препаратов пролонгированного действия, а также в качестве добавок в пищевой и косметической промышленности. В связи с этим, задача получения водорастворимых окисленных макромолекул и олигомеров арабиногалактана с использованием нетоксичных и легко удаляемых окислителей является актуальной.
Исследование выполнено в соответствии с планом научно-исследовательских работ по теме «Дизайн полимеров с заданными молекулярными характеристиками путем каталитической полимеризации диенов и модификации природных полисахаридов» (Государственный регистрационный номер № 01.20.0013592), Фонда поддержки ведущих научных школ (гранты № 00-15-97322 и НШ - 728. 2003. 03), а также проекта УР 05.01.024 по научной программе "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России".
Цель работы. Исследование закономерностей окислительной деструкции и окислительной функционализации арабиногалактана, изучение состава образующихся продуктов в зависимости от условий проведения процесса окисления А Г, определение биологической активности продуктов окисления АГ.
Научная новизна. Изучено влияние добавок комплексона (Трилона Б) и сульфата железа (II) на кинетические закономерности стадии инициирования, а также ингибирующее действие фенола на стадии обрыва радикального процесса окисления арабиногалактана под действием пероксида водорода и молекулярного кислорода. Определены порядки реакций по компонентам реакционной системы и активационные параметры разложения пероксисоединений и образования кислот. Впервые показано, что состав образующихся продуктов зависит от стехиометрии соотношения реагентов. Методами ЯМР '3С, !Н, ИК-спектроскопии проведена идентификация низкомолекулярных продуктов и функциональных групп, образующихся в макромолекулах и олигомерах (¡жисленного АГ.
!(Ч>С. НАЦИОНАЛЬНА^ БИБЛИОТЕКА
Впервые показано, что окисление арабиногалактана в водной среде в присутствии персульфата калия протекает по радикально-цепному механизму с квадратичным обрывом цепей.
Показано, что окисленные полимерная и олигомерная фракции арабиногалактана проявляют более высокую биологическую (противоязвенную и противовоспалительную) активность по сравнению с исходным полисахаридом.
Практическая значимость работы. Использованный в настоящей работе метод окислительной деструкции и функционализации арабиногалактана под действием экологически чистой окислительной системы (Н202 + 02) позволяет получать биологически активные продукты, которые могут быть рекомендованы при создании лекарственных препаратов пролонгированного действия.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Школе - семинаре «Химическая экология». (Уфа, Баш ГУ. 2001г.), конференции «Молодые ученые Волга - Уральского региона на рубеже веков». (Уфа, 2001 г.), научно-практической конференции, посвященной 40-летию химического факультета БГУ "Химия и химическая технология". (Уфа, 2002 г.), IV Всероссийском научном семинаре и Молодежной научной школе "Химия и медицина" (Уфа, 2003 г.), I Всероссийской научной INTERNET-конференции "Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем". (Уфа, 2002 г.), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии. (Казань, 2003 г.), 2nd Workshop on polymer and biopolymer analysis, degradation and stabilisation (Alicante, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 5 статей.
Структура и объем работы. Работа изложена на/ЗЛ:тр. машинописного текста, включает Щ рисунка, «г*?таблицы и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы (/¿-¿наименования).
Основное содержание работы
1. Окисление арабиногалактана под действием пероксида водорода
Арабиногалактан в водной среде при 50-95 °С в присутствии молекулярного кислорода не окисляется и не подвергается деструкции в течение 20 часов. При добавлении пероксида водорода к водным растворам АГ в изученном температурном интервале происходит окисление биополимера: процесс окисления сопровождается окислительной деструкцией и функционализацией макромолекул и олигомеров полисахарида.
Кинетику окисления арабиногалактана изучали по изменению содержания пероксидных продуктов, и накоплению кислот. Начальные концентрации пероксида водорода варьировали в пределах от 7,5-10"3 до 2,5 моль/л.
При нагревании реакционной смеси в температурном интервале 6095 °С наблюдается расходование пероксида водорода и накопление карбоксильных групп (рис. 1). Изменение суммарной концентрации пероксида водорода и пероксидных продуктов окисления АГ во времени описывается уравнением реакции первого порядка:
1п [-О-О-], = 1п [-0-0-]о - кэф-1, (I)
где кЭф - эффективная константа скорости расходования пероксисоедине-ний; [-О-О-]0 и [-О-О-], - начальная и текущая концентрация пероксисое-динений.
Эффективную константу скорости расходования пероксисоединений находили путем трансформации кинетических кривых в координатах уравнения (I).
|-СООН|, моль/л
Рис. 1. Трансформация кинетической кривой расходования пероксисоединений (1)в координатах уравнения (I) и типичная кинетическая кривая накопления карбоксильных групп (2), Т=90 °С, [АГ]0 =10% масс., [Н202]о= 1,1 моль/л.
I, час
Количественной характеристикой образования карбоксильных групп служила величина максимальной скорости накопления УСоон, которую находили путем полиномиального анализа кинетических кривых.
При использовании низкой начальной концентрации пероксида водорода ([Н2О2]0 = 0,01 моль/л), эффективные константы скорости расходования пероксисоединений, вычисленные с использованием уравнения (I), линейно зависят от температуры в аррениусовых координатах
In к,ф = (12,1±2,0) - (38 ±6) ■ 103 / RT (И) (R = 8,31 Дж/мольчрад; коэффициент корреляции 0,996)
При увеличении начальной концентрации пероксида водорода в 10 раз ([Н202]о = 0,1 моль/л) возрастает эффективная константа скорости расходования пероксида (табл. 1), и увеличивается энергия активации In кэф = (43,0±4,6) - (130 ±13) • 103 / RT (111) (коэффициент корреляции 0,998)
При дальнейшем увеличении концентрации пероксида водорода до 1,1 моль/л в системе «АГ+Н202+Н20» существенно изменяются кинетические закономерности расходования пероксидов, что отражается на виде кинетических кривых (рис. 2). Так, при 85-95 °С кинетические кривые линеаризуются в координатах уравнения (I). При более низких температурах на начальной стадии реакции наблюдается возрастание концентрации пероксисоединений, а затем их расходование (рис. 2).
)-] моль/л
Рис.2. Кинетические кривые расхода пероксисоединений при разных температурах (1-95 °С; 2-90 °С; 3-80 °С; 4-70 °С; 5-60 °С), [АГ]0 = 10% масс., [Н2О2]0= 1,1 моль/л.
Расходование пероксида водорода в водном растворе АГ сопровождается окислением этого полисахарида, с образованием карбоксильных групп (табл. 1).
Из табл. 1 видно, что брутто-содержание кислот, накопившихся в конце опыта (расходование Н202 более 95 %), зависит от начальной концентрации пероксида водорода, однако качественный состав кислот различный. С повышением [Н2О2]0 растет отношение общей концентрации кислот к навеске арабиногалактана, а отношение концентрации уроновых кислот к навеске АГ, наоборот, падает. Следовательно, с увеличением
[Н202](1 доля уроновых кислот среди кислых продуктов окисления араби-ногалактана уменьшается. Таким образом, состав кислот, образующихся в процессе реакции, определяется начальной концентрацией Н202.
Таблица 1
Зависимость эффективной константы скорости расходования пероксисое-динений и выхода кислот от начальной концентрации пероксида водорода в системе "АГ+Н20+Н202". Т = 90 °С, [АГ]0 =10% масс., I = 2,5 - 9 час.
[Н2О2]0, моль/л кЭФ. 10\ с' [Брутто-СООН], моль/л в конце опыта [Уроновые кислоты], % от навески АГ
0,0075 1,3 0,009
0,011 1,8 0,014 15,3
0,02 2,2 0,026 14,4
0,04 3,2 0,042 14,1
0,06 4,2 0,045 14,3
0,08 5,2 0,058 12,5
0,1 7,5 0,095 12,3
0,2 5,6 0,14
0,38 3,9 0,28
0,65 2,3 0,36 12,8
1,1 1,8 0,75 12,0
1,5 1,6 1,62 8,5
2,0 1,4 2,10 6,5
Зависимость эффективной константы скорости расходования пероксида водорода от начальной концентрации Н202 имеет экстремальный вид (табл.1). Максимальная к,ф расходования пероксисоединений наблюдается при [Н202]о = 0,1 моль/л. Формальная обработка данных табл. 1 в координатах 1п Уо-о = Щп[Н2О2]0) дает положительное и отрицательное значения порядка реакции по пероксиду водорода: п = 0,60 ± 0,02 ([Н2О2]0 = 0,01+0,1 моль/л) и п = -0,66 ±0,15 ([Н2О2]0 = 0,1+2,0 моль/л).
Отрицательный порядок реакции по Н202 свидетельствует о том, что в водно-пероксидных растворах АГ происходит не только расходование Н202, но и накопление пероксидных продуктов окисления арабинога-лактана и последующий расход гидропероксидов АГ. Об этом свидетельствуют и данные рис. 2.
Максимальная скорость накопления групп -СООН возрастает с увеличением начальной концентрации пероксида водорода при фиксиро-
ванных значениях [АГ]0 в опытах с барботажем воздуха и без барботажа (рис. 3). Для вычисления порядка реакции по пероксиду водорода данные рис. 3 были обработаны в координатах 1п УСоон = ? (1п[Н202]о)- Порядок реакции накопления карбоксильных групп по Н202 равен 0,48 ± 0,08.
У( Ш)Н ■ HH, моль/лс
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
|Н202|„, моль/л
Рис. 3. Зависимость максимальной скорости накопления карбоксильных групп от начальной концентрации пероксида водорода (1 -без продувки воздуха; 2-е продувкой воздуха. Т = 90 °С; [АГ]0 = 10% масс.
