Структурно-обусловленные межчастичные взаимодействия при сорбции аминокислот на сшитом катионообменнике тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

'ЛИПАТЬЕВНА

СТРУКТУРНО - ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МЕЖЧАСТИЧНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ НА СШИТОМ КАТИОНООБМЕННИКЕ

Специальность 02.00.04 - физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный консультант: доктор химических наук, профессор

Селеменев Владимир Федорович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Введенский Александр Викторович доктор химических наук Иванов Владимир Александрович доктор химических наук, профессор Ярославцев Андрей Борисович

Ведущая организация: Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Защита состоится 25 ноября 2004 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.038.08 по химическим наукам при Воронежском государственном университете по адресу 394006, г. Воронеж Университетская площадь, 1, ауд. 243.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан "15" октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета . /

доктор химических наук (у^ Г.В.Семенова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ключевым вопросом физической химии водных растворов биологически активных соединений является установление механизма гидратации цвиттерлитов и взаимосвязи физико-химических свойств и структуры раствора с концентрацией и строением бокового радикала аминокислоты. Особую актуальность такой подход приобретает в настоящее время в связи с развитием методов супрамолекулярной химии и представлений о самоорганизации в ион-полиэлектролитных системах. Он способствует развитию теории ионного обмена и более глубокому пониманию процессов, протекающих в многофазных системах. Наличие четких представлений о механизме межчастичных взаимодействий в гомогенных и гетерогенных системах с участием аминокислот послужит основой для разработки и внедрения новых экологически чистых технологических процессов разделения и концентрирования компонентов.

Целый ряд теоретических и экспериментальных данных указывает на то, что имеются значительные различия в характере структурных изменений растворителя в результате проявления эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации. В то же время представления о структуре и свойствах воды в растворах биологически активных соединений развиты недостаточно. При рассмотрении водных растворов аминокислот «напрасно искать простоты, проходящей через всю шкалу растворения» (Д.И.Менделеев). В разбавленных растворах можно обсуждать влияние аминокислот на структуру воды, в концентрированных растворах аминокислот самостоятельной структуры воды нет и необходимо считаться с наличием отдельных молекул растворителя, испытывающих одновременное влияние полярных и неполярных групп.

Первостепенное значение в технологии получения аминокислот занимает ионный обмен. Достоинства метода и перспективность его использования в производстве биопрепаратов и лекарственных веществ изложены в известных монографиях. Наиболее масштабные проблемы, которые связаны с применением ионообменных технологий для выделения, разделения и концентрирования физиологически активных веществ,

вспомогательных реактивов, что не соответствует возросшим экологическим требованиям, предъявляемым к промышленным технологиям XXI века. В связи с этим на сегодняшний день весьма актуальным является поиск новых подходов для создания и разработки экологически и экономически обоснованных процессов разделения и концентрирования аминокислот.

В последние десятилетия в нашей стране был реализован значительный объем исследований, охватывающих многие аспекты экологической проблемы современных ионообменных технологий для решения задач, связанных с разделением и концентрированием минеральных солей. Особый интерес вызывает возможность использования неизотермических методов в создании эффективных процессов разделения и концентрирования цвиттерлитов.

Анализ накопленных данных указывает на довольно часто встречающиеся противоречивые сведения не только о механизме сорбции аминокислот (в особенности биполярных ионов), но и о способах направленного изменения селективности ионообменников. Практически не изучено влияние совместно протекающих на межфазной границе и в фазе ионообменника реакции ионного обмена, переноса растворителя, межмолекулярных взаимодействий на термодинамические и кинетические характеристики процесса сорбции. Представляется важным установление эффективности действия температурного фактора в методах разделения и концентрирования аминокислот.

Актуальность настоящей работы определяется дальнейшим развитием представлений о структурных взаимодействиях в водных растворах биологически активных веществ с учетом взаимовлияния эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации и ассоциации аминокислот, установлением влияния структурного состояния растворителя на протекание процессов в гомогенных и гетерогенных системах с участием цвиттерлитов.

Работа выполнена в Воронежском государственном университете в соответствии с координационными планами: НИР АН РФ по проблеме «Хроматография», Государственной программе РФ «Мембраны и мембранные процессы» в разделе «Разработка новых комбинированных мембранно-сорбционных методов и других нетрадиционных методов очистки и

концентрирования», по теме «Разработка малоотходной мембранно-сорбционной технологии выделения индивидуальных аминокислот из их смесей» (1997-1999 г.г.); НИР Научного Совета по адсорбции и хроматографии РАН по теме «Изучение механизма межмолекулярных взаимодействий и закономерностей удерживания» (тема №215.6.2 на 2000-2004).

Дель работы: Установление физико-химических закономерностей сорбции аминокислот с учетом структурных изменений в водных растворах и фазе ионообменника и взаимовлияния реакций, протекающих в системе ионообменник - вода - аминокислота, построение физико-химической модели сорбции и разработка новых принципов разделения и концентрирования аминокислот.

Задачи работы:

1. Количественная оценка гидратационных свойств аминокислот, различающихся структурой бокового радикала. Установление влияния строения и концентрации аминокислоты на природу межмолекулярных взаимодействий в водных растворах цвиттерлитов.

2. Исследование характера влияния температуры и природы бокового радикала аминокислоты на равновесные, кинетические и динамические характеристики сорбции. Применение формально-кинетического подхода для изучения кинетики сорбции аминокислот.

3. Установление взаимосвязи между структурой водного раствора аминокислоты и характером взаимодействия в системе ионообменник - вода — аминокислота. Количественная оценка гидратационных характеристик ионообменника в форме аминокислоты.

4. Термодинамическое описание процесса сорбции аминокислот на сульфокатионообменнике. Создание физико-химической модели сорбции. Изучение влияния межфазного переноса растворителя на избирательность сорбции аминокислот.

5. Разработка способов разделения и концентрирования аминокислот на основе влияния температуры и строения бокового радикала цвиттерлитов на селективность и сорбционную емкость катионообменника.

Научная новизна работы:

Установлены закономерности взаимодействия воды с кристаллами аминокислот. Показано, что различия в гидратационной способности аминокислот и характере поглощения воды определяются доступностью структуры аминокислоты для проникновения молекул растворителя и активностью реакционных центров. Определены изопиестические моляльности растворов гидрохлоридов лизина и цистеина и выявлена зависимость активности воды и коэффициента активности аминокислот от концентрации. Дана оценка свободной энергии Гиббса взаимодействия воды с аминокислотами. Определен и объяснен ряд гидрофобности аминокислот: Cys-Cys =Asp =Gly =Phe ==Trp >Tyr >Ala >HisHCl> Ser >LysHCl >CysHCl.

На основе данных термогравиметрического анализа разработан способ количественной оценки содержания молекул воды, различающихся своей подвижностью, в растворе аминокислот и в фазе ионообменника. Развит подход к описанию молекулярно-кинетического состояния растворителя в гомогенных и гетерогенных системах при взаимовлиянии полярных и неполярных групп.

Установлены закономерности влияния концентрации аминокислот на термохимические характеристики образования водного раствора. Показано, что процесс растворения аминокислот в выбранном диапазоне концентраций эндотермичен, а характер концентрационной зависимости энтальпии растворения определяется взаимовлиянием эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации и образованием ассоциатов растворенных веществ.

На основе единых физико-химических представлений описаны различные типы взаимодействия (образование Н-связей молекул воды с полярными и заряженными группами, гидрофобная гидратация, самоассоциация аминокислот за счет водородной связи, диполь-дипольных, дисперсионных и гидрофобных взаимодействий) в водных растворах аминокислот при переходе от предельно разбавленного к более концентрированному. Обоснован механизм самоассоциации аминокислот. Показано, что для фенилаланина ассоциация в водном растворе осуществляется в основном за счет межплоскостного (стэкинг) взаимодействия.

Выявлены закономерности сорбции ароматических аминокислот и цистеина на Н-сульфокатионообменнике и показана их взаимосвязь со следующими факторами: строением бокового радикала аминокислоты (природа функциональных групп и их количество, форма углеводородного радикала), температурой и характером межмолекулярных взаимодействий в растворе и в фазе ионообменника. На основе развитых представлений о структуре водных растворов аминокислот описан механизм взаимодействий в системе сшитый катионообменник - вода — аминокислота. Установлен и объяснен ряд селективности аминокислот на Н-сульфокатионообменнике.

Обнаружено значительное увеличение селективности катионообменника к фенилаланину при изменении температуры от 295 до 278 К.

Определены термодинамические характеристики сорбции аминокислот на Н-сульфокатионообменнике. Показано, что процесс поглощения аминокислот экзотермичен и сопровождается уменьшением энтальпийной составляющей сорбции и ростом энтропии. Энтальпийный характер взаимодействия убывает в ряду аминокислот: Эти изменения коррелируют с

возрастанием селективности сорбции и большей дегидратацией катионообменника при переходе от более гидрофильного цистеина к более гидрофобному фенилаланину.

Установлено, что введение в ионообменник аминокислоты вызывает ряд дополнительных конкурентных процессов, приводящих к формированию в фазе сшитого полиэлектролита структурных образований, стабилизируемых сорбентом. Показано влияние реакции ионного обмена, межмолекулярных взаимодействий и переноса растворителя на термодинамические и кинетические характеристики сорбции аминокислот. Определен вклад межфазного переноса растворителя в величину свободной энергии Гиббса взаимодействия в системе катионообменник - аминокислота.

Исследована избирательность катионообменника к фенилаланину и цистеину при их совместном присутствии в растворе. Установлено уменьшение селективности ионообменника к ароматической аминокислоте при сорбции из смеси, содержащей цистеин. Показано, что межфазное распределение

аминокислот взаимосвязано и определяется конкуренцией кулоновских, ион-дипольных, диполь-дипольных и гидрофобных взаимодействий в системе.

На базе развитых представлений о явлении коллапса в ион-содержащих полиэлектролитах описаны явления сверхэквивалентной сорбции аминокислот и резкого уменьшения набухаемости катионообменника в процессе поглощения цвиттерлитов. В основу положено обнаруженное явление образования новой кристаллической фазы в структуре катионообменника и выявленные закономерности сорбции воды. Показано, что самоорганизация фенилаланина в фазе ионообменника реализуется за счет -взаимодействия ароматического радикала с матрицей катионообменника, что приводит к образованию более упорядоченных структур.

Закономерности сорбции аминокислот описаны на основе формально-кинетического подхода, позволяющего учесть вклады диффузии и химической реакции в процесс сорбции. Выявлены особенности механизма и изменения кинетических характеристик сорбции аминокислот, обусловленные влиянием строения бокового радикала и температуры.

Практическая_значимость. Установленные закономерности

взаимодействия в системе вода-аминокислота, обусловленные взаимовлиянием гидрофильных и гидрофобных групп аминокислоты, позволяют прогнозировать распределение компонентов при кристаллизации и плавлении льда. Полученные результаты послужили основой для разработки способа разделения и концентрирования ароматических аминокислот методом кристаллизации без использования дополнительных реактивов.

Обнаруженная зависимость селективности разделения на катионообменнике от гидратационной способности аминокислот и температуры использована для оптимизации процессов разделения и концентрирования цвиттерлитов. На основании установленных физико-химических закономерностей сорбции аминокислот развит метод разделения фенилаланина и цистеина. Показана возможность использования влияния температурного фактора на селективность и сорбционную емкость катионообменника. Предложен двухтемпературный безреагентный способ концентрирования фенилаланина на фоне цистеина.

На защиту выносятся:

- Представления о природе межмолекулярных взаимодействий в системе вода-аминокислота. Взаимосвязь между структурой раствора, концентрацией и строением бокового радикала аминокислоты;

- Физико-химическая модель сорбции аминокислот с учетом структурных изменений в растворах аминокислот и в фазе ионообменника.

- Термодинамика сорбции аминокислот при взаимовлиянии протекающих реакций ионного обмена, нековалентных взаимодействий и переноса растворителя.

- Представления о набухаемости катионообменника и сверхэквивалентном поглощении аминокислот с позиции явления коллапса. Механизм самоорганизации аминокислот в растворе и в фазе катионообменника.