Значения максимальных VCOoh линейно зависят от температуры в аррениусовых координатах. Энергия активации реакции накопления карбоксильных групп составляет:
ln Vcooh = (32+6) - (90+17) • 103 / RT (IV)
(коэффициент корреляции 0,998).
Эффективная константа скорости расхода пероксисоединений и максимальная скорость накопления групп - СООН возрастают с увеличением начальной концентрации арабиногалактана при фиксированных значениях [02] и [Н2О2]0 в системе (рис. 4). Эти зависимости линеаризуются в логарифмических координатах 1п кэф = f (ln [АГ]0) и ln VCooh = f (ln [АГ]0), откуда были вычислены порядки реакций расхода пероксисоединений (п0.0 = 1,50 ± 0,19 без барботажа и п0.0 = 1,50 ± 0,25 при барботаже воздухом) и накопления карбоксильных групп (nC00H = 1,19 ± 0,08 без барботажа и псоо„ = 1,16 ± 0,05 при барботаже воздухом).
Рис. 4. Зависимость эффектив-
• 10"*, мольАгьс
0,8
04
нои константы скорости расхода пероксисоединений (1) и максимальной скорости накопления карбоксильных групп (2) от начальной концентрации арабиногалактана. Т = 90 °С; [Н202]о = 1 моль/л.
2 4 6 8 10 |АГ|и, % масс.
0,0
Следует отметить, что степень расхода Н202 (в совокупности с пе-роксидами окисленного АГ) возрастает с повышением начальной концентрации арабиногалактана (при [Н202]о = const) (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость степени расхода пероксида водорода в совокупности с пероксидами окисленного арабиногалактана от начальной концентрации полисахарида. Т = 90 °С; [Н2О2]0 =1,1 моль/л. t = 6 часов.
[АГ]0, % масс. 1 2 4 7 10
Степень расхода Н202 11 37 72 85 97
При [АГ]0 = 10% масс, в реакционной смеси пероксид водорода за 6 часов расходуется практически полностью, тогда как при [АГ]0 = 1% масс, пероксид водорода расходуется за это же время лишь на 11%.
Скорость накопления кислот в исследуемой системе зависит от концентрации растворенного кислорода (табл. 3).
Таблица 3.
Зависимость эффективной константы скорости расхода пероксисоедине-ний и максимальной скорости накопления карбоксильных групп от скорости барботажа воздуха. 'Г ~ 90 °С; [Н2О2]0 =1,1 моль / л; [АГ]0 = 10 % масс.
С корость барботажа газа, л / час Аргон Воздух
3 В отсутствие барботажа 1 3 5
кзф-104, с"1 0,14±0,03 1,75±0,11 1,75±0,14 1,83+0,12 1,72±0,16
Vcooh *10\ моль/л-С 1,0 6,9 5,8 5,8 6,3
При поддержании низкой концентрации кислорода в системе "АГ + Н20 + Н202 + 02" путем продувки аргоном наблюдаются низкая скорость накопления кислот и невысокое значение кЭф. В атмосфере воздуха значения Усоон и кэф значительно выше. Следовательно, в окислительных превращениях АГ участвует также и молекулярный кислород.
Значения УССЮн в пределах ошибки эксперимента не зависят от скорости барботажа воздуха через реакционную систему. Это означает, что в атмосфере воздуха элементарные стадии с участием 02 не лимитируют процесс окисления АГ. Высокое содержание кислорода в системе обусловлено образованием О? при распаде пероксида водорода. Так, при нагрева-
нии смеси "АГ+Н2О+Н2О2" в реакторе манометрической установки наблюдается выделение кислорода (табл. 4).
Таблица 4
Зависимость скорости выделения кислорода от концентрации пероксида водорода в системе "АГ+Н202+Н20". Т = 80 "С, [АГ]= 10% масс.
[Н2О2]0, моль/л 0,25 0,5 0,75 1,0
Уо2*Ю5, моль/л.с 0,7 1,3 1,7 2,5
у
Как видно из табл. 4, чем выше начальная концентрация Н202, тем больше скорость выделения кислорода. Данные табл. 4 показывают также, что во всем изученном интервале концентраций Н202 скорость выделения кислородавыше скорости его поглощения в ходе окисления АГ. Скорость выделения кислорода зависит также и от концентрации арабиногалактана (табл. 5).
Таблица 5
Зависимость скорости выделения кислорода от начальной концентрации арабиногалактана в системе "АГ+Н202+Н20". Т -80 °С, [Н,02]=1 моль/л.
[АГ]0, % масс. 1,0 1,25 2,5 5,0 10,0 20,0
У02. 105, моль/л.с 1,22 1,34 1,47 1,78 2,50 3,38
Возрастание скорости выделения кислорода с увеличением [АГ]Ц при постоянной концентрации [Н2О2]0 = 1 моль/л можно объяснить следующим образом. Видимо, это связано с участием продуктов окисления арабиногалактана (радикальных или молекулярных) в разложении пероксида водорода. Реакция образования кислорода при нагревании исследуемой системы остается доминирующей и при снижении температуры эксперимента (табл. 6).
Таблица 6
Зависимость скорости выделения кислорода в системе "АГ+Н202+Н20" от температуры. [АГ]0=Ю% масс., [Н2О2]0=1 моль/л.
Т, °С 60 70 80 90
У02»Ю\ моль/л.с 0,4 0,8 2,5 13,0
Температурная зависимость скорости выделения кислорода описывается уравнением
1п УО2=(40±6)-(П4± 10)« Ю'/ЛТ (V)
(коэффициент корреляции 0,988).
Окисление АГ в присутствии Н202 протекает по радикальному механизму и включает стадии инициирования, развития и обрыва процесса окисления биополимера.
Мы полагаем, что в реакционной системе «АГ+Н202+Н20+02» зарождение радикалов происходит при катализированном распаде пероксида водорода ионами металлов переменной валентности:
М"' н Н202 ->Мп+| + НО' + НО" (1)
Скорость инициирования пропорциональна концентрации Мп+. При снижении [Мп+] путем введения в реакционную систему комплексообразо-вателя динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты ([Трилон Б]=910"3 моль/л), к,ф снижается в 30 раз и практически не накапливаются кислоты. При увеличении концентрации ионов металлов переменной валентности в реакционной системе процесс окисления ускоряется. При введении в систему добавок РсБОд сохраняются кинетические закономерности расходования пероксисоединений и накопления карбоксильных групп, но скорости этих процессов возрастают (рис. 5).
Рис. 5. Зависимость эффективной константы скорости расхода пероксисоединений (1) и максимальной скорости накопления карбоксильных групп (2) от содержания РеБОд. 90 °С; [АГ]0 = 10% масс., [Н202]о = 1 моль/л.
0 12 3 4 5 6 IFeSO.il ■ Ю3, моль/л
Введение в реакционную систему добавок фенола снижает эффективную константу скорости расхода пероксисоединений и максимальную скорость накопления -СООН (рис. 6).
\'со0„ • Ю4, моль/л.* 10
|РНОН|-1№, мопь/л
Рис. 6. Зависимость эффективной константы скорости расхода пероксисоединений (1) и максимальной скорости накопления карбоксильных групп (2) от содержания фенола. 90 °С; [АГ]0 = 10% масс., [Н2О2]0 = 1 моль/л.
Данные рис. 6 свидетельствуют о том, что расход пероксисоедине-ний и накопление карбоксильных групп при окислении АГ протекает по радикальному механизму, а добавки фенола (радикального ингибитора) подавляют этот процесс.
Образующиеся на стадии инициирования гидроксильные радикалы, очень активны в реакциях отрыва водорода от С-Н связей биополимера. Первичное место отрыва водорода в макромолекулах АГ определяется доступностью этих связей для атаки радикалами НО*, а не их прочностью. Поэтому свободная валентность в углеродцентрированных макрорадикалах может быть локализована как в основной цепи, так и в боковых ответвлениях полисахарида (РН):
НО' + РН Н20 + Р* (2)
где Р* - совокупность различных углеродцентрированных макрорадикалов АГ. Углеродцентрированные радикалы быстро присоединяют кислород, превращаясь в пероксильные:
Р* + 02 Р02' (3)
По-видимому, при окислении арабиногалактана в водной среде продолжение цепи осуществляется преимущественно внутримолекулярно (перокси-радикал полисахарида атакует собственные С-Н связи). Можно выделить некоторые возможные реакции пероксирадикалов Р02* различного строения:
а). В первую очередь в процессе окисления участвуют радикалы Р02* в боковых цепях макромолекул арабиногалактана, например, в Р Б ва!р (1—»
/ОО
0 ,СНОН 0_^СН(ОН)ООН
- СЦ-От^ ну- он + РН->-р'+ -СНрО-Хн^-ОН -
он он (4}
о-<сно
-н202 + -СНрОт^Н^-ОН
он
Альдегидная группа затем окисляется молекулярным кислородом по радикально-цепному механизму, превращаясь в карбоксильную группу, накопление которой фиксируется на спектре ЯМР ЬС при 178,9 м.д. и определяется в виде Усоон- По этой реакции, видимо, происходит образование уро-
новых кислот;
б). В фрагменте —> 6) - (3- Э йа1р пероксирадикал изомеризуется, отрывая водород от С(6) в -> 3,6) - (3- Б ва!/? (1->
он
сцон
[Ю^ОН
сн-о
но-б
ар! он
он
0_/СН,ОН
-сГ° + но' + ОН
(5)
н
он
Видимо, по этой реакции происходит отрыв боковых звеньев от основной цепи с образованием олигомерной фракции.
При нагревании водно-пероксидных растворов АГ при 90 °С снижается кинематическая вязкость растворов. Степень снижения кинематической вязкости зависит от содержания пероксида водорода в реакционной системе и возрастает при повышении [Н202]о (рис. 7, табл. 7).
Рис. 7. Зависимость кинематической вязкости от начальной концентрации пероксида водорода. 90 °С; [АГ]о = 10% масс., концентрация Н202: 0,5 (1); 0,8 (2); 1,0 (3); 2,0(4); 2,5 (5) моль/л.
300 400 мин.
Таблица 7
Зависимость степени снижения кинематической (ук) вязкости растворов
арабиногалактана от начальной концентрации пероксида водорода. [АГ]0 = 10% масс., 90°С, 6 часов, (ук° и V/"- кинематические вязкости раствора АГ в начале и в конце опыта).
[Н2О2]0,моль/ л 0,5 0,8 1,0 2,0 2,5
у" -Уг А 0 А -100% ук 11 15 16 20 24
С увеличением [Н2О2]0 возрастает и степень снижения характеристической вязкости. Начальная концентрация пероксида водорода в системе "АГ + Н20 + Н202 + 02" влияет также на соотношение олигомерной и полимерной фракций полисахарида (табл. 8): с увеличением [Н202]о возрастает выход олигомеров.
Таблица 8
Зависимость выхода олигомерной и полимерной фракций деструк-тированного арабиногалактана от начальной концентрации пероксида водорода. [АГ]0= 10% масс., 90°С., 1 - 2,5 ^ 9 ч (расход Н202 более 95 %).
[Н2О2]0, моль / л Выходы фракций, % масс.
Олигомерная Полимерная
0,06 8,2 91
0,08 11 89
0,8 54 42
1,0 73 24
2,0 85 11
2,5 89 4
Данные табл. 8 показывают, что начальная концентрация пероксида водорода влияет не только на качественный состав продуктов деструкции, но и на выходы фракций. При малых начальных концентрациях Н202 деструкция полисахарида незначительна, так как преобладают процессы окисления с образованием уроновых кислот. С увеличением начальной концентрации Н202 в системе "АГ + Н20 + Н202 + 02" происходит глубокая деструкция полисахарида. В процессе окисления АГ происходит деструкция полисахарида и функционализация макромолекул и олигомеров, что приводит к изменению элементного состава продуктов реакции (табл. 9).
Таблица 9
Состав исходного арабиногалактана, полимерной и олигомерной фракций окисленного полисахарида. Т = 90 °С, [Н202]о=1 моль/л, [АГ]0=10 % масс., 6 часов.
Вещество Неокисленный АГ Фракции окисленного АГ
Полимерная Олигомерная
р % 40,18 38,75 37,64
Н жл, % 7,49 7,24 6,21
0,% 52,33 54,01 56,15
зола отсутствует отсутствует отсутствует
гексозы, % 71,8 46,3 20,0
белок, % 1,2 отсутствует отсутствует
[пи 0,033 0,028 0,017
+ 11,9 +8,4 +5,3
Как видно из табл. 9, в окисленных образцах возрастает доля кислорода. При воздействии Н202 на водный раствор АГ существенно снижается содержание галактоз. Об изменении состава продуктов в реакции окисления полисахарида свидетельствует также значительное изменение величины удельного вращения.
В ИК-спектре полимерной и олигомерной фракций окисленного АГ появляются полосы средней и сильной интенсивности 1765-1750 см"1, которые характерны для валентных колебаний карбонильной группы. В олигомерной фракции содержание карбонильных групп выше, чем в полимерной (рис. 8).
Рис. 8. ИК-спектры арабиногалактана (]-АГ исходный;
2-высокомолекулярная фракция после окисления АГ при 90 °С;
3- олигомерная фракция после окисления при 90 °С). [Н2О2]0= 1,1 моль/л.
1900 1700 1500
I
200.0 180.0 160 0 140.0 120 0
100.0
80.0
60.0
Рис. 9. Спектр ЯМР ПС высокомолекулярной фракции. 90 °С, [Н2О2]0= 1,1 моль/л.
Анализ спектра ЯМР |3С высокомолекулярной фракции показывает, что фракция состоит из структурных фрагментов не подверженных окислению моносахаридных звеньев и заметного количества фрагментов, содержащих карбоксильные группы. Наличие синглетных сигналов при 177189 м.д., соответствующих атому углерода карбоксильной группы, показывает образование уроновых кислот в различных структурных фрагментах (рис. 9).
Спектр ЯМР ЬС олигомерной фракции содержит более широкий набор структурных единиц. В спектрах наблюдается снижение интенсивно-стей сигналов атомов моносахаридных остатков и рост интенсивностей сигналов уроновых кислот. Кроме того, в спектрах олигомерных продуктов окисления АГ, полученных при повышенных концентрациях [Н202]о=2-5 моль/л, появляется сигнал муравьиной кислоты (168,36 м.д.). Наличие НСООН в продуктах окисления АГ указывает на то, что в процессе деструкции происходит также фрагментация моносахаридных звеньев с отщеплением муравьиной кислоты (рис. 10).
Анализ спектральных данных продуктов окислительной деструкции показывает, что в мягких условиях преобладают реакции окисления по С(6) атому гапактозных звеньев с образованием галактоуроновой кислоты. С увеличением начальной концентрации пероксида водорода в системе
"АГ+Н20+Н202+02"возрастает роль деструктивных процессов, протекающих с разрывом гликозидных связей в основной цепи макромолекул полисахарида, с отщеплением моносахаридных звеньев, с отрывом моносаха-ридных звеньев и их фрагментацией с образованием муравьиной кислоты.
180 0 160.0 140.0 120 о 100 о 80.0 60.0
Рис. 10. Спектр ЯМР |3С олигомерной фракции. 90 °С, [Н202]о =1,1 моль/л.
Таким образом, варьируя условия проведения реакции, можно регулировать степень функционализации олигомерных и полимерных продуктов и глубину реакций деструкции.
2. Окисление арабииогалактана под действием персульфата калия
Использование окислительной системы на основе водорастворимого радикального инициатора персульфата калия (ПК) показало, что расходование пероксисоединений в системе "АГ + ПК + Н20" протекает по закону реакции первого порядка. В данной системе наблюдается поглощение кислорода и образуются карбоксильные группы при окислении АГ. Скорость поглощения кислорода в реакционной системе, измеренная в манометрической установке, превышает скорость расходования ПК (табл. 10). Это свидетельствует о том, что радикальное окисление полисахарида протекает в цепном режиме; с увеличением скорости инициирования длина цепи уменьшается.
Таблица 10
Зависимость скорости поглощения кислорода от скорости инициирования. Т = 80 °С, [АГ]=10% масс.
[ПК]0, моль/л ^пк*' о5, моль/л.с У02» 103, моль/л»с Длина цепи (=У02/У„к)
0,0025 0,082 1,70 21
0,005 0,17 2,65 15
0,010 0,37 3,62 10
0,021 0,85 4,91 6
0,032 1,36 6,17 4,5
Скорость поглощения кислорода линейно зависит от корня квадратного скорости инициирования, что служит свидетельством квадратичного обрыва цепей (рис. 11).
У02 • Ю5, моль/л-с
Рис. 11. Зависимость скорости поглощения кислорода в системе "ПК+АГ+Н20" от квадратного корня скорости инициирования. Т = 80 °С, [АГ]=Ю% масс.
1,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 VI««. 10*
Таким образом, арабиногалактан в водной фазе в присутствии ПК окисляется молекулярным кислородом по радикально-цепному механизму с квадратичным обрывом цепей.
3. Биологическая активность продуктов окислительной деструкции арабиногалактана
Изучение биологической активности окисленных образцов АГ показало, что олигомерная фракция проявляет более высокую противовоспалительную и противоязвенную активность, по сравнению с исходным полисахаридом и полимерной фракцией (табл. 11, 12).
Таблица 11
Противовоспалительная активность АГ и его окисленных фракций
Название соеди- Доза, мг/кг Количество Средний % увели-
нения животных чения массы лапки
Арабиногалактан 50 8 65,0±5,1
Полимерная фракция 50 8 65,5±3.4
Олигомерная фракция 50 8 53,0+2.5
Вольтарен 8 8 55,0±1,5
Контроль - 8 64,0±4,3
Таблица 12
Влияние АГ и его окисленных фракций на заживление "индометациновых язв" у мышей.
Название соединения Доза, Количество Количество дест-
мг/кг животных рукций слизистой желудка
Арабиногалактан 50 8 7,5
Полимерная фракция 50 8 10,8
Олигомерная фракция 50 8 5,5
Индометацин 20 8 9,0
Более высокая противоязвенная и противовоспалительная активность олигомерной фракции по сравнению с АГ и полимерной фракцией, скорее всего, обусловлена ее меньшей молекулярной массой и более высоким содержанием карбоксильных групп.
Таким образом, АГ и его окисленные фракции являются веществами малотоксичными, обладают высокой противоязвенной и противовоспалительной активностью. Поэтому они могут быть рекомендованы для использования в качестве матрицы при создании лекарственных препаратов пролонгированного действия.
Выводы
Окисление арабиногалактана молекулярным кислородом в водной среде в присутствии персульфата калия и пероксида водорода протекает по радикальному механизму. Показано, что инициированное персульфатом калия окисление арабиногалактана происходит в цепном режиме с квадратичным обрывом цепей.
Показано, что в стадии инициирования радикального окисления арабиногалактана под действием пероксида водорода участвуют ионы металлов переменной валентности. Добавки фенола ингибируют пере-кисное окисление биополимера. Определены порядки реакций по компонентам реакционной системы и активационные параметры разложения пероксисоединений и накопления кислот.
Перекисное окисление арабиногалактана сопровождается его деструкцией. Степень изменения характеристической и кинематической вяз-костей и выходы олигомерной фракции возрастают с ростом начальной концентрации пероксида водорода в водном растворе арабиногалактана.