- Описание кинетики сорбции аминокислот на основе формально-кинетического анализа.

- Влияние температуры и структуры бокового радикала на равновесие, кинетику и динамику сорбции аминокислот на Н-сульфокатионообменнике. Безреагентные методы разделения и концентрирования аминокислот.

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 127 работ (статьи и тезисы научных конференций), две коллективные монографии, получено два патента.

Результаты работы докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных конференциях и симпозиумах:

Всесоюзном совещании «Создание и применение полимерных материалов в пищевых отраслях промышленности» (Москва, 1986), I Всесоюзном симпозиуме «Препаративная хроматография физиологически активных веществ на полимерных сорбентах» (Ленинград, 1988), X Всесоюзном совещании по кинетике и механизму химических реакций в твердом теле (Черноголовка, 1989), Всесоюзном симпозиуме «Биотехнология и химические методы охраны окружающей среды» (Самарканд, 1989 г.), Зональной конференции «Молекулярная сорбция биологически активных веществ» (Пенза, 1990 г.), Всесоюзной конференции по применению ионообменных материалов в

промышленности и аналитической химии (Воронеж, 1981, 1986, 1991, 1996 г.г.), Региональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Липецк, 1993 г.; Тамбов, 1994, 1996 г.г.,; Воронеж, 1995, 1998 г.г.), II Международном практическом конгрессе «Экология России» (Москва, 1994 г.), 35 IUPAC Congress (Istambul, 1995 г.), III Международной конференции «Наукоемкие химические технологии» (Тверь, 1995 г.), Международном экологическом конгрессе (Воронеж, 1996 г.), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств» (Санкт-Петербург, 1996 г.), III International Sumposium «TOCOEN-96» (Czech Republic, 1996), International Congress on Analytical Chemistry (Moscow, 1997 г.), XII International Syposium on Physico-chemical methods of the mixtures separation ARS SEPARATORIA -97 (Poland, 1997), Всероссийском симпозиуме по жидкостной хроматографии и электрофорезу (Москва, 1998, 2001, 2002, 2004 г.г.), Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Санкт-Петербург, 1998 г.; Казань, 2003 г.), Международной конференции «Мембранные и сорбционные процессы» (Сочи, 2000 г.), Всероссийском симпозиуме «Современные проблемы хроматографии» (Москва, 2002 г.), Всероссийской конференции «Актуальные проблемы аналитической химии» (Москва, 2002 г.), XIV Международной конференции по химической термодинамике (Санкт-Петербург, 2002 г.), Международном симпозиуме «100 лет хроматографии» (Москва, 2003 г.).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 356 страницах машинописного текста, включая введение, 5 глав, выводы, список цитируемой литературы (378 наименований), список сокращений. В работе содержится 21 таблица и 115 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, приведены основные научные результаты и положения, выносимые на защиту, показана практическая значимость работы.

Глава 1. Проведен анализ литературы, посвященной современным представлениям о структуре и свойствах водных растворов биологически активных веществ, в том числе аминокислот. Рассмотрены основные результаты

экспериментальных и теоретических исследований межмолекулярных взаимодействий в растворах при гидратации молекул с полярными и неполярными группами. Изложены имеющиеся в литературе сведения о закономерностях сорбции физиологически активных веществ на сшитых полиэлектролитах. Проанализированы сведения о влиянии полифункциональных соединений на гидратационные свойства ионообменников. Систематизированы и

охарактеризованы проблемы разделения и выделения аминокислот с использованием ионообменников.

Глава 2. Межмолекулярные взаимодействия в системе вода-аминокислота. Изложены экспериментальные результаты исследования закономерностей взаимодействия воды с аминокислотами, различающихся структурой бокового радикала. Определены термодинамические и объемные свойства растворов аминокислот в широкой области концентраций. Описан способ разделения и концентрирования ароматических аминокислот методом кристаллизации.

Методом изопиестирования при температуре 295,0 ±1К в широком интервале активности воды исследованы закономерности взаимодействия воды с кристаллами аминокислот. Для установления влияния строения бокового радикала и природы функциональных групп на гидратационную способность аминокислот и характер взаимодействия в системе вода-аминокислота в качестве объектов исследования выбраны алифатические (аспарагиновая и

глутаминовая (Glu) кислоты, серии цистин

гидрохлориды цистеина (CysHCl) и лизина (LysHCl)) и ароматические аминокислоты (фенилаланин (Phe), тирозин (Туг), гистидин (His) и триптофан имеющие в своем составе полярные и неполярные группировки различной природы.

Методом калориметрии при температуре 295,0±1 К получены энтальпийные характеристики образования водных растворов ароматических (Phe, Туг и His) и алифатических (а-А1а и Cys) аминокислот в широком диапазоне концентраций. В качестве контрольных методов в работе использованы методы: ИК спектроскопия, дифференциальный термический анализ, термогравиметрия,

денситометрия, рентгенофазовый анализ. Представленные в работе экспериментальные результаты обработаны методом математической статистики при доверительной вероятности 0,95 с привлечением критерия Стьюдента и являются достоверными.

Взаимодействие воды с кристаллами аминокислот. Результаты исследования взаимодействия молекул воды, различающихся своей активностью, с кристаллами аминокислот позволили установить взаимосвязь между строением бокового радикала, растворимостью и гидратационной способностью аминокислот.

Экспериментально установлено, что цистин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, фенилаланин и триптофан незначительно поглощают молекулы воды (nw<0,3 моль„/мольАк) в области ее высокой активности (а,„>0,975). Данные ИК спектроскопии (появление полос поглощения в области 3730-3650 см"1, характеризующих одиночные молекулы воды) указывают на распределение молекул воды на поверхности аминокислот. Низкая гидратационная способность аминокислот в широком интервале активности воды обусловлена участием функциональных групп в образовании внутри- и межмолекулярных связей в их структуре и малой доступности реакционных центров.

Выпуклый по отношению к оси абсцисс вид изотерм, характеризующих поглощение воды указывает на слабое взаимодействие в

системе вода-аминокислота (рис. 1,2).

П, МОЛЬw/ МОЛЬдк п, моль„/мольАК

1,0 г Э.о г

0,6

0,8

0,4

0,0

0,2

3,0

4,5

6,0

7,5

0,0

1,5

2

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 3]

>w

0,85 0,90 0,95

Рис.1 Изотермы поглощения воды аминокислотами при температуре 295 К: 1 - Туг, 2-А1а, З-Ив-НО (а„ - активность паров воды; п - количество поглощенных молекул воды молекулой аминокислоты).

Необходимо отметить, что для серина поглощение растворителя начинается сравнительно при низкой его активности (aw=0,330). В области aw>0,925 возрастает гидратционная способность аминокислоты, а при aw=0,980 Ser, взаимодействуя с растворителем, образует раствор концентрацией 1,55 моль/кг. Определена активность воды в насыщенном растворе: а*=0,975.

Для гидрохлоридов лизина и цистеина изотермы имеют S-образный вид, наиболее характерный для гидрофильных соединений. Плато на изотерме в области aw=0,410-0,529 для Lys'HCl и aw =0,284-0,620 для CysHCl, а также данные ИК спектроскопии и термического анализа указывают на образование устойчивых стехиометрических комплексов состава

Полосы поглощения при на спектрограмме образца

характеризуют образование связей в

структуре соединения. Взаимодействию в структуре

отвечает максимум поглощения при

Образование растворов гидрохлоридов лизина и цистеина в области высокой активности растворителя позволило определить активность воды в насыщенных растворах аминокислот и установить зависимость активности растворителя в образующихся растворах от концентрации (рис.3). Изменение характера концентрационной зависимости активности растворителя

свидетельствует о значительном влиянии аминокислот на структуру растворителя. Резкое снижение активности йоды с ростом концентрации связано с упорядочиванием структуры воды под действием аминокислот.

Установленные закономерности взаимодействия воды с кристаллами аминокислот, обусловленные природой полярных и неполярных групп и их доступностью, позволили составить ряд:

РЬе=Тгр-Су5-Суз=А5р=01и<Туг<а-А1а<И8НС1<8ег<Ьу8НСЬ<СуБНСЬ, отражающий гидратациокную способность исследуемых цвиттерлитов, который согласуется с распределением аминокислот по шкале гидрофобности, предложенной И.Назаки и С. Тамфордом. Следует отметить, что способность аминокислот к взаимодействию с водой не совпадает с их растворимостью. Для тирозина, характеризующегося значительно меньшей растворимостью по сравнению с Phe и Тгр, взаимодействие с растворителем в области его высокой активности обусловлено образованием связи в структуре соединения.

Величина свободной энергии взаимодействия воды с аминокислотами, рассчитанная по данным изотерм равновесного поглощения, отрицательна, что свидетельствует об энергетической выгодности процесса (таблЛ).Особенности структуры и строения бокового радикала аминокислоты отражаются в величине Мтьуаг- Меньшие значения свободной энергии Гиббса для алифатических аминокислот обусловлены образованием максимального числа Н-связей в структуре соединения и упорядочиванием в результате образование кристаллогидратов аминокислот, то есть в этом случае энтропийный фактор играет более существенную роль.

Таблица 1

Изменение свободной энергии Гиббса в процессе взаимодействия

молекул воды с аминокислотой

Аминокислота Туг шэ-на суБ-на ЬуэНС! а- А1а

-ДСиуйг, кДж/моль 11.40±0,34 6.97±0,21 3,95±0,11 3,25±0,09 1.86±0,05

Для растворов аминокислот на основе экспериментальных данных метода термогравиметрии дана количественная оценка содержания молекул воды,

различающихся кинетической устойчивостью. Наблюдаемые различия в подвижности молекул растворителя позволили сделать предположение о трехслойной модели гидратации для лизина и цистеина и двухслойной модели гидратации для растворов ароматических и гетероциклической аминокислот.

Термохимические и объемные характеристики образования водных растворов аминокислот. На основе анализа термодинамических характеристик образования водных растворов фенилаланина. тирозина, гистидина, а-аланина и цистеина в широком диапазоне концентраций развиты представления о структурных изменениях в растворе под влиянием гидрофильных и гидрофобных групп аминокислот. Термодинамический параметр растворения (интегральная теплота растворения) во всей исследуемой области концентраций определяется суммой двух эффектов: эндотермического эффекта, обусловленного разрушением кристаллической решетки аминокислот, и экзотермического эффекта гидратации, который является суммой ряда эндо- и экзоэффектов. Согласно полученным данным растворение аминокислот в исследуемом диапазоне концентраций протекает с поглощением тепла, то есть контролируется энтропийным фактором, обусловленным структурными перестройками компонентов раствора (рис.4,5).

а)

б)

AjolvH, кДж/моль

AgoIvH, кДж/моль 45

18

12

15

6

о

9

3

20 ^

2

О 3 6 9 12 Сш'103, моль/кг

О 3 6 9 12

ст*103, моль/кг

Рис.4 Концентрационная зависимость энтальпии растворения: a) Phe (1), a-Ala (2); б) Туг (1), His (2).

AsolvH-IO"4, кДж/моль

з г

v, мВт/с

12

з

О -1

О 20 40 60 80 100

ст-103, моль/кг

2

1

10

2

о

4

6

8

г

о

5

19

ст-10 , моль/кг

Рис.5. Изотерма растворения цистеина в воде.

Рис.6 Скорость теплового потока в зависимости от концентрации при растворении: 1-Phe, 2-a-Ala, 3- His.

Термокинетические кривые растворения аминокислот имеют ярко выраженный максимум, который наблюдается в начальный период растворения. Интенсивность теплопоглощения и длительность процесса растворения для гистидина а-аланина и цистеина возрастают с ростом концентрации аминокислот. Большая гидрофобность фенилаланина проявляется в снижении интенсивности максимума теплопоглощения и увеличении длительности процесса растворения при возрастании концентрации раствора. Наблюдаемые различия в термокинетических характеристиках растворения (рис.6) обусловлены характером структурных изменений растворителя при гидратации молекул аминокислот, проявляющих в большей степени гидрофильный или гидрофобный характер.

На концентрационной зависимости энтальпии образования раствора аминокислот (Д50)уН) выявлено три области. Постоянство значений энтальпий растворения, а также объемных характеристик растворов аминокислот в определенном интервале позволило определить значения предельных энтальпии растворения и гидратации аминокислот и установить область концентраций, соответствующую предельно разбавленным растворам. Полученные результаты находятся в соответствии с данными, представленными в литературе для отдельных аминокислот.

Для a-Ala изотерма растворения имеет экстремальный характер, а для Cys она относится к типу непрерывно возрастающей с ростом концентрации аминокислоты эндотермичностью. Увеличение ASOivH с ростом концентрации свидетельствует о локальной упорядоченности растворителя вблизи полярных и заряженных групп и разрушающем влиянии аминокислот на структуру воды (преобладание гидрофильной гидратации). Меньшие значения энтальпии растворения для цистеина по сравнению с обусловлены образованием

относительно прочной водородной связи в гидратном комплексе

цистеин - вода и находятся в соответствии с результатами изопиестического исследования взаимодействия аминокислоты с молекулами воды.

Изотермы растворения для фенилаланина и гистидина представляют собой кривые с непрерывно убывающей эндотермичностью по мере увеличения концентрации раствора. Такой вид изотерм определяется двумя основными вкладами: стабилизацией структуры воды под действием углеводородного радикала аминокислот (эффект гидрофобной гидратации); уменьшением подвижности молекул воды в результате увеличения числа водородных связей в гидратной оболочке, окружающей находящуюся в растворе молекулу аминокислоты. Для фенилаланина наблюдаемое уменьшение величины с

ростом концентрации выражено в большей степени.

С ростом концентрации аминокислоты на изотерме растворения отмечается незначительное увеличение (для Cys и His) или уменьшение (для Phe и а-А1а) величины энтальпии растворения. Изменение характера концентрационной зависимости энтальпии связано с ассоциацией аминокислот за счет гидрофобных взаимодействий и образования водородных связей. После достижения максимальной стабилизации структуры воды под действием углеводородного радикала происходит переориентация молекул воды под влиянием образующихся ассоциатов аминокислот и образование новых структурных единиц, что приводит к энергетическому динамическому равновесию в системе.

Большая эндотермичность процесса растворения для гистидина и тирозина указывает на меньшее структурирующее действие аминокислот на воду. Наличие в составе аминокислот дополнительных полярных групп обуславливает

взаимовлияние эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации. Участие цвиттерионной группировки и азота имидозольного кольца в образовании Н-связей с молекулами воды (рис.7) приводит к частичному разрушению структуры воды, что проявляется в ослаблении эффекта гидрофобной гидратации. Большие значения энтальпии растворения для тирозина по сравнению с фенилаланином связаны с участием ОН-группы в образовании Н-связей с молекулами воды.

Рис.7 Образование Н-связей в водных растворах аминокислот: а) тирозин; б) гистидин.

Используя метод аддитивности групповых вкладов, установлен характер влияния бензольного, фенольного и имидазольного радикалов на термохимические характеристики растворения аминокислот (рис.8).

Рис.8 Вклад а) бензольного, б) фенольного (1) и имидазольного (2) радикалов в энтальпию растворения РЬе, Туг и His. Согласно полученным данным наблюдается усиление гидрофобной

составляющей гидратации в ряду A(ASoivH)v,MHme.< A(AsoivHSOiv)$eH.< Д(ДиьЛ)бенз-

Различие в структуре аминокислот отражается и в механизме их ассоциации в

растворе. Действие бензольного радикала проявляется в резком изменении энтальпии вплоть до изменения знака (экзотермический процесс) с ростом концентрации аминокислоты. Это связано с тем, что ассоциация в растворе фенилаланина в большей степени выражена за счет взаимодействия между индуцированными диполями, образованными зг-электронами ароматического кольца и сопровождается экзоэффектом. Взаимодействия данного типа приводят к образованию в растворе структур в виде пачек (стэкинг-взаимодействия), что объясняет резкое уменьшение эндотермичности с ростом концентрации аминокислоты и более низкие значения величины для Phe по сравнению с

Туг и His.

Для Туг, His ассоциация в растворе возможна, как за счет гидрофобных эффектов, так и образования водородных связей и диполь-дипольного взаимодействия цвиттерионных групп. Образование ассоциатов для Cys имеет гидрофильный характер благодаря действию диполь-дипольных сил и Н-связей.

Таким образом, установленные отличия в характере изменения термокинетических характеристик и виде изотерм растворения связаны с изменениями в структурной организации растворителя в различных концентрационных зонах и определяются взаимовлиянием эффектов ассоциации, гидрофильной и гидрофобной гидратации растворенных веществ.

Разделение смесей ароматических аминокислот, основанное на перераспределении компонентов при кристаллизации и плавлении льда в системе вода - ароматическая аминокислота. Установлен характер распределения фенилаланина и тирозина в водных растворах в процессе кристаллизации в зависимости от условий проведения эксперимента, концентрации и состава раствора. Показано влияние концентрации на значение эффективного коэффициента распределения аминокислот при

кристаллизации. Для тирозина возрастает с увеличением концентрации

раствора, тогда как для фенилаланина концентрационная зависимость имеет экстремальный характер. Установлено, что тирозин концентрируется в последних фракциях расплава, что составляет примерно 75 % от общего количества аминокислоты в растворе. Фенилаланин не накапливается в слитке льда, а

вымывается в виде структурного комплекса вода-аминокислота. Присутствие Phe в растворе не изменяет характер распределения тирозина, но приводит к его концентрированию. Влияние Туг проявляется в перераспределении фенилаланина в структуре льда по сравнению с модельным раствором.

В качестве характеристики, отражающей количественное разделение аминокислот, использовали коэффициент разделения (кя). Обнаружено, что наиболее эффективное разделение аминокислот достигается в последних фракциях расплава (рис.9) при соотношении концентраций Tyг/Phe в исходном растворе равном 3. На основании проведенного исследования выбраны оптимальные условия разделения ароматических аминокислот, позволяющие получить тирозин в чистом виде.

Глава 3. Равновесие ионного обмена аминокислот, различающихся структурой бокового радикала на Н-сульфокатионообменнике. Изложены результаты исследования закономерностей сорбции биполярных ионов аминокислот (Phe, Туг, His и Cys), различающихся структурой бокового радикала, на Н-сульфокатионообменнике КУ-2х8 при температурах 278, 283 и 295 К. Определены термодинамические характеристики сорбции аминокислот. Выявлена связь между природой межмолекулярных взаимодействий в растворе аминокислот и механизмом их сорбции. Показано влияние межфазного переноса растворителя на селективность сорбции.

Межфазное распределение аминокислот оценивали на основе изотерм сорбции. Как видно из рис.10, строение бокового радикала цвиттерлита оказывает влияние на вид изотермы и на величину предельной сорбционной емкости катионообменника. Кривые распределения ионов аминокислот между

фазами при сорбции из растворов с концентрацией < 5,010"3 моль/дм3 имеют S-образный вид с явным обращением селективности с ростом сорбционного параметра.

0,0 а-'-'-'-'-1-1 0,0 -'-'-'-'-1—

0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5

Ср-103, моль/дм3 Ср 103,моль/дм3

Рис.10 Изотермы сорбции цвиттерионов аминокислот катионообменником КУ-2х8

при 293 К: а) в области концентраций 2,0 -10"3 -100,0-Ю'3 моль/дм3; 1 - His; 2 - Cys; 3 - Phe; б) в области концентраций 5,0' 10'3 моль/дм3; 1 - Phe; 2 - His; 3 - Cys; 4 - Туг.

При анализе равновесных характеристик сорбции учитывали полученные данные о природе межчастичных взаимодействий в растворе аминокислот в широкой области концентраций. Установлено, что одним из факторов, определяющим механизм сорбции, является концентрация аминокислоты в растворе. Независимо от природы бокового радикала аминокислоты сорбция из предельно разбавленных растворов протекает по механизму ионного обмена (электростатическое взаимодействие между ионами аминокислот и функциональной группой катионообменника).

Некоторое увеличение концентрации ионов водорода в равновесном растворе и полоса поглощения в интервале 1620 -1550 см"1, соответствующая валентным колебаниям диссоциированной карбоксильной группы, указывают на протекание реакции ионного обмена с выделением ионов водорода. Появление полосы поглощения в области 1755-1700 см"1, характерной для протонированной карбоксильной группы, при сорбции ионов аминокислот из раствора с концентрацией для

моль/дм3 позволяет говорить о перезарядке цвиттерионов аминокислот в ионообменнике под влиянием рН внутреннего раствора. В этом случае осуществляется процесс протолиза, а не ионного обмена.

Наблюдаемое резкое возрастание сорбционного параметра при увеличении концентрации аминокислот во внешнем растворе примерно до lO'lO"3 моль/дм3 происходит как за счет обменного, так и необменного поглощения цвиттерлитов и объясняется различным механизмом сорбции, определяемым соотношением гидрофильных и гидрофобных свойств аминокислот. В результате ионного обмена происходит ориентированная укладка присоединяющихся ионов аминокислот, то есть образуется новая структурная единица. Между сорбированными ионами и ионами аминокислот во внутриионитном растворе возможно проявление межмолекулярных взаимодействий (кооперативный характер сорбции). Качественная природа центра взаимодействия аминокислот в фазе ионообменника может быть представлена следующим образом. Взаимодействие цвиттерионных группировок аминокислот: RS03"NH3+-CH-RAK COO ...NH3*-CH-Rak. ;

COO"... NH3+-CH-RAK. COOH Участие полярных групп бокового радикала аминокислот в образовании

водородной связи:

для цистеина: RS03 NH3+-CH-CH2-SH... SH-CH2-CH- NH/-SO3R;

COOH

СОО-

для тирозина: RS03" NI]/-CII-R^-0H...00C-CH-NH3+-S03R;

COOH

Rak -OH

для гистидина:

N;

COO"

COO'

COO'

Образование ассоциатов аминокислот в растворе в определенной области концентраций также находит отражение в сорбционной емкости катионообменника. Следует отметить, что природа ассоциации цвиттерлитов определяется структурой бокового радикала и проявляется в характере изменения сорбционной емкости и ее величине. Обнаружено, что увеличение гидрофобных свойств аминокислоты приводит к возрастанию сорбционной емкости катионообменника. При сорбции Phe, боковой радикал которого подобен структурному звену матрицы катионообменника, наблюдается значительное превышение сорбционной емкости ионообменника по сульфогруппам. Для фенилаланина, в отличие от других аминокислот, характерно образование ассоциатов в виде пачек (стэкинг-эффект) за счет Сверхэквивалентное поглощение фенилаланина обусловлено взаимодействием таких структур с матрицей катионообменника (рис.11).

сн2 но

сн2 сн

сн2

НС

Рис.11

Схемы взаимодействия ароматического радикала фенилаланина с матрицей катионообменника.

R-S03...H3N-CH-C СООН

Н2

C-CH-NH3... so— R НООС

R-SO3...H3N-CH-C СООН

2 хгЯ

Влияние строения бокового радикала аминокислоты отражается в величине равновесных коэффициентов ионного обмена (К„), коэффициентов распределения (Кр) и характере их изменения в процессе сорбции. Для Phe и Туг зависимость К„ от равновесной концентрации в растворе выражается кривой с максимумом, тогда как для Cys и His величина возрастает с ростом концентрации. Наблюдаемое уменьшение коэффициента распределения по мере

сорбции аминокислот обусловлено проявлением дополнительных нековалентных взаимодействий в системе ионообменник-вода-аминокислота, приводящим к стерическим изменениям в фазе ионообменника. Согласно результатам сканирующей зондовой микроскопии сорбция аминокислот осуществляется преимущественно в области гелевых участков и приводит к уплотнению структуры катионообменника.

Для исследуемых аминокислот получен следующий ряд селективности: Н*-РЬе* > НГ-Туг* > Н^-Шв* > Н^-СуБ*. Нагляднее различия в избирательности катионообменника проявляются при сорбции аминокислот из более концентрированных растворов.