Состав образующихся продуктов перекисного окисления арабиногалактана определяется начальной концентрацией пероксида водорода: при малых [Н202]о преобладают продукты окислительной функциона-лизации макромолекул, а при высоких [Н202]о доминируют продукты окислительной деструкции биополимера.
Лабораторные исследования показали, что продукты окислительной деструкции арабиногалактана обладают более высокой физиологической (противоязвенной и противовоспалительной) активностью по сравнению с исходным полисахаридом.
Основное содержание работы изложено в публикациях:
1) Борисов И.М., Широкова E.H., Бабкин В.А., Толстиков Г.А., Монаков Ю.Б. О механизме перекисного окисления арабиногалактана в водной среде. // Докл. РАН. - 2002. - Т.383. - С. 774-777.
2) Борисов И.М., Широкова E.H., Мударисова Р.Х., Зимин Ю.С., Толстиков Г.А., Монаков Ю.Б. Окислительная деструкция арабиногалактана лиственницы (Larix sibirica L.) под действием пероксида водорода. // Известия ВУЗов. Химия и химии, технол. - 2003. - Т. 46, Вып. 4. -С.29-31.
3) Borisov I.M., Monakov Yu.B., Tolstikov G.A., Shirokova E.N., Mudarisova R.Kh. Oxidative destruction of arabinogalactan oxidation. // Russian polymer news. 2003.-V. 8,№ l.-C. 42-45.
4) Borisov I.M., Monakov Yu.B., Tolstikov G.A., Shirokova E.N., Zimin Yu.S. Liquid-phase oxidation of arabinogalactan. // Russian polymer news. 2003. - V. 8, № 2. - C. 43-46.
5) Borisov I.M., Monakov Yu.B., Tolstikov G.A., Shirokova E.N., Mudarisova R.Kh. Kinetic regularities of the initial stage of arabinogalactan oxidation. // Russian polymer news. 2003. - V. 8, № 3. - C. 30-34.
6) Широкова E. H., Мударисова P. X., Хисамова С. 3., Борисов И. М., Бабкин В. А., Монаков Ю. Б. Система: «пероксид водорода + молекулярный кислород» как деструктирующий агент арабиногалактана. // Материалы конкурса научных статей ведущих ученых, аспирантов, соискателей БГУ и других научных центров Республики Башкортостан. Уфа - Нефтекамск, декабрь 2000 г. - май 2001 г. С. 105 - 108.
7) Широкова Е. Н. Окислительная функционализация арабиногалактана сибирской лиственницы (Larix sibirica L.). // Сборник статей молодых ученых института органической химии: УНЦ РАН. 2002. - Вып.1. С.95-99.
8) Широкова Е. Н., Хисамова С. 3., Гусманова О. Н. Окислительная модификация природного полисахарида арабиногалактана. Труды школы - семинара «Химическая экология». Уфа, Баш ГУ. 2001г. С.193.
9) Гусманова О. Н., Широкова Е. Н., Хисамова С. 3. Исследование ком-плексообразования арабиногалактана с лаппаконитином. В сборнике «Молодые ученые Волго - Уральского региона на рубеже веков». Материалы юбилейной научной конференции молодых ученых г. Уфа, 24 -26 октября 2001 С. 176-177.
10) Фарухшина А.Р., Широкова E.H., Зимин Ю.С., Борисов И.М. Кинетика окислительной деструкции арабиногалактана в водной среде. //Химия и химическая технология. Материалы научно-практической конференции, посвященной 40-летию химического факультета БГУ. Уфа, 2002-
11) Широкова E.H., Борисов И.М. Изучение стадии инициирования радикального окисления арабиногалактана. // Химия и химическая технология. Материалы научно-практической конференции, посвященной 40-летию химического факультета БГУ. Уфа, 2002. - С.81-82.
12) Мударисова Р.Х., Широкова E.H., Заикина A.B., Толстикова Т.Г., Борисов И.М., Монаков Ю.Б. Физиологическая активность арабиногалактана сибирской лиственницы и его окисленных фракций. // В сборнике "Проблемы создания новых лекарственных средств". IV Всероссийский научный семинар и Молодежная научная школа "Химия и медицина". г.Уфа. -2003. С.37-38.
13) Борисов И.М., Широкова E.H., Мударисова Р.Х., Зимин Ю.С. Пере-кисное окисление арабиногалактана сибирской лиственницы (Larix si-birica) в водной фазе. // Тезисы I Всероссийской научной 1NTER.NET-конференции "Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем", г. Уфа, 25-27 декабря - 2002 года. С.21.
14) Монаков Ю.Б., Муслухвв P.P., Широкова E.H., Мударисова Р.Х., Борисов И.М. Окислительная деструкция арабиногалактана сибирской лиственницы под действием системы: "Н20 + Н202 + Fe2'". // Тезисы докладов XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, г. Казань 21-26 сентября 2003 г. С. 320.
15) Borisov I.M., Zimin ^u.S., Shirokova E.N., Monakov Yu.B., Zaikov G.E. Oxidation and destruction of arabinogalactan of Larix sibirica L in water medium. // 2nd Workshop on polymer and biopolymer analysis, degradation and stabilisation. - University of Alicante. - 2003. - P. 54-55.
C.81-82.
Соискатель
Широкова E.H.
Широкова Елена Николаевна
ОКИСЛЕНИЕ АРАБИНОГАЛАКТАНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА И ПЕРСУЛЬФАТА КАЛИЯ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Лицензия на издательскую деятельность №0236 от 28 ноября 1997., выданную Министерством печати и массовой информации Республики Башкортостан
Лицензия на полиграфическую деятельность 002037 от 8 ноября 2001 г., выданная Поволжским межрегиональным территориальным управлением Министерства Российской Федерации по делам печати, телевещания и средств массовых коммуникаций
Подписано в печать 1.10.2003 г. Гарнитура "Times". Печать на ризографе с оригинала. Формат 60x841/16. Усл.-печл. 1,46. Усл.-изд.л. 3,42. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ №88
452450, Республика Башкортостан, г.Бирск, ул.Интернациональная, 10. Бирский государственный педагогический институт Отдел множительной техники БирГПИ
»20483
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Фитополисахариды
1.2. Арабиногалактан древесины лиственницы
1.2.1. Получение арабиногалактана лиственницы
1.2.2. Структура арабино - 3,6 - гапактана лиственницы
1.2.3. Состав арабиногалактана сибирской лиственницы
1.2.4. Свойства арабиногалактана лиственницы
1.2.5. Модификация арабиногалактана лиственницы
1.2.5.1. Сульфопроизводные арабиногалактана лиственницы
1.2.5.2. Взаимодействие арабиногалактана лиственницы с ионами металлов
1.2.6. Применение арабиногалактана лиственницы
1.2.6.1. Биологическая активность арабиногалактана лиственницы
1.2.6.2. Арабиногалактан - полимерная матрица для иммобилизации
• лекарственных средств
1.3. Деструкция полисахаридов
1.3.1. Химическая деструкция полисахаридов
1.3.2. Окислительная деструкция полисахаридов
1.3.2.1. Деструкция полисахаридов под действием пероксида водорода
1.3.2.2. Деструкция полисахаридов под действием озона
1.3.2.3. Окисление полисахаридов под действием персульфатов
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристика исходных веществ и реагентов
2.2. Методика эксперимента 49 2.2.1. Деструкция арабиногалактана под действием пероксида водорода
2.2.2. Определение скорости поглощения кислорода на манометрической установке
2.2.3. Описание циркуляционной установки
2.3. Методы анализа
2.3.1. Определение кинематической вязкости растворов 54 арабиногапактана
2.3.2. Определение характеристической вязкости растворов арабиногалактана
2.3.3. Определение содержания С, Н
2.3.4. Определение концентрации пероксида водорода
2.3.5. Алкалиметрическое определение кислоты
2.3.6. Спектральное определение продуктов деструкции
2.3.7. Определение содержания уроновых кислот по реакции Дише
2.3.8. Определение содержания галактозы
2.3.9. Определение содержания белка
2.3.10. Определение удельного угла вращения
ГЛАВА 3 .ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Кинетика окисления и окислительной деструкции арабиногалактана
3.1.1. Окисление арабиногалактана под действием пероксида водорода
3.1.2. Окислительная деструкция арабиногалактана
3.1.3. Продукты окислительной деструкции арабиногалактана 96 3.1 А. Окисление арабиногалактана в присутствии персульфата калия 112 3.1.5. Изучение биологической активности продуктов окислительной деструкции арабиногалактана
Актуальность. Природный полисахарид арабиногалактан (АГ), выделяемый водной экстракцией из древесины сибирской лиственницы (Larix sibirica), является объектом фундаментальных и прикладных исследований благодаря таким свойствам, как хорошая растворимость в воде, биологическая активность (арабиногалактан проявляет антикомплементарную, имму-номодуляторную, гастропротекторную и противоопухолевую активности) и экологическая чистота. Биологическая активность АГ напрямую связана с его структурой, которая в свою очередь зависит от природы растительного сырья, используемого для выделения полисахарида. В связи с этим основное внимание исследователи уделяют изучению взаимосвязи "структура - свойства" и поиску растительного сырья, позволяющему выделить биополимер с заданными свойствами. Перспективным направлением исследований химии углеводов является химическая модификация полисахаридов (в том числе окислительная), с целью придания им новых свойств и расширения областей использования.
Водорастворимые олигомеры природных полисахаридов (арабинога-лактаны, хитозан) рассматриваются в настоящее время в качестве перспективного экологически чистого сырья для изготовления лекарственных препаратов пролонгированного действия, а также в качестве добавок в пищевой и косметической промышленностях. В связи с этим, задача получения водорастворимых окисленных макромолекул и олигомеров арабиногалактана с использованием нетоксичных и легко удаляемых окислителей является актуальной.
Научно-обоснованный выбор оптимальных условий получения продуктов с заданными свойствами требует исследования кинетических закономерностей окисления биополимера в водной среде.
Исследование выполнено в соответствии с планом научно-исследовательских работ по теме "Дизайн полимеров с заданными молекулярными характеристиками путем каталитической полимеризации диенов и модификации природных полисахаридов" (Государственный регистрационный номер № 01.20.0013592), Фонда поддержки ведущих научных школ (гранты № 00-15-97322 и НШ - 728. 2003. 03), а также проекта УР 05.01.024 по научной программе "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России".
Цель работы. Исследование закономерностей окислительной деструкции и окислительной функционализации арабиногалактана, изучение состава образующихся продуктов в зависимости от условий проведения процесса окисления АГ, определение биологической активности продуктов окисления АГ.
Научная новизна. Изучено влияние добавок комплексона (Трилона Б) и сульфата железа (II) на кинетические закономерности стадии инициирования, а также ингибирующее действие фенола на стадии обрыва радикального процесса окисления арабиногалактана под действием пероксида водорода и молекулярного кислорода. Определены порядки реакций по компонентам реакционной системы и активационные параметры разложения пероксисоеди-нений и образования кислот. Впервые показано, что состав образующихся продуктов зависит от стехиометрии соотношения реагентов. Методами ЯМР 13С, ]Н, ИК-спектроскопии проведена идентификация низкомолекулярных продуктов и функциональных групп, образующихся в макромолекулах и оли-гомерах окисленного арабиногалактана.
Впервые показано, что окисление арабиногалактана в водной среде в присутствии персульфата калия протекает по радикально-цепному механизму с квадратичным обрывом цепей
Показано, что окисленные полимерная и олигомерная фракции арабиногалактана проявляют более высокую биологическую (противоязвенную и противовоспалительную) активность по сравнению с исходным полисахаридом.
Практическая значимость работы. Использованный в настоящей работе метод окислительной деструкции и функционализации арабиногалактана под действием экологически чистой окислительной системы (Н2О2 + О2) позволяет получать биологически активные продукты, которые могут быть рекомендованы при создании лекарственных препаратов пролонгированного действия.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Школе -семинаре «Химическая экология». (Уфа, Баш ГУ. 2001г.), конференции «Молодые ученые Волго - Уральского региона на рубеже веков». (Уфа, 2001 г.), научно-практической конференции, посвященной 40-летию химического факультета БГУ " Химия и химическая технология. ". (Уфа, 2002 г.), IV Всероссийском научном семинаре и Молодежной научной школе "Химия и медицина" (Уфа, 2003 г.), I Всероссийской научной INTERNET-конференции "Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем". (Уфа, 2002 г.), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии. (Казань, 2003 г.), 2nd Workshop on polymer and biopolymer analysis, degradation and stabilisation (Alicante, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 5 статей.
Структура и объем работы. Работа изложена на 140 стр. машинописного текста, включает 41 рисунок, 26 таблиц и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы (125 наименований).
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Фитополисахариды
Полисахариды (ПС) могут составлять до 80 % сухого веса растения, причем, главным образом, они служат структурным материалом для построения клеточной стенки растений. Основными полисахаридными компонентами растительной клеточной стенки являются целлюлоза, гемицеллюло-зы и пектиновые вещества.
Гемицеллюлозы - это совокупность ПС клеточной стенки растений, которые можно экстрагировать водными растворами щелочей. Гемицеллюлозы - сложная смесь полисахаридов, состав которой зависит от вида растения и может быть различным для разных тканей одного растения. С химической точки зрения полисахариды этой группы подразделяются на нейтральные и кислые. В то же время, в зависимости от моносахаридного состава, полисахариды гемицеллюлоз можно разделить на три большие группы - ксила-ны, глюкоманнаны и галактаны. Внутри каждой группы отдельные представители могут сильно различаться как природой входящих в их состав моносахаридов, так и способом связи моносахаридов друг с другом [1].
Галактаны и галактансодержащие полисахариды (галактаны состоят только из остатков галактозы, а в галактансодержащих полисахаридах к ним присоединены другие моносахариды) в свободном виде встречаются почти во всех органах растений. Одними из распространенных галактансодержащих полисахаридов являются арабиногалактаны [1].
В литературном обзоре [2] Дж. О. Аспиналл приводит классификацию растительных полисахаридов, основанную на строении их главной углеводной цепи. Данная классификация дает удобный подход к рассмотрению этих сложнейших биополимеров, к выяснению связи между растительными полисахаридами разных групп, к пониманию зависимости их физиологической активности от химического строения. Дж. О. Аспиналл разделяет арабинога-лактаны по структуре главной полисахаридной цепи на два типа: I - арабино - 4 - галактаны и II - арабино - 3, 6 - галактаны [2].
Автор обзора [3] приводит характеристику арабино-3, 6-галактанов, выделенных из различных растительных объектов (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Характеристика арабино -3,6- галактанов высших растений.
Семейство, вид и орган растения Моносахаридный состав, соотношение, % Мол. масса, у. е. [<x]D, град Тип связи
1 2 3 4 5
Сем. Асега-ceae Acer sac-charum сок клена Gal: Ara: Rha (51:44:5) Gal: Ara: GalUA (85.5:2.3:8.1) — -41 (1->3), (1-*6)
Сем. Апасаг-diaceae Апа-cardium occidental!, корка орехов Gal: Ara: Rha (85: 10: 5) (70.5: 25.3:4.3) — — (1->3), (1->6)
Сем. Апасаг-diaceae Odina wodier, камедь Gal: Ara (67.3: 19.5) Gal: Ara: Rha: UA (28.6:50.0: 1.4: 20.0) — -44 +55.3 (1->3), (1->4), (1->6) (1->3), (1->6)
Сем. Апасаг-diaceae Rhus vernicifera, камедь Gal: Ara: Rha: GlcUa (65.1:4.8:2.0:27.8) (67.0: 5.2:4.1:26.7) 86000 2700 -0.8 +8.7 (1—>3), (1->6), (1->3), (1-^6)
Сем. Anatia- ceae Panax noto-ginseng, корни Gal: Ara (85.7: 13.6) 1500000 -20.7 (1—>3), (1->6)
Сем. Astera- ceae Calenndula officinalis, цветки Gal: Ara: Rha (41.0: 34.2: 24.8) Gal: Ara (72.4: 27.6) Gal: Ara (51.4:48.7) 15000 25000 35000 +1.3 -22.7 -38.6 (1->3), (1->6) (1>3),(1->6) (1->3),(1->6)
1 2 3 4 5
Сем. Сагуо-phyllaceae Allochrusa gypsophiloi- des, надземные органы, корни Ara: Glc: Gal (65.8: 21.0: 13.2) Glc: Gal (16.8: 84.4) 2000 +176 (l-»2), (l->6)
Сем. Gymno- spermae Larix sibirica, древесина Gal: Ara (88:12) Gal: Ara (90.9: 9.1) 40000 29000 +10 +10 (l->3),(l->6) (1>3), (l->6)
Сем. Liliaceae Aloe arbores-cens, листья Gal: Ara (40: 60) 30000 -66,7 (l-»2), (l->6)
Сем. Malvaceae Malva verti-cillata, семена Gal: Glc: Ara (37.5:43.7: 18.7) 77000 -13.9 (1">3), (l->6)
Сем. Pinaceae Pinus Bank- siana, древесина Gal: Ara (92.3:7.1) 8500 (l->3),(l->4), (l->6)
Сем. Crucif-erae Raphanus sati-vus, семена Gal: Ara (16: 8.3) 40000 -109 0->3),(i->6)
Сем. Gramin-eae Saccharum spontaneum, тростник Gal: Ara 70000 -56 (l->3), (1-й), (l->6)
Сем. Legumi- nosae Glycyrrhiza uralensis, корни Gal: Ara: Rha: GalUa (37.8: 54.0: 2.7: 5.1) 69000 -56.3 (l->3),(l->5),
Из таблицы 1.1 видно, что арабиногалактаны, выделенные из вышеуказанных растений, имеют основную линейную углеводную цепь из Р-1,3-связанных остатков D-галактопиранозы, к которой в 6-е положение присоединены боковые цепи, построенные из Р-1,6 - и Р-1,3 - связанных остатков
D-галактопиранозы. Они отличаются большой сложностью и разнообразием структур, поскольку к основной цепи и боковым цепям галактанового кора присоединяются терминальные остатки и дополнительные боковые цепи, состоящие из различных моносахаридов, но прежде всего из остатков арабино-зы. Представленные арабиногалактаны различаются также и по молекулярным массам, которые колеблются от нескольких тысяч до миллиона.
Арабино-3, 6- галактаны встречаются в различных растениях, что видно из таблицы 1.1. Однако в наибольшем количестве арабиногалактаны содержатся в древесине лиственниц [1], таких как лиственница западная (Larix occidentalis) [4, 5], сибирская (Larix sibirica) [5], даурская (Larix daurica) [6], европейская, горная, японская [7, 8].
Выводы
1. Окисление арабиногалактана молекулярным кислородом в водной среде в присутствии персульфата калия и пероксида водорода протекает по радикальному механизму. Показано, что инициированное персульфатом калия окисление арабиногалактана происходит в цепном режиме с квадратичным обрывом цепей.
2. Показано, что в стадии инициирования радикального окисления арабиногалактана под действием пероксида водорода участвуют ионы металлов переменной валентности. Добавки фенола ингибируют перекисное окисление биополимера. Определены порядки реакций по компонентам реакционной системы и активационные параметры разложения пероксисоединений и накопления кислот.
3. Перекисное окисление арабиногалактана сопровождается его деструкцией. Степень изменения характеристической и кинематической вязкостей и выходы олигомерной фракции возрастают с ростом начальной концентрации пероксида водорода в водном растворе арабиногалактана.