Изменение гидратационных характеристик катионообменника при сорбции аминокислот. Гидратационные взаимодействия, наряду с межионными взаимодействиями и связями вода-вода относятся к основным молекулярным процессам, определяющим гомогенные и гетерогенные равновесия. Для количественной оценки взаимовлияния эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации аминокислот на гидратационные характеристики катионообменника использовали изотермы сорбции воды ионообменником, насыщенным аминокислотами, а также рассчитанные значения термодинамического потенциала (ДОьу<)г) и давления набухания (Дл). Анализ экспериментальных данных позволил выявить следующие закономерности.

Выявлено, что содержание воды в фазе ионообменника уменьшается пропорционально увеличению сорбционного параметра в области степени заполнения менее 0,6 (рис.12).

Пуу, моль/экв

9

1 2 3

Рис.12 Количество сорбированной воды при а» = 0,980 в зависимости от степени заполнения сульфокатионообменника КУ-2х8 фенилаланином при температурах: 1-293 К; 2-283 К; 3- 278 К.

7

5

0

1

2 X

Сверхэквивалентное поглощение аминокислот приводит к незначительному изменению гидратационной способности катионообменника.

Определена активность воды в фазе ионообменника при различном содержании аминокислоты. Наблюдается снижение активности растворителя с ростом концентрации противоиона. В большей степени изменение активности воды отмечается при сорбции цвиттерионов цистеина, что связано с меньшей величиной углеводородного радикала аминокислоты и преобладанием гидрофильной гидратации, то есть образованием более сильных связей молекул воды с SH-группой противоиона.

Характер изменения гидратационных характеристик катионообменника при сорбции аминокислот, обусловленный конкуренцией различных типов взаимодействий в системе катионообменник-вода-аминокислота, может быть рассмотрен с позиции теоретически описанного и экспериментально обнаруженного явления коллапса геля, которое проявляется в резком увеличении набухаемости ионообменника в области высокой активности воды, уменьшении объема гранул и гидратационной способности катионообменника. Дегидратация катионообменника в большей степени выражена при сорбции фенилаланина и в меньшей степени — цистеина. Максимальные различия в гидрофобности аминокислот проявляются в характеристиках гидратации катионообменника в области высокой активности растворителя и связаны с соотношением действия полярных и неполярных групп аминокислот на структуру воды.

Данные рентгенодифрактометрических исследований указывают о наличие в структуре Н-катионообменника только ближнего порядка в расположении полиэлектролитных цепей (аморфное гало, соответствующее параметру Вульфа-Брэгга, равному 4,7) (рис.13). Присутствие фенилаланина и тирозина в фазе сшитого полиэлектролита приводит к появлению на фоне гало рефлексов, отвечающих различным межплоскостным расстояниям, позволяющим говорить об образовании в структуре катионообменника новой поликристаллитной фазы. Более высокая селективность катионообменника к фенилаланину по сравнению с тирозином отражается в большем количестве рефлексов на фоне гало и отвечает

сравнительно высокой упорядоченности расположения аминокислоты внутри

сшитого полиэлектролита.

Рис.13 Дифрактограмма катионообменника

КУ-2х8: 1 -Н-форма;

2 - КУ-2х8, насыщенный Ту]

3 - КУ-2х8, насыщенный РЬе 1/1о - относительная интенсивность;

2в - угол дифракции; <1 — межплоскостное расстояние.

60

50 40

30

20

10

2Q, град 4—

Организация аминокислоты в фазе сшитого полиэлектролита за счет различных межмолекулярных взаимодействий приводит к уменьшению эластичности цепей полимера и проявляется в снижении осмотического давления. На образование наиболее упорядоченных структур в фазе ионообменника при сорбции Phe указывают большие изменения осмотического давления в системе при любом влагосодержании. Выявлено, что изменение свободной энергии сорбции воды более выражено для катионообменника в форме фенилаланина. Значительное изменение величины AGhydr характерно при сорбции первых двух молекул воды, когда взаимодействие вода-активные центры наиболее интенсивно.

Определен ряд гидратационной способности для катионообменника в аминокислотной форме: ИТ > Cys* > His11 > Туг* > Phe*, который согласуется с рядом гидрофобности аминокислот в растворе и изменением избирательности в ряду исследуемых аминокислот. Полученные результаты являются прямым свидетельством влияния характера гидратационных взаимодействий на селективность катионообменника к аминокислотам.

Методом термогравиметрии дана количественная оценка содержания молекул воды в фазе сшитого полиэлектролита, различающихся подвижностью.

Показано изменение кинетических характеристик растворителя под влиянием полярных и неполярных групп аминокислот. Количество молекул воды, взаимодействующих с функциональными группами противоиоина и катионообменника, то есть обладающих меньшей подвижностью уменьшается в ряду противоионов:

Термодинамика сорбции аминокислот. Дана оценка дифференциальным термодинамическим функциям сорбции аминокислот (свободной энергия Гиббса, энтальпии и энтропии). Значения ДНх, рассчитывали по температурным зависимостям определяемых равновесных характеристик и результатам калориметрических измерений. Хорошее соответствие между данными подтверждает достоверность определяемых значений коэффициента ионного обмена при сорбции аминокислот из предельно разбавленных растворов.

Установлены зависимости дифференциальных значений

термодинамических функций сорбции аминокислот от ионного состава катионообменника (рис. 14,15). Процесс сорбции аминокислот в выбранном диапазоне концентраций экзотермичен, следовательно, селективность сорбции усиливается с понижением температуры.

Рис.14. Зависимость энтальпийного фактора Рис. 15. Зависимость энтропийного фактора от степени заполнения от степени заполнения

сульфокатионообменника КУ-2х8 сульфокатионообменника КУ-2х8

аминокислотой при 293 К.

аминокислотой при 293 К.

Обнаружено уменьшение экзотермичности и смещение величины ТДЗх, в сторону положительных значений с ростом степени заполнения катионообменника аминокислотой, что обусловлено дегидратацией сшитого полиэлектролита и реорганизацией Н-связей в системе.

Влияние строения бокового радикала аминокислоты отражается и на характере изменения энтальпии и энтропии процесса и усиливается с ростом сорбционного параметра. Более отрицательные значения ДНх! и ДБх1 относятся к сорбции цистеина, а более положительные — к сорбции фенилаланина. Наибольшая гидрофобность фенилаланина и способность бензольного радикала фенилаланина к специфическому п-л —взаимодействию с матрицей катионообменника проявляются в положительном значении энтропийного фактора и переходе энтальпийной составляющей из области отрицательных в область положительных значений. Энтальпийный характер взаимодействия убывает в ряду: Эти изменения коррелируют с возрастанием

селективности сорбции и большей дегидратацией катионообменника при переходе от более гидрофильного цистеина к более гидрофобному фенилаланину. Таким образом, взаимодействие катионообменника с рассматриваемыми аминокислотами имеет различный характер, который обусловлен соотношением гидрофильных и гидрофобных свойств противоионов. Полученный результат имеет практическое значение для процессов разделения аминокислот на катионообменнике.

Впервые определено влияние межфазного переноса растворителя на величину свободной энергии ионного обмена Полученные значения энергии Гиббса (ДСЖ) переноса воды из фазы ионообменника во внешний раствор при сорбции аминокислот указывают на положительный вклад дегидратации в величину свободной энергии сорбции. Обнаружено снижение влияния межфазного переноса растворителя в ряду аминокислот:

Влияние температуры на равновесные характеристики сорбции. Рассмотрено влияние температуры ниже 295 К на равновесные характеристики сорбции аминокислот. Анализ экспериментальных данных позволил выявить возрастание селективности катионообменника к аминокислотам с изменением

температуры от 293 до 278 К, в большей степени проявляющееся для фенилаланина. Степень заполнения катионообменника биполярными ионами фенилаланина превышает его емкость при температуре 293 К в 1,2 раза, при 283 К - в 2 раза, при 278 К - в 2,3 раза. Рост селективности ионообменника к аминокислотам с понижением температуры обусловлен увеличением вклада необменных взаимодействий в системе за счет образования ассоциатов аминокислот. Установлено, что изменение температуры от 295 К до 278 К приводит к значительному росту коэффициента распределения аминокислот. Факторами, определяющими проявление температурного эффекта, являются изменение гидратационных характеристик сшитого полиэлектролита и характер межмолекулярных взаимодействий при сорбции аминокислот.

Результаты ИК спектроскопии подтверждают наблюдаемое увеличение необменной составляющей сорбции с понижением температуры за счет образования ассоциатов аминокислоты в фазе катионообменника. Для катионообменника, насыщенного аминокислотой при температурах ниже 293 К, отмечено увеличение интенсивности полос поглощения в области 1630-1650 см*1 ( колебания МНз+-групп, связанных с СОО'-группами) и в диапазоне 1600-1500 см"1 (колебания, обусловленные бензольным и имдазольным радикалами).

Равновесие обмена в системе Н-сульфокатионообменник-фениаланин-цистеин. Исследованы закономерности сорбции ароматической аминокислоты (фенилаланина) и алифатической (цистеина) на Н-сульфокатионообменнике при их совместном присутствии в растворе. Взаимовлияние аминокислот проявляется как в виде изотерм сорбции, так и в величине сорбционных параметров. Присутствие ароматической аминокислоты в растворе приводит к изменению вида изотермы сорбции для цистеина. Влияние цистеина отмечается в уменьшении сорбционной способности катеонита к фенилаланину. Это связано с конкуренцией между ассоциацией индивидуальных аминокислот и образованием ассоциатов фениаланин-цистеин за счет взаимодействия цвиттерионной карбоксилатной группой ароматической аминокислоты с SH-группой цистеина. Отмеченные различия в величине коэффициента избирательности для

фенилаланина и цистеина свидетельствуют о большей селективности катионообменника к ароматической аминокислоте.

Установлено влияние соотношения аминокислот во внешнем растворе на равновесные характеристики сорбции. Анализ экспериментальных данных позволил выявить следующие закономерности. По мере уменьшения соотношения Ссуз/рье характерно: более резкое возрастание сорбционной способности катионита к фенилаланину по сравнению с монотонным уменьшением количества поглощенного цистеина; увеличение коэффициентов распределения между фазами раствора и катионообменника для ароматической аминокислоты; рост коэффициента разделения аминокислот.

Межфазное распределение компонентов взаимосвязано и определяется различными факторами: возможностью ассоциации между фенилаланином и цистеином, которая снижается по мере уменьшения соотношения различием в характере взаимодействия аминокислот с катионообменником (энтальпийным характером сорбции цистеина и энтропийным фенилаланина); различием в гидратационных параметрах аминокислот.

Глава 4. Кинетика сорбции аминокислот. Применение формально -кинетического подхода при выборе модели, описывающей экспериментальные кинетические данные процесса сорбции фенилаланина и тирозина на Н-катионообменнике (зависимости степени превращения от продолжительности процесса на основе закономерности позволило определить

механизм отдельных стадий процесса и кинетические характеристики сорбции.

На начальном этапе сорбции для фенилаланина и для

тирозина процесс контролируется внутримолекулярным транспортом и описывается уравнением трехмерной диффузии: Понижение

температуры проявляется в уменьшении подвижности аминокислоты, что связано с увеличением необменной составляющей сорбции и большей степени дегидратации катионообменника. Меньшие значения эффективного коэффициента диффузии для тирозина обусловлены большей гидрофильностью аминокислоты.

На следующем этапе при всех исследуемых температурах процесс контролируется реакцией на межфазной границе и описывается уравнением:

g (а) = [1-(1-а)ш]. Подтверждением данному механизму являются результаты термодинамического описания процесса сорбции аминокислот, отражающие взаимосвязь энергетических и структурных изменений в системе, а также экспериментально наблюдаемое уменьшение объема гранул сшитого полиэлектролита при сорбции аминокислот. Изменение температуры от 293 до 278 К приводит к снижению скорости процесса на данном этапе примерно в 1,5 раза. При сорбции тирозина характерно более раннее проявление химической стадии, меньшие значения константы скорости и более высокие значения энергии активации (для РИе - 14,ЗкДж/моль; для Туг - 16,5 кДж/моль).

Лимитирующей стадией на конечном этапе процесса является образование и рост зародышей новой фазы. Процесс описывается уравнением: % (а) = -1§ (1-а)ш. Локализацию процесса обуславливает неравномерное распределение на поверхности и в фазе ионообменника неравноценных активных центров аминокислот. Значения энергии активации для РИе и Туг составляют соответственно 15,4 кДж/моль и 17,3 кДж/моль. Увеличение скорости процесса с понижением температуры на данном этапе, по-видимому, связано с реализацией более выгодных структурных ассоциатов аминокислот с участием функциональных групп и матрицы катионообменника.

Глава 5. Исследование динамики сорбции аминокислот на Н-сульфокатионообменнике. Представлены результаты исследования динамики сорбции аминокислот в колонках с неподвижным слоем катионообменника. Показано, что более низкие значения эффективных коэффициентов диффузии фенилаланина и тирозина по сравнению с цистеином проявляются в размывании фронта сорбции в начальный момент и в завершении процесса. Экспериментально установлено, что высокая селективность катионообменника к фенилаланину позволяет использовать ароматическую аминокислоту в качестве вытеснителя и получить концентрированный раствор цистеина.

Результаты изучения равновесия, кинетики и динамики сорбции аминокислот на Н-сульфокатионообменнике послужили основой для разработки метода разделения цистеина и фенилаланина. Показано взаимное влияние аминокислот на динамические характеристики сорбции. Присутствие в исходном

растворе ароматической аминокислоты изменяет ход сорбционного процесса для цистеина: снижается динамическая обменная емкость до проскока, обостряется фронт сорбции и увеличивается степень использования катионообменника. Выходная кривая для фенилаланина отличается резкой асимметричностью.

Возможность разделения ароматической и алифатической аминокислоты впервые изучена в настоящей работе. Через неподвижный слой Н-катионообменника пропускается раствор смеси цистеина и фенилаланина с соотношением концентраций, соответствующих содержанию аминокислот в производственных растворах. Разделяемые аминокислоты сорбируются ионообменником, и вблизи фронта десорбции ионов происходит вытеснение ионов цистеина. Эксперименты показали, что благодаря большей селективности катионообменника к фенилаланину, ароматическая аминокислота накапливается в фазе ионообменника, а цистеин десорбируется в виде катиона и цвиттериона. Заметный проскок Phe в растворе на выходе из колонки наблюдается, когда концентрация Cys приближается к исходной. Показано, что степень извлечения цистеина составляет не менее 50 %.

Установленное влияние температуры на равновесные и кинетические характеристики сорбции аминокислоты предполагает возможность использования температурного фактора в процессах разделения и концентрирования аминокислот. При проведении процесса сорбции аминокислот изменение температуры от 295 до 283 К проявляется в изменении фронта сорбции и увеличении емкости катионообменника. В случае Phe понижение температуры повышает емкость до проскока в 1,4 раза. Данные динамического эксперимента проведенного в двухтемпературном режиме циклического процесса на сульфокатионообменнике в форме цистеина для системы фенилаланин-цистеин показали возможность разделения ароматической и алифатической аминокислот и концентрирование фенилаланина (рис.16).

При проведении первой стадии процесса сорбции аминокислот при температуре 283 К за счет увеличения селективности катионообменника к фенилаланину происходит его концентрирование в фазе ионообменника, тогда как цистеин переходит в объем фильтрата. С повышением температуры до 305 К

селективность к ароматической аминокислоте снижается и наблюдается выброс фенилаланина в фильтрат. В результате одного цикла работы происходит концентрирование фенилаланина в растворе в 1.5 раза.

ВЫВОДЫ

1. Развит метод изопиестирования для изучения гидратационной способности твердых образцов биологически активных веществ. Выявлены закономерности взаимодействия воды с кристаллами аминокислот и определены количественные характеристики гидратации, обусловленные доступностью структуры аминокислоты для проникновения молекул растворителя, природой бокового радикала и активностью реакционных центров. Дана оценка свободной энергии Гиббса гидратации аминокислот. Определен и объяснен ряд гидратации: Cys-Cys —Asp ~Gly =Phe =Trp >Tyr >Ala >HisHCl> Ser >LysHCl >CysHCl, совпадающий с распределением аминокислот по шкале гидрофобности, предложенной И.Назаки и С. Тамфордом.

Проанализирована связь гидратационной способности аминокислот с их растворимостью и взаимовлиянием полярных и неполярных групп. Большее сродство молекул воды к тирозину, обладающему меньшей растворимостью по сравнению с Cys-Cys, Asp, Gly, Phe и Trp. определяется участием фенольного

радикала

{ Clltn 1 О» 91

Я

СЯмрбург

гидрохлоридов

лизина и цистеина в растворимое состояние в области высокой активности водяного пара позволил определить активность растворителя в их насыщенных растворах, а для выявить зависимость активности воды и

коэффициента активности аминокислоты от концентрации. Установлено образование устойчивых кристаллогидратов состава

2. На основе данных термогравиметрического анализа разработан способ количественной оценки содержания кинетически неравноценных молекул воды в растворе аминокислот и в фазе ионообменника. Развит подход к описанию молекулярно-кинетического состояния растворителя в гомогенных и гетерогенных системах при взаимовлиянии полярных и неполярных групп. Выявлено, что действие полярных групп аминокислоты проявляется в увеличении подвижности растворителя.

3. Определены термохимические характеристики образования раствора аминокислот при переходе от предельно разбавленного к более концентрированному. Процесс растворения аминокислот в выбранном диапазоне концентраций эндотермичен и определяется энтропийной составляющей энергии Гиббса. На концентрационной зависимости энтальпии растворения выявлено три области:

• независимости энтальпии растворения в определенном концентрационном интервале;

• линейного увеличения (для аланина и цистеина) или уменьшения (для фенилаланина и гистидина) эндотермичности процесса, определяемого взаимовлиянием эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации;

• незначительного изменения эндотермичности с ростом концентрации, обусловленного количественной взаимосвязью эффектов гидратации и ассоциации.

Большая величина энтальпии растворения для гистидина является результатом усиления роли специфической гидратации за счет азота имидазольного кольца и цвиттерионной группировки. На основании полученных и литературных данных предложена схема межчастичных взаимодействий и обоснован механизм самоассоциации аминокислот в водном растворе. Показано,

что для фенилаланина ассоциация осуществляется в основном за счет межплоскостного (стэкинг) взаимодействия.

Определены значения энтальпии растворения и гидратации при образовании бесконечно разбавленного раствора. Метод анализа аддитивности групповых вкладов в величину энтальпии растворения позволил установить характер влияния бензольного, фенольного и имидазольного радикалов на структуру воды. Наибольшее структурирующее воздействие бензольного радикала на воду проявляется в изменении знака энтальпии растворения.

4. Установлено различие в характере распределения фенилаланина и тирозина в водном растворе при кристаллизации. Выявлено, что тирозин накапливается в слитке льда, а фенилаланин вымывается в первых фракциях расплава. Полученные результаты послужили основой для разработки способа разделения и концентрирования ароматических аминокислот методом кристаллизации без использования дополнительных реактивов.

5. Выявлены закономерности сорбции ароматических аминокислот и цистеина на Н-сульфокатионообменнике, определяемые строением бокового радикала аминокислоты (природой функциональных групп и их количеством, формой углеводородного радикала), температурой и характером межмолекулярных взаимодействий в растворе. На основе развитых представлений о структуре водных растворов аминокислот описан механизм межчастичных взаимодействий в системе сшитый катионообменник - вода — аминокислота. Показано, что специфичность сорбции фенилаланина определяется

аминокислоты с матрицей катионообменнника. Установлен и объяснен ряд селективности аминокислот на Н-сульфокатионообменнике.

Обнаружено увеличение селективности катионообменника к аминокислотам при изменении температуры от 295 до 278 К, в большей степени характерное для фенилаланина.

6. Дана оценка термодинамических характеристик сорбции аминокислот. Процесс поглощения катионообменником диполярных ионов аминокислот экзотермичен и сопровождается уменьшением энтальпийной составляющей сорбции и ростом энтропии. Обнаружено, что энтальпийный характер

взаимодействия убывает в ряду цвиттерлитов: Cys, His, Туг, Phe. Показано, что изменение энтропийной составляющей сорбции аминокислот коррелирует с возрастанием селективности и дегидратацией катионообменника при переходе от более гидрофильного цистеина к более гидрофобному фенилаланину. Определен вклад межфазного переноса растворителя в величину свободной энергии Гиббса сорбции аминокислот.

7. Выявлено взаимовлияние фенилаланина и цистеина на равновесные характеристики сорбции. Показано, что межфазное распределение компонентов в системе катионообменник — фенилаланин - цистеин взаимосвязано и определяется следующими факторами:

• возможностью ассоциации между фенилаланином и цистеином, которая снижается по мере уменьшения соотношения Cc>s/Phe;

• природой взаимодействия аминокислот с катионообменником (энтальпийным характером сорбции цистеина и энтропийным фенилаланина);

• различием в гидратационных параметрах аминокислот, определяемых соотношением вклада эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации.

8. На основе развитых представлений о явлении коллапса в ион-содержащих полиэлектролитах объяснены наблюдаемые в процессе поглощения цвиттерлитов эффекты сверхэквивалентной сорбции аминокислот и резкого уменьшения набухаемости катионообменника. В основу положено обнаруженное явление образования новой кристаллической фазы в структуре катионообменника при сорбции ароматических аминокислот и выявленное изменение гидратациооных характеристик и объема гранул катионообменника. Показано, что самоорганизация фенилаланина в фазе ионообменника реализуется за счет стэкинг-взаимодействия и проявляется в образовании более упорядоченных структур.

9. Кинетика сорбции аминокислот описана на основе формально-кинетического анализа, позволяющего учесть вклад диффузии и химической реакции. На примере фенилаланина и тирозина показано влияние строения бокового радикала и температуры на механизм и кинетические характеристики

сорбции цвиттерлитов. Сорбция тирозина характеризуется более ранним проявлением химической стадии, меньшими значениями константы скорости и более высокими значениями энергии активации, что обусловлено изменением подвижности аминокислоты в результате образования комплекса «фенолят-ион -вода». Понижение температуры проявляется в снижении констант скорости на начальных этапах процесса.

10. Исследована динамика сорбции фенилаланина, тирозина и цистеина на Н-сульфокатионообменнике. Определено влияние температуры в области температур ниже 295 К и структуры бокового радикала на динамические характеристики сорбции аминокислот. Показана возможность использования зависимости селективности и сорбционной способности катионообменника от температуры и природы аминокислоты при разделении и концентрировании аминокислот. На основании установленных физико-химических закономерностей сорбции аминокислот сформулированы условия разделения фенилаланина и цистеина.

Основное содержание диссертации изложено в следующих статьях:

1. Селеменев В.Ф. Поглощение глутаминовой кислоты сульфокатионитами / В.Ф. Селеменев, З.П. Мирошникова, Л.А. Огнева, И.И. Ермакова, Д.Л. Котова / Журн. физ. химии. - 1985. -Т.59, №8. С. 1992-1995.

2. Селеменев В.Ф. Кинетика дегидратации анионита АВ-17-2П, насыщенного малорастворимыми аминокислотами / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова // Журн. физ. химии. - 1986. - Т.60, №8. - С. 2062-2063.

3. Селеменев В.Ф. Особенности состояния воды в анионите АВ-17-2П, насыщенного глутаминовой кислотой / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, В.А. Углянская и др. // Журн. физ химии. - Т.60, №9. - С. 2269-2271.

4. Котова Д.Л. Компенсационная зависимость в кинетике дегидратации анионита АВ-17-2П / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.В. Елисеева и др. // Журн. физ. химии. -Т.63, №8. - С. 2212-2214.

5. Селеменев В.Ф. Кинетика дегидратации сульфокатионитов в неизотермическом режиме / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова // Журн. физ. химии. - 1990. - Т.64, №4. - С.1130-1133.

6. Селеменев В.Ф. Особенности гидратации анионита АВ-17-2П, насыщенного аминокислотами / В.Ф. Селеменев, Л.Б. Антаканова, Д.Л. Котова // Журн. физ. химии. - 1990. - Т.64, №5. - С. 1405-1407.