4. Состав образующихся продуктов перекисного окисления арабиногалактана определяется начальной концентрацией пероксида водорода: при малых [Н202]о преобладают продукты окислительной функционализации макромолекул, а при высоких [Н202]о доминируют продукты окислительной деструкции биополимера.
5. Лабораторные исследования показали, что продукты окислительной деструкции арабиногалактана обладают более высокой физиологической (противоязвенной и противовоспалительной) активностью по сравнению с исходным полисахаридом.
128
Заключение
Изучение закономерностей окислительной деструкции арабиногалактана показало, что в присутствии веществ, способных генерировать радикалы (персульфат калия и пероксид водорода) происходит окисление водных растворов арабиногалактана под действием растворенного кислорода. При окислении АГ наблюдается также окислительная деструкция полисахарида. Степень протекания этих процессов зависит от условий проведения процесса окисления (температура эксперимента, соотношение начальных концентраций арабиногалактана, кислорода и инициатора).
Окисление арабиногалактана молекулярным кислородом происходит по радикальному механизму, процесс интенсифицируется при введении инициирующих систем (источников радикалов) и затормаживается добавками ингибитора (фенола). При использовании малых скоростей инициирования (инициатор персульфат калия) окисление полисахарида протекает в цепном режиме, причем с увеличением скорости инициирования длина цепи уменьшается.
Пероксид водорода в воде разлагается с выделением молекулярного кислорода и с образованием гидроксильных радикалов, поэтому пероксид водорода можно использовать как инициатор и источник кислорода в процессе окисления арабиногалактана. Начальные концентрации пероксида водорода варьировались в пределах от 7,5 • 10" до 2,5 моль/л. С увеличением начальной концентрации пероксида водорода изменяются кинетические закономерности процесса. Начальная концентрация пероксида водорода влияет также на качественный состав продуктов окисления. В реакционной системе "АГ+Н2О+Н2О2", содержащей пероксид водорода с начальной концентрацией 0,1 и 1,1 моль/л, расходование пероксисоединений протекает с сопоставимыми энергиями активации (130 и 118 кДж/моль), которые примерно в 3 раза превышают Еакт расходования пероксида водорода, взятого в низкой концентрации (0,01 моль/л). Видимо, с увеличением концентрации пероксида водорода в исследуемой реакционной системе происходит смена лимитирующей стадии процесса. При использовании низких начальных концентраций пероксида водорода преобладают процессы окисления, причем накопившиеся карбоксильные группы относятся преимущественно к галактоуроновым кислотам. С увеличением начальной концентрации пероксида водорода возрастает роль процессов деструкции, что выражается в увеличении выхода олигомерной фракции. При этом снижается концентрация уроновых кислот, накопившихся в конце опыта. При глубоких деструктивных процессах, затрагивающих моносахаридные звенья, образуется муравьиная кислота.
Специфической чертой деструкции арабиногалактана (по сравнению с целлюлозой и хитозаном) является преобладание процессов окисления над процессами деструкции. Это связано с тем, что образующиеся из пероксида водорода гидроксильные радикалы, очень активны в реакциях отрыва водорода от СН-связей. Высокая разветвленность макромолекул арабиногалактана приводит к тому, что гидроксильные радикалы вступают в реакцию с доступными связями. Гликозидные связи основной цепи оказываются менее доступными, чем гликозидные связи боковых звеньев. Это приводит к тому, что сначала окисляется первичная гидроксильная группа при С(6) атоме углерода, затем происходит отрыв моносахаридных звеньев с дальнейшей их фрагментацией. При высоких начальных концентрациях пероксида водорода наблюдается образование муравьиной кислоты.
Показано, что образующиеся продукты деструкции обладают большей физиологической активностью, чем исходный арабиногалактан, что скорее всего связано с меньшей молекулярной массой и наличием большого количества карбоксильных групп.
127
1. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. -М.: Химия, 1967.-672 с.
2. Aspinall G.O. Gums and mucilages. // Advan. Carbohyd. Chem. Biochem. -1969. V. 24,-P. 333-379.
3. Арифходжаев A.O. Галактаны и галактансодержащие полисахариды высших растений. // Химия природн. соедин. 2000. № 3. - С.185-197.
4. Ettling B.V., Adams M.F. Gel filtration of arabinogalactan from Western Larch. // TAPPI. 1968. - V. 51, № 3. - P. 116-118.
5. Антонова Г.Ф., Тюкавкина H.A. Получение высокочистого арабиногалактана из древесины лиственницы. // Химия древесины. 1976. № 4. - С. 6062.
6. Цветаева И.П., Паскерова Е.Д. Изменение состава арабиногалактана сибирской лиственницы в зависимости от режимов его выделения из древесины. // Журн. прикл. химии. 1962. - Т. 35, № 5. С. 1128-1132.
7. Simson B.W., Cote W.A., Timell Т.Е. Studies on larch arabinogalactan. // Svensk papperstidn. 1968. - V. 71, № 19. - P. 699-710.
8. Teratani F., Shimizu K., Mijazaki K. Purification of arabinogalactan from Japanese larch. // J. Japan Wood Res. Soc. 1969. - V. 15, № 6. - P. 266-269.
9. Крылов Г.В. Леса Сибири и Дальнего Востока. Гослесбумиздат, М. -Л. 1960. 353 с.
10. Чочиева М.М., Цветаева И.П., Юрьева М.К., Зайцева А.Ф., Петропавловский Г.А., Никитин Н.И. Распределение арабиногалактана в древесине даурской лиственницы // Труды Ин-та леса АН СССР. 1958. - Т. 45, - С. 31-49.
11. Зайцева А.Ф., Федорищева И.П., Никитин Н.И. Комплексное использование даурской лиственницы // Труды Ин-та леса АН СССР. 1958. - Т. 45, - С. 85-92.
12. Цветаева И.П., Юрьева М.К. Хроматографическое изучение арабиногалактана и других водноэкстрактивных веществ даурской лиственницы // Журн. прикл. химии. 1959. - Т. 32, - Вып. 11. - С. 2533-2541.
13. Цветаева И.П., Юрьева М.К. Об экстрактивных веществах древесины лиственницы // Изв. вузов. Лесной журнал. 1969 - № 1. - С. 148-151.
14. Цветаева И.П., Муковникова М.К., Никитин Н.И. О химическом составе древесины даурской лиственницы // Журн. прикл. химии. 1952. - Т. 25, -Вып. 2.-С. 174-190.
15. Антонова Г.Ф., Пен Р.З., Тюкавкина Н.А. Исследование процесса экстракции арабиногалактана и флавоноидов из древесины Larix sibirica водой и ее смесями с органическими растворителями. // Химия древесины. 1970. № 6.-С. 147-155.
16. Николаева Г.В., Левин Э.Д., Иоффе Г.М. Экстракция арабиногалактана из щепы лиственницы. // Химия древесины. 1971. № 8. - С. 155-158.
17. Pat. 3509126 (USA). Recovery of high purity arabinogalactan from larch. / D. Klaus. 1967; РЖХим. - 1970. - ЗП6П.
18. Жеребов Л.П., Зубкова-Гитлер С.Р., Залмазон Р.С., Зац P.M. Получение винного спирта из лиственницы Larix sibirica. // Труды ЦНИЛХИ. 1933. - Т. 3, № 11. - С. 97-106.
19. Антонова Г.Ф., Тюкавкина Н.А. Некоторые вопросы экстракции водорастворимых полисахаридов древесины сибирской лиственницы. // Химия древесины. 1983. № 2. - С. 89-96.
20. Ettling В.V., Adams M.F. Gel Filtration of arabinogalactan from Western Larch. // TAPPI. 1968. - V.51, № 3. - С. 116-118.
21. Clarke A.E., Anderson R.L., Stone B.A. Form and function of arabinogalac-tans and arabinogalactan-proteins. // Phytochemistry. 1979. - V. 18. - P. 521540.
22. Антонова Г.Ф., Усов А.И. Структура арабиногалактана древесины лиственницы сибирской (Larix Sibirica L.). // Биоорганическая химия. 1984. - Т. 10, №12.-С. 1664-1669.
23. Karacsonyi S., Kovacik V., Alfoldi J., Kubackova M. Chemical and 13 C-N.M.R. studies of an arabinogalactan from Larix sibirica L. // Carbohydrate Research. 1984. - V. 134. - P. 265-274.
24. Пен Р.З. О корреляционной связи между содержанием основных компонентов в древесине лиственницы. // Химия древесины. 1980. - № 6. - С. 102104.
25. Антонова Г.Ф. Исследование фракционного состава полисахарида арабиногалактана древесины лиственницы сибирской. // Химия древесины. -1977.-№4.-С. 97-100.
26. Simson B.W., Cote W.A., Timell Т.Е. Studies on larch arabinogalactan. IV. Molecular properties. // Svensk papperstidn. 1968. a. - V. 71, № 19. - P. 699-710.
27. Tecatani F., Shimizu K., Mijazari K. Purification of arabinogalactan from Ja-panes larch. //J. Japan Wood Res. Soc. 1969. - V. 15, № 6. - P. 266-269.
28. Bouveng H.O., Lindberg B. Studies on arabinogalactans. // Acta chem. scand. 1958. - V. 12, № 10. - P. 1977-1984.
29. Дубровина В.И., Медведева С.А., Александрова Г.П., Тюкавкина Н.А., Голубинский Е.П., Иванова Т.А., Коновалова Ж.А. Иммуномодулирующиесвойства арабиногалактана лиственницы сибирской (Larix sibirica L.). // Фармация. 2001. - № 5. - С. 26-27.