7. Селеменев В.Ф. Определение воды в ионообменниках методом термического анализа. - / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, Н.Я. Коренман и др. // Журн. аналит. химии. - 1991. -Т.46, №2. -414-416.

8. Селеменев В.Ф. Межмолекулярные взаимодействия в системе тирозин-анионит АВ-17 / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, А.Н. Амелин // Журн. физ. химии. - 1991. - Т.65, №4. - С. 996-998.

9. Селеменев В.Ф. Влияние степени сшивки и вида противоиона на гидратацию сульфокатионита КУ-2 / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, Н.Я. Коренман и др. // Журн. физ. химии. - 1991. - Т.65, №8. - С.2579-2582.

10.Селеменев В.Ф. Особенности гидратации сульфокатионита КУ-2 при сорбции аминокислот / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, Л.Б. Антаканова и др. // Журн. физ. химии. - 1994. -Т.68, №8. - С. 1512-1514.

11 .Котова Д.Л. Особенности кинетики дегидратации сульфокатионообменников, насыщенных аминокислотами / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.А. Кравченко / Журн. физ. химии. - 1997. - Т.71, №10. - С. 1854-1857.

12.Котова Д.Л. Равновесные характеристики сорбции фенилаланина на сульфокатионите КУ-2х8 при различных температурах / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.А. Крысанова, А.Н. Зяблов / Журн. физ. химии. - 1998. - Т.72, №9.-С.1676-1680.

13.Рожнова О.И. Спектрофотометрическое определение цистеина в водных раство pax / О.И. Рожнова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.А. Крысанова // Журн. анал. химии. - 1999. - Т. 54, №12. - С. 1-3.

14.Котова Д.Л. Особенности кинетики взаимодействия сульфокатионообменника с аминокислотой / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, В.Ф. Селеменев // Журн. физ. химии.- 1999. - Т.73, №7. - С. 1316-1318.

15.Крысанова Т.А Термодинамические функции процесса сорбции ароматических аминокислот Н-формой сульфокатионита КУ-2х8 / Т.А Крысанова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, О.И. Рожнова // Журн. физ. химии. -2000. - Т.74, №2. - С.335-337.

16.Котова Д.Л. Термохитмические характеристики растворения цистеина в воде / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова, В. Ф. Селеменев, Ю.С.Перегудов // Журн. физ химии. - 2000. - Т.74, №12. - С.2269-2271.

17.Котова Д.Л. Термодинамические характеристики сорбции цистеина на сульфокатионите КУ-2-8 / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова, Д.С. Бейлина и др. // Журн. физ. химии. - 2001.- Т.75, №7.- С.1292 - 1294.

18.Котова Д.Л. Гидратационные характеристики сульфокатионита КУ-2-8, насыщенного ароматической аминокислотой / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, Селеменев В.Ф., Д.С. Бейлина // Журн. физ. химии. - 2001.- Т.75, №11. - С. 2016-2020.

19.Котова Д.Л. Влияние межфазного переноса воды на энергию Гиббса сорбции ароматических аминокислот на сульфокатионите КУ-2х8 в Н-форме / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова // Журн. физ. химии. - 2002. - Т.76, №7. -С. 1328-1330.

20.Котова Д.Л. Особенности гидратации алифатических аминокислот / Д.Л. Котова, О А Виноградова, Л.М. Калинина // Журн. физ. химии. — 2002. - Т.76, №12.-С. 2247-2250.

21.Zagorodni A.A. Ifrared spectroscopy of ion exchange resins: chemical deterrioration of the resins / A.A. Zagorodni, D.L. Kotova, V.F. Selemenev // Reactive

Functional Polymers. - 2002. - Vol.53. - P. 1157-1171.

22.Котова Д.Л. Энтальпия растворения фенилаланина в воде / Д.Л. Котова, Д.С. Бейлина // Журн. физ. химии, 2003.- Т.77, №4.- С. 672-674.

23.Котова Д.Л. Особенности динамики сорбции цистеина из растворов, содержащих ароматическую аминокислоту / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова В.И. Юденко // Журн. физ. химии. - 2003. - Т.77, №1. - С.112-115.

24.Котова Д.Л. Закономерности сорбции фенилаланинина и цистеина на сульфокатионите в растворе в присутствии цвиттерлитов / Д.Л. Котова, Т.А.

Крысанова, О.И. Рожнова // Журн. физ. химии. - 2003. - Т.77, №7. - С. 13071309.

25.Селеменев В.Ф. Хроматография низкого давления физиологически активных феществ / В.Ф. селеменев, Д.Л. Котова, Г.Ю. Орос, А.А. Загородний // Научное изд-ние «100 лет хроматографии». - М.:Наука, 2003. - С.546-569.

26.Котова Д.Л. Термохимические характеристики растворения гистидина / Д.Л. Котова, Д.С. Бейлина, Т.А Крысанова // Журн. физ. химии. - 2004. - Т.78, №3. -С.458-461.

27.Влияние температуры на равновесие обмена в системе гистидид-сульфокатионообменник КУ-2х8 в Н-форме / Н.В. Домарева, Д.Л. Котова, ТА Крысанова и др. // Журн. физ. химии. - 2004. - Т.78, №9. - С. 1688-1692.

28.Способ очистки L-лизина от сопутствующих компонентов КЖ, элюатов и маточников / В.Ф. Селеменев, Г.Ю. Орос, В.Ю. Хохлов, Д.Л. Котова и др. // Патент на изобретение РФ №2140902. - 1997.

29. Способ разделения тирозина и фенилаланина в водных растворах / Д.Л. Котова, О.Б. Яценко, В.Ф. Селеменев и др. // Патент на изобретение РФ №2214996.-2002.

30.Котова Д.Л. Термический анализ ионообменных материалов / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев. - М.:Наука, 2002. - 154 с.

31 .Физико-химические основы сорбционных и мембранных методов выделения и разделения аминокислот /В.Ф. Селеменев, В.Ю. Хохлов, О.В. Бобрешова, И.В. Аристов, Д.Л. Котова. Изд-во Воронеж, ВГУ- 2002. - 299.

Опубликованы в изданиях соответствующих списку ВАКа (1-20, 22-24,26,27).

Заказ № 638 от 8 10 2004 г. Тираж 100 экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Современное состояние исследований свойств водных растворов биологически активных соединений.

1.2. Представления о сорбции биологически активных соединений на сшитых полиэлектролитах.

1.2.1.Закономерности сорбции ионов биологически активных соединений.

I.2.2.Термодинамическое описание сорбции биологически активных соединений.

1.3. Гидратационные свойства ионообменников.

II.МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ ВОДА

АМИНОКИСЛОТА.

И. 1. Задачи исследования.

И.2. Материалы и методы исследования.

II.2.1. Характеристика исследуемых аминокислот.

II.2.2.Определение концентрации аминокислот в водных растворах.

II.2.3.Определение гидратационной способности аминокислот методом изопиестирования.

11.2.4. Микрокалориметрическое исследование тепловых эффектов растворения аминокислот.

11.2.5. Определение плотности растворов.

11.2.6. Методика получения ИК спектров.

11.2.7. Методика рентгенодифракционного исследования.

II.2.8.Оценка гидратационных характеристик аминокислот методом термического анализа.

И.З.Оценка гидратационной способности аминокислот.

II.3.1. Гидратационная способность алифатических аминокислот. 89 П.3.2.Термодинамические свойства водных растворов гидрохлоридов цистеина и лизина.

II.3.3 .Взаимодействие воды с ароматическими и гетероциклическими аминокислотами.

И.ЗАОценка свободной энергии Гиббса взаимодействия воды с аминокислотами.

II.3.5.Представления о структуре водных растворов аминокислот по результатам термического анализа.

П.4.Термохимические и объемные характеристики образования водных растворов аминокислот.

II.4.1.Термохимические параметры образования водных растворов аминокислот.

П.4.2.0ценка влияния структуры бокового радикала на энтальпию растворения аминокислот.

11.4.3.'Термохимические и объемные свойства разбавленных растворов аминокислот.

И.5. Разделение смесей ароматических аминокислот, основанное на перераспределении компонентов при кристаллизации и плавлении льда в системе вода-ароматические аминокислоты.

11.5.1.Принципы низкотемпературной кристаллизации в водных растворах органических соединений.

11.5.2. Экспериментальное исследование характера распределения ароматических аминокислот в водных растворах при кристаллизации и плавлении льда.

11.5.3.Разделение смеси ароматических аминокислот методом кристаллизации, основанное на различии их распределения в твердой фазе.

III.РАВНОВЕСИЕ ИОННОГО ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ,

Ci РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ СТРУКТУРОЙ БОКОВОГО РАДИКАЛА, НА

Н-СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКЕ КУ-2х8.

III. 1. Задачи исследования.

III.2. Экспериментальная часть.

III.2.1. Объекты и методы анализа.

Ш.2.2.Методика изучения равновесных свойств катионообменника

III.2.3.Определение термохимических характеристик сорбции аминокислот.

Ш.2.4.Изучение структуры катионообменника методом сканирующей зондовой микроскопии.

III.3 .Равновесие в системе Н-сульфокатионообменник-вода-аминокислота.

III.3.1.Влияние строения бокового радикала аминокислоты на селективность катионообменника.

Ш.3.2.Изменение гидратационных характеристик катионообменника при сорбции аминокислот.

III.3.3.Термодинамические характеристики процесса сорбции аминокислот.

Ш.3.4.Влияние межфазного переноса воды на энергию Гиббса сорбции аминокислот.

111.3.5.Влияние температуры на равновесные характеристики сорбции аминокислот.

111.3.6. Равновесие обмена в системе Н-сульфокатионообменник — фенилаланин — цистеин.

IV.КИНЕТИКА СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ НА Н-СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКЕ КУ-2х8.

IV.1. Задачи исследования.

IV.2. Методика проведения кинетического эксперимента.

IV.3. Метод формально-кинетического анализа в определении кинетических характеристик и механизма сорбции аминокислот.

У.ДИНАМИКА СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ НА

Н-СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКЕ КУ-2х8.

V .1. Задачи исследования.

V.2. Методика проведения эксперимента.

V.3.Результаты исследования динамики сорбции аминокислот на Нсульфокатионообменнике.

V.3.I.Влияние строения бокового радикала аминокислоты на динамику сорбции.

У.3.2.Изучение динамики сорбции ароматических аминокислот и цистеина из смеси на Н-сульфокатионообменнике.

V.3.3.Влияние температуры на динамику сорбции аминокислот.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. Ключевым вопросом физической химии водных растворов биологически активных соединений является установление механизма гидратации цвиттерлитов и взаимосвязи физико-химических свойств и структуры раствора с концентрацией и строением бокового радикала аминокислоты. Особую актуальность такой подход приобретает в настоящее время в связи с развитием методов супрамолекулярной химии и представлений о самоорганизации в ион-полиэлектролитных системах. Он способствует развитию теории ионного обмена и более глубокому пониманию процессов, протекающих в многофазных системах. Наличие четких представлений о механизме межчастичных взаимодействий в гомогенных и гетерогенных системах с участием аминокислот послужит основой для разработки и внедрения новых экологически чистых технологических процессов разделения и концентрирования компонентов.

Целый ряд теоретических и экспериментальных данных указывает на то, что имеются значительные различия в характере структурных изменений растворителя в результате проявления эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации. В то же время представления о структуре и свойствах воды в растворах биологически активных соединений развиты недостаточно. При рассмотрении водных растворов аминокислот «напрасно искать простоты, проходящей через всю шкалу растворения» (Д.И.Менделеев). В разбавленных растворах можно обсуждать влияние аминокислот на структуру воды, в концентрированных растворах аминокислот самостоятельной структуры воды нет и необходимо считаться с наличием отдельных молекул растворителя, испытывающих одновременное влияние полярных и неполярных групп.

Первостепенное значение в технологии получения аминокислот занимает ионный обмен. Достоинства метода и перспективность его использования в производстве биопрепаратов и лекарственных веществ изложены в известных монографиях. Наиболее масштабные проблемы, которые связаны с применением ионообменных технологий для выделения, разделения и концентрирования физиологически активных веществ, обусловлены использованием различных вспомогательных реактивов, что не соответствует возросшим экологическим требованиям, предъявляемым к промышленным технологиям XXI века. В связи с этим на сегодняшний день весьма актуальным является поиск новых подходов для создания и разработки экологически и экономически обоснованных процессов разделения и концентрирования аминокислот.

В последние десятилетия в нашей стране был реализован значительный объем исследований, охватывающих многие аспекты экологической проблемы современных ионообменных технологий для решения задач, связанных с разделением и концентрированием минеральных солей. Особый интерес вызывает возможность использования неизотермических методов в создании эффективных процессов разделения и концентрирования цвиттерлитов.

Анализ накопленных данных указывает на довольно часто встречающиеся противоречивые сведения не только о механизме сорбции аминокислот (в особенности биполярных ионов), но и о способах направленного изменения селективности ионообменников. Практически не изучено влияние совместно протекающих на межфазной границе и в фазе ионообменника реакции ионного обмена, переноса растворителя, межмолекулярных взаимодействий на термодинамические и кинетические характеристики процесса сорбции. Представляется важным установление эффективности действия температурного фактора в методах разделения и концентрирования аминокислот.

Актуальность настоящей работы определяется дальнейшим развитием представлений о структурных взаимодействиях в водных растворах биологически активных веществ с учетом взаимовлияния эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации и ассоциации аминокислот, установлением влияния структурного состояния растворителя на протекание процессов в гомогенных и гетерогенных системах с участием цвиттерлитов.

Работа выполнена в Воронежском государственном университете в соответствии с координационными планами: НИР АН РФ по проблеме «Хроматография», Государственной программе РФ «Мембраны и мембранные процессы» в разделе «Разработка новых комбинированных мембранно-сорбционных методов и других нетрадиционных методов очистки и концентрирования», по теме «Разработка малоотходной мембранно-сорбционной технологии выделения индивидуальных аминокислот из их смесей» (1997-1999 г.г.); НИР Научного Совета по адсорбции и хроматографии РАН по теме «Изучение механизма межмолекулярных взаимодействий и закономерностей удерживания» (тема №215.6.2 на 2000-2004).

Цель работы: Установление физико-химических закономерностей сорбции аминокислот с учетом структурных изменений в водных растворах и фазе ионообменника и взаимовлияния реакций, протекающих в системе ионообменник - вода - аминокислота, построение физико-химической модели сорбции и разработка новых принципов разделения и концентрирования аминокислот.

Задачи работы:

1. Количественная оценка гидратационных свойств аминокислот, различающихся структурой бокового радикала. Установление влияния строения и концентрации аминокислоты на природу межмолекулярных взаимодействий в водных растворах цвиттерлитов.

2. Исследование характера влияния температуры и природы бокового радикала аминокислоты на равновесные, кинетические и динамические характеристики сорбции. Применение формально-кинетического подхода для изучения кинетики сорбции аминокислот.

3. Установление взаимосвязи между структурой водного раствора аминокислоты и характером взаимодействия в системе ионообменник — вода - аминокислота. Количественная оценка гидратационных характеристик ионообменника в форме аминокислоты.

4. Термодинамическое описание процесса сорбции аминокислот на сульфокатионообменнике. Создание физико-химической модели сорбции. Изучение влияния межфазного переноса растворителя на избирательность сорбции аминокислот.

5. Разработка способов разделения и концентрирования аминокислот на основе влияния температуры и строения бокового радикала цвиттерлитов на селективность и сорбционную емкость катионообменника.

Научная новизна работы:

Установлены закономерности взаимодействия воды с кристаллами аминокислот. Показано, что различия в гидратационной способности аминокислот и характере поглощения воды определяются доступностью структуры аминокислоты для проникновения молекул растворителя и активностью реакционных центров. Определены изопиестические моляльности растворов гидрохлоридов лизина и цистеина и выявлена зависимость активности воды и коэффициента активности аминокислот от концентрации. Дана оценка свободной энергии Гиббса взаимодействия воды с аминокислотами. Определен и объяснен ряд гидрофобности аминокислот: Cys-Cys -Asp ~Gly ~Phe =Trp >Tyr >Ala >HisHCl> Ser >LysHCl >CysHCl.

На основе данных термогравиметрического анализа разработан способ количественной оценки содержания молекул воды, различающихся своей подвижностью, в растворе аминокислот и в фазе ионообменника. Развит подход к описанию молекулярно-кинетического состояния растворителя в гомогенных и гетерогенных системах при взаимовлиянии полярных и неполярных групп.

Установлены закономерности влияния концентрации аминокислот на термохимические характеристики образования водного раствора. Показано, что процесс растворения аминокислот в выбранном диапазоне концентраций эндотермичен, а характер концентрационной зависимости энтальпии растворения определяется взаимовлиянием эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации и образованием ассоциатов растворенных веществ.

На основе единых физико-химических представлений описаны различные типы взаимодействия (образование Н-связей молекул воды с полярными и заряженными группами, гидрофобная гидратация, самоассоциация аминокислот за счет водородной связи, диполь-дипольных, дисперсионных и гидрофобных взаимодействий) в водных растворах аминокислот при переходе от предельно разбавленного к более концентрированному. Обоснован механизм самоассоциации аминокислот. Показано, что для фенилаланина ассоциация в водном растворе осуществляется в основном за счет межплоскостного (стэкинг) взаимодействия.

Выявлены закономерности сорбции ароматических аминокислот и цистеина на Н-сульфокатионообменнике и показана их взаимосвязь со следующими факторами: строением бокового радикала аминокислоты (природа функциональных групп и их количество, форма углеводородного радикала), температурой и характером межмолекулярных взаимодействий в растворе и в фазе ионообменника. На основе развитых представлений о структуре водных растворов аминокислот описан механизм взаимодействий в системе сшитый катионообменник - вода — аминокислота. Установлен и объяснен ряд селективности аминокислот Phe>Tyr >His>Cys на Н-сульфокатионообменнике. Обнаружено значительное увеличение селективности катионообменника к фенилаланину при изменении температуры от 295 до 278 К.

Определены термодинамические характеристики сорбции аминокислот на Н-сульфокатионообменнике. Показано, что процесс поглощения аминокислот экзотермичен и сопровождается уменьшением энтальпийной составляющей сорбции и ростом энтропии. Энтальпийный характер взаимодействия убывает в ряду аминокислот: Cys >His >Tyr >Phe. Эти изменения коррелируют с возрастанием селективности сорбции и большей дегидратацией катионообменника при переходе от более гидрофильного цистеина к более гидрофобному фенилаланину.

Установлено, что введение в ионообменник аминокислоты вызывает ряд дополнительных конкурентных процессов, приводящих к формированию в фазе сшитого полиэлектролита структурных образований, стабилизируемых сорбентом. Показано влияние реакции ионного обмена, межмолекулярных взаимодействий и переноса растворителя на термодинамические и кинетические характеристики сорбции аминокислот. Определен вклад межфазного переноса растворителя в величину свободной энергии Гиббса взаимодействия в системе катионообменник - аминокислота.

Исследована избирательность катионообменника к фенилаланину и цистеину при их совместном присутствии в растворе. Установлено уменьшение селективности ионообменника к ароматической аминокислоте при сорбции из смеси, содержащей цистеин. Показано, что межфазное распределение аминокислот взаимосвязано и определяется конкуренцией кулоновских, ион-дипольных, диполь-дипольных и гидрофобных взаимодействий в системе.

На базе развитых представлений о явлении коллапса в ион-содержащих полиэлектролитах описаны явления сверхэквивалентной сорбции аминокислот и резкого уменьшения набухаемости катионообменника в процессе поглощения цвиттерлитов. В основу положено обнаруженное явление образования новой кристаллической фазы в структуре катионообменника и выявленные закономерности сорбции воды. Показано, что самоорганизация фенилаланина в фазе ионообменника реализуется за счет 7Г-7Г —взаимодействия ароматического радикала с матрицей катионообменника, что приводит к образованию более упорядоченных структур.

Закономерности сорбции аминокислот описаны на основе формально-кинетического подхода, позволяющего учесть вклады диффузии и химической реакции в процесс сорбции. Выявлены особенности механизма и изменения кинетических характеристик сорбции аминокислот, обусловленные влиянием строения бокового радикала и температуры.

Практическая значимость. Установленные закономерности взаимодействия в системе вода-аминокислота, обусловленные взаимовлиянием гидрофильных и гидрофобных групп аминокислоты, позволяют прогнозировать распределение компонентов при кристаллизации и плавлении льда. Полученные результаты послужили основой для разработки способа разделения и концентрирования ароматических аминокислот методом кристаллизации без использования дополнительных реактивов.

Обнаруженная зависимость селективности разделения на катионообменнике от гидратационной способности аминокислот и температуры использована для оптимизации процессов разделения и концентрирования цвиттерлитов. На основании установленных физико-химических закономерностей сорбции аминокислот развит метод разделения фенилаланина и цистеина. Показана возможность использования влияния температурного фактора на селективность и сорбционную емкость катионообменника. Предложен двухтемпературный безреагентный способ концентрирования фенилаланина на фоне цистеина.

На защиту выносятся:

- Представления о природе межмолекулярных взаимодействий в системе вода-аминокислота. Взаимосвязь между структурой раствора, концентрацией и строением бокового радикала аминокислоты;

- Физико-химическая модель сорбции аминокислот с учетом структурных изменений в растворах аминокислот и в фазе ионообменника.

Термодинамика сорбции аминокислот при взаимовлиянии протекающих реакций ионного обмена, нековалентных взаимодействий и переноса растворителя.

Представления о набухаемости катионообменника и сверхэквивалентном поглощении аминокислот с позиции явления коллапса. Механизм самоорганизации аминокислот в растворе и в фазе катионообменника.

- Описание кинетики сорбции аминокислот на основе формально-кинетического анализа.

Влияние температуры и структуры бокового радикала на равновесие, кинетику и динамику сорбции аминокислот на Нсульфокатионообменнике. Безреагентные методы разделения и концентрирования аминокислот.

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 127 работ (статьи и тезисы научных конференций), две коллективные монографии, получено два патента.

Результаты работы докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных конференциях и симпозиумах:

Всесоюзном совещании «Создание и применение полимерных материалов в пищевых отраслях промышленности» (Москва, 1986), I Всесоюзном симпозиуме «Препаративная хроматография физиологически активных веществ на полимерных сорбентах» (Ленинград, 1988), X Всесоюзном совещании по кинетике и механизму химических реакций в твердом теле (Черноголовка, 1989), Всесоюзном симпозиуме «Биотехнология и химические методы охраны окружающей среды» (Самарканд, 1989 г.), Зональной конференции «Молекулярная сорбция биологически активных веществ» (Пенза, 1990 г.), Всесоюзной конференции по применению ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии (Воронеж, 1981, 1986, 1991, 1996 г.г.), Региональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Липецк, 1993 г.; Тамбов, 1994, 1996 г.г.,; Воронеж, 1995, 1998 г.г.), II Международном практическом конгрессе «Экология России» (Москва, 1994 г.), 35 IUPAC Congress (Istambul, 1995 г.), Ill Международной конференции «Наукоемкие химические технологии» (Тверь, 1995 г.), Международном экологическом конгрессе (Воронеж, 1996 г.), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств» (Санкт-Петербург, 1996 г.), Ill International Sumposium «TOCOEN-96» (Czech Republic, 1996), International Congress on Analytical Chemistry (Moscow, 1997 г.), XII International Syposium on Physico-chemical methods of the mixtures separation ARS SEPARATORIA -97 (Poland, 1997), Всероссийском симпозиуме по жидкостной хроматографии и электрофорезу (Москва, 1998, 2001, 2002, 2004 г.г.), Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Санкт-Петербург, 1998 г.; Казань, 2003 г.), Международной конференции «Мембранные и сорбционные процессы» (Сочи, 2000 г.), Всероссийском симпозиуме «Современные проблемы хроматографии» (Москва, 2002 г.), Всероссийской конференции «Актуальные проблемы аналитической химии» (Москва, 2002 г.), XIV Международной конференции по химической термодинамике (Санкт-Петербург, 2002 г.), Международном симпозиуме «100 лет хроматографии» (Москва, 2003 г.).