30. Александрова Г.П., Медведева С.А. Гидродинамические свойства растворов арабиногалактана лиственницы. // II Всероссийская конференция «Химия и технология растительных веществ»: Тез. докл. Казань, 24 - 27 июня, 2002 г.-СЛОЗ.
31. Ekman К.Н., Douglas С. Some physicochemical properties of arabinogalac-tan from Western Larch (Larix occidentalis). // TAPPI. 1962. - V. 45, № 6. - P. 477-481.
32. James H.P., Ernest V.G., Gyongyi G. New molecular weight of arabinoga-lactan from Larix occidentalis. // Carbohydrate Research. 1997. - V. 301. - P. 89-93.
33. Eremeeva Т.Е., Bykova Т.О. Analysis of larch arabinogalactan by high performance size-exclusion chromatography. // Carbohydrate Polymers. 1992. - V. 18.-P. 217-219.
34. Терпкова А.Ф., Чочиева M.M., Антоновский С.Д. О термических свойствах арабиногалактана. // Химия древесины. 1978. - № 2. - С. 101-106.
35. Kamitakahara Н., Mikawa У., Hori М., Tsujihata S., Minato К., Nakatsubo F. // 10th Int. Symp. On Wood Pulp Chem. Yokohama, Japan. 1999. - V. 2. P. 3234.
36. Костыро Я.А., Александрова Г.П., Медведева C.A. // Интеграция фундаментальной науки и высшей школы в устойчивом развитии Сибири. Иркутск. -2001. С. 84-86.
37. Медведева С.А., Александрова Г.П., Бабкин В.А. Синтез металлосодер-жащих производных арабиногалактана. // Химия древесины. 1998. - № 1. -С. 4-6.
38. Брусенцов Н.А. Принципы создания композитных управляемых противоопухолевых препаратов. // Химико-фармацевтический журнал. 1996. - Т. 30. Вып. 9.-С. 3-11.
39. Бендикене В.Г., Юодка Б.А., Казлаускас P.M., Тауткус С.А., Матуленис
40. А., Судавичюс А.А. Иммобилизация ферментов на носителях, обладающих магнитными свойствами. Получение и характеристика магнитных производных хитина. // Прикладная биохимия и микробиология. 1995. - Т.31. Вып.4.-С. 393-399.
41. Хромов И.С., Леонов С.В. Магнитные носители для биологически активных макромолекул. // Биотехнология. 1989. - Т. 5. Вып. 5. - С. 645-646.
42. Медведева С.А., Александрова Г.П., Грищенко Л.А., Тюкавкина Н.А. Синтез железо(П, Ш)содержащих производных арабиногалактана. // Журнал общей химии. 2002. - № 9. - С. 1569-1573.
43. Белова Т.А., Егорова Т.Н., Антоновский С.Д., Чочиева М.М., Чочиева А.Ф. Применение арабиногалактана лиственници при поверхностной обработке бумаги для гофрирования. // Бумажная промышленность. 1973. - № 7. - С. 3-4.
44. Алексеева Т.В., Беленькая Н.Г., Чочиева М.М., Антоновский С.Д., Тер-пукова А.Ф. Влияние арабиногалактана на свойства бумаги. // Химия древесины. 1978. - № 5. - С. 104-109.
45. Sten Н. "Home-grown" natural gum offers dependable supply. // J. Chem. Process. 1963. - V. 26. № 13. - P.22-23.
46. Nazareth M.R., Kennedy C.E., Bhatia V.N. Studies on arabinogalactan. // J. Pharmac. Sci. -1961. V. 50. № 7. p. 560-563.
47. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность. // Биоорганическая химия. 1998. - Т. 24. №7. -С. 483-501.
48. Yamada H, Kiyohara H, Cyong JC, Otsuka Y. Structural chracterisation of an anti-complementary arabinogalactan from the roots of Angelika acutiloba Kita-gawa. // Carbohydrate Research. 1987. - V. 159. № 3. - P. 275-291.
49. Kiyohara H, Yamada H. Structure of an anti-complementary arabinogalactan from the roots of Angelika acutiloba Kitagawa. // Carbohydrate Research. 1989. -V. 193. № 10.-P. 173-192.
50. Kiyohara H, Cyong JC, Yamada H. Relationship between structure and activity of an anti-complementary arabinogalactan from the roots of Angelika acutiloba Kitagawa. // Carbohydrate Research. 1989. - V.193. №10. - P. 193-200.
51. Gonda R, Tomoda M, Ohara N, Takada K. Arabinogalactan core structure and immunological activities of ukonan C, an acidic polysaccharide from the rhizome of Curcuma longa. // Biol. Pharm. Bull. 1993. - V.l 6. № 3. - P. 235-238.
52. Оводов Ю.С, Оводова Р.Г, Лоенко Ю.Н. Биогликаны-иммуномодуляторы. // Химия природных соединений. 1983. - № 6. - С. 675694.
53. Groman E.V, Gou D. Development of an immunoassay for larch arabinogalactan and its use in the detection of larch arabinogalactan in rat blood. // Carbohydrate Research. 1997. V. 301. № 2. - P. 69-76.
54. Медведева C.A, Александрова Г.П, Бабкин B.A. Создание терапевтических препаратов пролонгированного действия на основе арабиногалактана. // Химия древесины. 1998. № 1. - С. 6-7.
55. Hauer J, Anderer FA. Mexanism of stimulation of human natural killer cytotoxicity by arabinogalactan from Larix occidentalis. // Cancer Immunol Immuno-ther. // 1993. - Y. 36. № 4. - P. 237-244.
56. Beuth J., Ко HI., 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. - V. 6. № 2. - P. 115-120.
57. Hagmar В., Ryd W., Skomedal H. Arabinogalactan blokade of experimental metastases to liver by murine hepatoma. // Invasion Metastasis. 1991. - V. 11. № 6.-P. 348-355.
58. Kelly G.S. Larch arabinogalactan: clinical relevance of a novel immune-enhancing polysaccharide. // Altern. Med. Rev. 1999. - V. 4. № 2. - P. 96-103.
59. Groman E.V., Enriquez P.M., Jung C., Josephson L. Arabinogalactan for hepatic drug delivery. // Bioconjugate Chem. 1994. - V. 5. № 6. - P. 547556.
60. Aspinal G.O. The polysaccharides. // London.: Acad. Press. 1982. - V. 1. 340 p.
61. Kardosova A., Capek P. Chemical and C13-NMR of a rhamnoarabinogalactan from the leaves of plantago lanceolata L. var. Libor. // Collect. Czech. Chem. Commun. 1994. - V. 59. - P. 2714-2720.
62. Ralet M.C., Thibalult J.F., Faulds C.B., Williamson G. Isolation and purification of feruloylated oligosaccharides from cell walls of sugar-beet pulp. // Carbohydrate Research. 1994. - V. 263. - P. 227-241.
63. Capek P., Matulova M., Kardosova A. An acidic heteropolysaccharide from the flowers of Malva mauritiana L. // Carbohydrate Chemistry. 1997. - V. 16. № 9.-P. 1373-1391.
64. Yamada H., Ra K.S., Kiyohara H. et al. Structural characterisation of anticomplementary pectic polysaccharide from the roots of Bupleurum falcatum L. // Carbohydrate Research. 1989. - V. 189. - P. 209-226.
65. Shin K.S., Kiyohara H., MatsumotoT., Yamada H. Rhamnogalactouronan II from the leaves of Panax ginseng C. A. Meyer as macrophage Fc receptor expression-enhancing polysaccharide. // Carbohydrate Research. 1997. - V. 300. - P. 239-249.
66. Lo V.M., Hahn M.G., Halbeek H. Preparation, purification, and structural characterization of linear oligogalacturonides. An FAB-mass spectrometric and NMR spectroscopic study. // Carbohydrate Research. 1994. - V. 225. - P. 271284.
67. Юлдашева Н.П., Рахимов Д.А., Турхожаев M.T. Полисахариды Eremu-rus. XXVI. Изучение строения пектина из листьев Eremurus regelii. // Химия природных соединений. 1993. - № 2. - С. 191-194.n I
68. Schlick S. Binding sites of the Cu in chitin and chitosan an electron spin resonance study. // Macromol. 1986. - V. 9. № 1. - P. 194-197.
69. Patent 4, 950, 751 USA, CI. С 07 H 1/00. Depolymerisation and sulfation of polysaccharides. /Naggi A., Torri G. (USA). № 536-128; 2.06.89; 21.08.90.
70. Patent 2, 640, 628 France, CI. С 07 H 13/02. Preparation of 0- (1 4) - oly-gomers of 2 -acetamido - 2 - deoxyglucoses and a - galactoses as drags. / Defaue C., Gadelle A., Pedersen C. (France). - 16.12.88; 22.01.90.
71. Заявка 2-41301: Япония, МКИ С 08 В 37/08. Способ получения водорастворимого хитозана / Иноуэ Т. (Япония). № 63 - 191933; Заявл. 30.07.88; Опубл. 9.02.90.
72. Заявка 61 21102 Япония, МКИ С 08 В 37/08. Способ получения хито-зановых олигосахаридов. / Нандзе Ф., Токумаке С., Сакаи К. (Япония). - № 59 - 143783; Заявл. 10.07.84; Опубл. 29.01.86.
73. Odonmazig P., Badga D., Ebringerova A., Alfoldi J. Structures of pectic polysaccharides isolated from the Siberian apricot (Armaniaca siberica L.). // Carbohydrate Research. 1992. - V. 226. - P. 353-358.
74. Godstein I.O., Hay G.W., Lewis B.A., and Smith F. Methods in carbohydrate chemistry. // Ed. R.L. Whistler. New York and London: Acad. Press. - 1965. V. 5.-P. 361-370.
75. Lau J.M., McNeil M., Darvill A.G., Albersheim P. Treatment of rhamnoga-lacturonan I with lithium in ethylendiamine. // Carbohydrate Research. 1987. -V. 168.-P. 245-274.
76. Ros L.M., Schols H.A., Voragen A.G.J. Extraction, characterisation, and enzymatic degradation of lemon peel pectins. // Carbohydrate Research. 1996. - V. 282.-P. 271-284.
77. Ros L.M., Schols H.A., Voragen A.G.J. Lemon albedo cell walls contain dis-trinct populations of pectic hairy regions. II Carbohydrate Research. 1998. - V. 37.-P. 159-166.
78. Родионова H.A., Безбородов A.M. О локализации систем ферментов, катализирующих расщепление полисахаридов растительных клеточных стенок у высших растений. Пектиназы. (обзор). // Прикладная биохимия и микробиология. 1997. Т. 33. - С. 467-487.
79. Lau J.M., McNeil М., Darvill A.G., Albersheim P. Structure of the backbone of rhamnogalacturonan I, a pectic polysaccharide in the primary cell walls of plants. // Carbohydrate Research. 1985. - V. 137. - P. 111-125.
80. Alkorta I., Garbisu C., Llama M.J., Serra J.L. Industrial applications of pectic enzymes: a review. // Process Biochemistry. 1998. - V. 33. - P. 21-28.
81. Мкртчян T.A., Снапян Г.Г., Никогосян Г.А. Получение пектина из лопуха (род Arctium). // Украинский биохимический журнал. 1998. - Т. 70. № 1. -С. 98-105.
82. Huisman M.H., Schols H.A., Voragen A.G. Enzymatic degradation of cell wall polysaccharides from soybean meal. // Carbohydrate Polym. 1999. - V. 38. -P. 299-307.
83. Lerouge P., O'Neill M.A., Darvill A.G., Albersheim P. Structural characterization of endo-glycanase-generated oligoglycosyl side chains of rhamnogalacturo-nan I. // Carbohydrate Research. 1993. - V. 243. - P. 359-371.
84. Roberts R.L., Cabib Е. Serratia marcescens chitinase: one-step purification and use for the determination of chitin. // Anal. Biochem. —1982. V. 127. - P. 402.
85. Заявка 2-69502 Япония, МКИ С 08 В 37/08, А 61 К 7/001. Водорастворимые низкомолекулярные хитозаны и способ их получения. // Танако К., Цумаки К., Нива Т. (Япония). - № 63-220377; Заявл. 5.09.88; Опубл. 8.03.90.
86. Young М. Е., Bell R.L., Carroad Р.А. Kinetics of Chitinase production. 1. Chitin hydrolysis. // Biotechnol. and Bioeng. 1985. V. 15. № 2. - P. 141-145.
87. Полле А.Я., Оводова Р.Г., Шашков A.C., Оводов Ю.С. Выделение и общая характеристика полисахаридов пижмы обыкновенной. // Биоорган. Химия. 2000. - Т. 27. № 1. - С. 52-56.
88. Бушнева О.А., Оводова Р.Г., Мишарина Е.А. Силенаны-полисахариды смолевки обыкновенной (Silene vulgaris). // Химия раст. сырья. 1999. - № 1. -С. 27-32.
89. Иванов В.И., Каверзнева Е.Д., Кузнецова З.И. Химические превращения макромолекулы целлюлозы при окислении. // Изв. Ак. Наук. Серия химическая. 1953. - № 2. - С. 374-384.
90. Евстигнеев Э.И., Чупка Э.И. Динамика образования супероксиданион-радикалов и гидроксильных радикалов при окислении пирокатехина и лигнина кислородом. // Химия древесины. 1990. - № 5. - С. 27-35.
91. Галиаскарова Г.Г., Муллагалиев И.Р., Монаков Ю.Б. О деструкции хито-зана перекисью водорода. // Сборник тезисов докладов Всероссийской научной конференции по химии и технологии растительных веществ. Сывтыв-кар. - 1997. - С. 75.
92. Кисленко В.Н., Берлин Ад.А. Кинетика и механизм окисления органических веществ пероксидом водорода. // Успехи химии. 1991. - Т. 60. Вып. 5. -С. 949-981.
93. Козлов Ю.Н., Надеждин А.Д., Пурмаль А.П. Механизм инициирования в системе Fe 3+ + Н202. // Кинетика и катализ. 1973. - Т XIV. Вып. 1. - С. 141-148.
94. Chang К., Tai М., Cheng F. Kinetics and products of the degradation of chi-tosan by hydrogen peroxide. // J. Agric. Food Chem. 2001. - V. 49. - P. 48454851.
95. Резников B.M. Превращения лигнина при окислении пероксидом водорода и молекулярным кислородом. // Химия древесины. 1991. - № 2. - С. 311.
96. Демин В.А., Шерешовец В.В., Монаков Ю.Б. Реакционная способность лигнина и проблемы его окислительной деструкции перокси-реагентами. // Успехи химии. 1999. Т. - 68. № 11. С. - 1029-1049.
97. Isbell H.S., Gubarow P. Oxidation of carbohydrates by alkaline hydrogen peroxide in the presence and in the absence of ferrous ion. // Carbohydrate Research. 1990. - V. 203. - P. 287-289.
98. Wang Y., Holligsworth R.I., Kasper D.L. Ozonolytic depolymerization of polysaccaharides in aqueous solution. // Carbohydrate Research. 1999. - V. 319. -P. 141-147.
99. Муллагалиев И.Р, Кабальнова Н.Н, Галиаскарова Г.Г, Покало Е.И, Шерешовец В.В, Монаков Ю.Б. Окислительная деструкция хитозана при озонировании. // Журн. прикл. химии. 1997. - Т. 70. - Вып. 10. - С. 17091712.
100. Кисленко В. Н, Берлин Ад. А. Исследование взаимодействия персульфата с оксиэтилцеллюлозой. // Журнал прикладной химии. 1980. - № 9. - С. 2069-2073.
101. Кисленко В. Н, Берлин Ад. А. Кинетика и механизм разложения персульфата в водной среде в присутствии органических веществ. // Журнал общей химии. 1989. Т. - 59. - Вып. 1.- С. 3-26.
102. Берлин Ад. А, Кисленко В. Н. Кинетика радикально-цепного распада персульфата в водных растворах органических соединений.// Кинетика и катализ. 1986. - Т.27. Вып. 1. - С. 43-47.
103. Кисленко В.Н, Берлин Ад. А, Литовченко Н.В. Кинетика окисления органических веществ персульфатом в присутствии ионов металлов переменной валентности. // Кинетика и катализ. 1996. - Т. 37. № 6. - С. 825-833.
104. Берлин Ад.А, Кисленко В.Н. Окисление органических соединений персульфатом. - Львов.: Свит. - 1991. - 140 с.
105. House D.A. Kinetics and mechanism of oxidations by peroxydisulfate. // Chemical Reviews. 1962. - V. 62. № 3. - P. 185-203.
106. Елисеева В.И, Иванчев С.С, Кучанов С.И, Лебедев А.В. Эмульсионная полимеризация и ее применение в промышленности. - М.:Химия. - 1976. -174 с.
107. Рафиков С.Р, Будтов В.Т, Монаков Ю.Б. Введение в физико-химию растворов полимеров. - М.: Наука. - 1978. - 328 с.
108. Тубен-Вейль А.Д. Методы анализа органической химии. М.: Химия. -1967.-574 с.
109. Демин В.А, Кабальнова Н.Н, Осипова Г.Я, Шерешовец В.В. Деполимеризация целлюлозы при озонировании. // Журнал прикл. химии. 1993.1. Т. 66. №11.-С. 2562-2567.
110. Bitter Т., Muir N.M. // Anal. Biochem. 1962. - V. 4. № 4. - P. 330-334.
111. Roe J. H., Dailey R.E. Determination of glycogen with the antrone reagent. // Anal. Biochem. 1966.-V. 15. №2.-P. 245-250.
112. Lowry O.H. Protein measurement with phenol reagent. // J. Biol. Chem. -1951.-V. 193.-P. 265-275.
113. Денисов E. Т., Мицкевич H. И., Агабеков В. Е. Механизм жидкофазного окисления кислородсодержащих соединений, Минск: Наука и техника. -1975.-336 с.
114. Денисов Е. Т. Окисление и деструкция карбоцепных полимеров. JI.: Химия. 1990. - 288 с.
115. Денисов Е.Т., Денисова Т.Г. Полярный и сольватационный эффекты в реакциях атома кислорода, гидроксильного и алкоксильных радикалов с кислородсодержащими соединениями.// Изв. АН Сер. Хим. 1994. - Т. 1. - С. 38-42.
116. Сычев С.Я., Исак В.Г. Соединения железа и механизмы гомогенного катализа активации 02, Н2О2 и окисления органических субстратов. // Успехи химии. 1995. - Т. 64. № 12. - С. 1183-1209.
117. Праведников А.Н., Ставрова С.Д., Чихаева И.П., Ефремова Е.П., Еремина М.Г., Буданова Е.Н. Полимеризация метилмеакрилата в присутствии пе-рекисных соединений и аминов. // Пласт, массы. 1980. - № 12. - С. 10-11.
118. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты: Реакционная способность и эффективность. М.: Наука. 1988. - 247 с.
119. Монаков Ю.Б., Муллагалиев И.Р., Галиаскарова Г.Г. Некоторые закономерности деструкции хитозана под действием перекиси водорода. // РАН Инт орган, химии.-Уфа, 1994.-21 с. Деп. в ВИНИТИ 11.07.94,№ 1748-В94.
120. Муллагалиев И.Р., Монаков Ю.Б., Галиаскарова Г.Г. О деструкции хитозана под действием перекиси водорода. // Докл. РАН. 1995. - Т.345, № 2. -С. 199-204.