Диссертация изложена на 356 страницах машинописного текста, включая введение, 5 глав, выводы, список цитируемой литературы (378 наименований), список сокращений. В работе содержится 21 таблица и 115 рисунков.

выводы

1. Развит метод изопиестирования для изучения гидратационной способности твердых образцов биологически активных веществ. Выявлены закономерности, взаимодействия воды с кристаллами аминокислот и определены количественные характеристики гидратации, обусловленные доступностью структуры аминокислоты для проникновения молекул растворителя, природой бокового радикала и активностью реакционных центров. Дана оценка свободной энергии Гиббса гидратации аминокислот. Определен и объяснен ряд гидратации:

Cys-Cys -Asp ~Gly -Phe ~Trp >Tyr >Ala >HisHCl> Ser >LysHCl >CysHCl, совпадающий с распределением аминокислот по шкале гидрофобности, предложенной И.Назаки и С. Тамфордом.

Проанализирована связь гидратационной способности аминокислот с их растворимостью и взаимовлиянием полярных и неполярных групп. Большее сродство молекул воды к тирозину, обладающему меньшей растворимостью по сравнению с Cys-Cys, Asp, Gly, Phe и Trp, определяется участием фенольного радикала Туг в образовании связи ОН.Н2О. Переход серина, гидрохлоридов лизина и цистеина в растворимое состояние в области высокой активности водяного пара позволил определить активность растворителя в их насыщенных растворах, а для LysHCl и CysHCl выявить зависимость активности воды и коэффициента активности аминокислоты от концентрации. Установлено образование устойчивых кристаллогидратов состава Lys-HCT2H20, Cys-HCTH20.

2. На основе данных термогравиметрического анализа разработан способ количественной оценки содержания кинетически неравноценных молекул воды в растворе аминокислот и в фазе ионообменника. Развит подход к описанию молекулярно-кинетического состояния растворителя в гомогенных и гетерогенных системах при взаимовлиянии полярных и неполярных групп. Выявлено, что действие полярных групп аминокислоты проявляется в увеличении подвижности растворителя.

3. Определены термохимические характеристики образования раствора аминокислот при переходе от предельно разбавленного к более концентрированному. Процесс растворения аминокислот в выбранном диапазоне концентраций эндотермичен и определяется энтропийной составляющей энергии Гиббса. На концентрационной зависимости энтальпии растворения выявлено три области:

• независимости энтальпии растворения в определенном концентрационном интервале;

• линейного увеличения (для аланина и цистеина) или уменьшения (для фенилаланина и гистидина) эндотермичности процесса, определяемого взаимовлиянием эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации;

• незначительного изменения эндотермичности с ростом концентрации, обусловленного количественной взаимосвязью эффектов гидратации и ассоциации.

Большая величина энтальпии растворения для гистидина является результатом усиления роли специфической гидратации за счет азота имидазольного кольца и цвиттерионной группировки. На основании полученных и литературных данных предложена схема межчастичных взаимодействий и обоснован механизм самоассоциации аминокислот в водном растворе. Показано, что для фенилаланина ассоциация осуществляется в основном за счет межплоскостного (стэкинг) взаимодействия.

Определены значения энтальпии растворения и гидратации при образовании бесконечно разбавленного раствора. Метод анализа аддитивности групповых вкладов в величину энтальпии растворения позволил установить характер влияния бензольного, фенольного и имидазольного радикалов на структуру воды. Наибольшее структурирующее воздействие бензольного радикала на воду проявляется в изменении знака энтальпии растворения.

4. Установлено различие в характере распределения фенилаланина и тирозина в водном растворе при кристаллизации. Выявлено, что тирозин накапливается в слитке льда, а фенилаланин вымывается в первых фракциях расплава. Полученные результаты послужили основой для разработки способа разделения и концентрирования ароматических аминокислот методом кристаллизации без использования дополнительных реактивов.

5. Выявлены закономерности сорбции ароматических аминокислот и цистеина на Н-сульфокатионообменнике, определяемые строением бокового радикала аминокислоты (природой функциональных групп и их количеством, формой углеводородного радикала), температурой и характером межмолекулярных взаимодействий в растворе. На основе развитых представлений о структуре водных растворов аминокислот описан механизм межчастичных взаимодействий в системе сшитый катионообменник - вода — аминокислота. Показано, что специфичность сорбции фенилаланина определяется я-я-взаимодействием аминокислоты с матрицей катионообменнника. Установлен и объяснен ряд селективности аминокислот Phe > Туг > His > Cys на Н-сульфокатионообменнике. Обнаружено увеличение селективности катионообменника к аминокислотам при изменении температуры от 295 до 278 К, в большей степени характерное для фенилаланина.

6. Дана оценка термодинамических характеристик сорбции аминокислот. Процесс поглощения катионообменником диполярных ионов аминокислот экзотермичен и сопровождается уменьшением энтальпийной составляющей сорбции и ростом энтропии. Обнаружено, что энтальпийный характер взаимодействия убывает в ряду цвиттерлитов: Cys, His, Туг, Phe. Показано, что изменение энтропийной составляющей сорбции аминокислот коррелирует с возрастанием селективности и дегидратацией катионообменника при переходе от более гидрофильного цистеина к более гидрофобному фенилаланину. Определен вклад межфазного переноса растворителя в величину свободной энергии Гиббса сорбции аминокислот.

7. Выявлено взаимовлияние фенилаланина и цистеина на равновесные характеристики сорбции. Показано, что межфазное распределение компонентов в системе катионообменник — фенилаланин - цистеин взаимосвязано и определяется следующими факторами:

• возможностью ассоциации между фенилаланином и цистеином, которая снижается по мере уменьшения соотношения Ccys/phe;

• природой взаимодействия аминокислот с катионообменником (энтальпийным характером сорбции цистеина и энтропийным фенилаланина);

• различием в гидратационных параметрах аминокислот, определяемых соотношением вклада эффектов гидрофильной и гидрофобной гидратации.

8. На основе развитых представлений о явлении коллапса в ион-содержащих полиэлектролитах объяснены наблюдаемые в процессе поглощения цвиттерлитов эффекты сверхэквивалентной сорбции аминокислот и резкого уменьшения набухаемости катионообменника. В основу положено обнаруженное явление образования новой кристаллической фазы в структуре катионообменника при сорбции ароматических аминокислот и выявленное изменение гидратациооных характеристик и объема гранул катионообменника. Показано, что самоорганизация фенилаланина в фазе ионообменника реализуется за счет стэкинг-взаимодействия и проявляется в образовании более упорядоченных структур.

9. Кинетика сорбции аминокислот описана на основе формально-кинетического анализа, позволяющего учесть вклад диффузии и химической реакции. На примере фенилаланина и тирозина показано влияние строения бокового радикала и температуры на механизм и кинетические характеристики сорбции цвиттерлитов. Сорбция тирозина характеризуется более ранним проявлением химической стадии, меньшими значениями константы скорости и более высокими значениями энергии активации, что обусловлено изменением подвижности аминокислоты в результате образования комплекса «фенолят-ион - вода». Понижение температуры проявляется в снижении констант скорости на начальных этапах процесса.

10. Исследована динамика сорбции фенилаланина, тирозина и цистеина на Н-сульфокатионообменнике. Определено влияние температуры в области температур ниже 295 К и структуры бокового радикала на динамические характеристики сорбции аминокислот. Показана возможность использования зависимости селективности и сорбционной способности катионообменника от температуры и природы аминокислоты при разделении и концентрировании аминокислот. На основании установленных физико-химических закономерностей сорбции аминокислот сформулированы условия разделения фенилаланина и цистеина.

1. Эйзенберг Д. Структура и свойства воды / Д. Эйзенберг, В.Кауцман. — Л., 1975.-С. 259-268.

2. Эрдей-Груз Т. Явления переноса в водных растворах / Т. Эрдей-Груз. — М., 1982.-С. 158-267.

3. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов / О.Я. Самойлов. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. 179 с.

4. Намиот А.Ю. О двухструктурной модели воды / А.Ю. Намиот // Журн. структурной химии. 1961. - Т. 2, № 4. - С. 476-477.

5. Шахпаронов М.И. Введение в молекулярную теорию растворов / М.И. Шахпаронов. М. : Наука, 1956. - 507 с.

6. Nemethy G. Structure of water and hydrophobic bondinq in proteins. 1. A model for the thermodynamic properties of liqued water / G.Nemethy, Scheraqa H.A. // J. Chem. Phys. 1962. - V. 36, № 12. - P. 3382-3401.

7. Frank H.S. III. Jon solvent interaction structural aspects of Jon-solvent interaction in aqueous solutions: a suqqested picture of water structure / H.S. Frank, W.Y. Wen // Desc. Faraday. Soc. 1957. - № 24. - P. 133-140.

8. Ефимов Ю.Я. Обоснование непрерывной модели строения жидкой воды посредством анализа температурной зависимости колебательных спектров / Ю.Я.Ефимов, Ю.М.Наберухин // Журн. структурной химии. 1980. — Т. 21, №3.-С. 95-105.

9. Крестов Г.А. Современные аспекты сольватации атомно-молекулярных частиц / Г.А. Крестов // Термодинамика и строение растворов. Иваново, 1982.-Вып. 8. -С.3-19.

10. Масспектрометрическое исследование термодинамических характеристик автоассоциатов воды / Д.Ф. Суходуб, Б.И. Веркин, B.C. Щелковский и др. // Докл. АН СССР. 1981. - Т. 258, №6. - С. 1414-1417.

11. Шапошник В.А. Неэмпирический расчет структуры и свойств ассоциатов воды / В.А. Шапошник // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2003. Т. 3, вып. 5. - С. 599-604.

12. Соловьев Ю.И. История учения о растворах / Ю.И. Соловьев М. : Изд-во АН СССР.- 1959.-580 с.

13. Биологически активные вещества в растворах: структура, термодинамика, реакционная способность / В.К. Абросимов, А.В. Агафонов, Р.В. Чумакова и др. М. : Наука, 2001. - 403 с.

14. Крестов Г.А. Современные проблемы теории растворов / Г.А. Крестов // Термодинамика и строение растворов. — Иваново, 1976. Вып. 4. - С. 7-16.

15. Крестов Г.А. Термодинамика ионных процессов в растворах / Г.А. Крестов. JI.: Химия, 1984. - 272 с.

16. Мищенко К.П. Термодинамика и строение водных и неводных растворов электролитов / К.П. Мищенко, Г.М. Полторацкий. JI.: Химия, 1976. - 328 с.

17. Крестов Г.А. Термодинамическая характеристика изменения подвижности молекул воды при гидратации ионов / Г.А. Крестов, В.И. Клопов // Журн. структурной химии. — 1963. Т. 4, № 4. - С. 507-513.

18. Крестов Г.А. Термодинамическая характеристика структурных изменений воды, связанных с гидратацией одноатомных ионов / Г. А. Крестов // Журн. структурной химии. — 1962. Т. 3, № 2. - С. 137-140.

19. Бирштейн Т.М. Гидрофобные взаимодействия неполярных молекул / Т.М. Бирштейн // Состояние и роль воды в биологических объектах. — М., 1967. -С. 16-30.

20. Маленков Г.Г. Геометрический аспект явления стабилизации структуры воды молекулами неэлектролитов / Г.Г. Маленков // Журн. структурной химии. 1966. - Т. 7, № 3. - С. 16-30.

21. Привалов П.Л. Вода и ее роль в биологических системах / П.Л. Привалов // Биофизика. 1968. - Вып. 1. - С. 163-177.

22. Буслаева М.Н. Координационные числа некоторых ионов в водных растворах и их температурная зависимость / М.Н. Буслаева, О .Я. Самойлов // Журн. структурной химии 1961. - Т. 2, № 5. - С. 551-557.

23. Яшкичев В.И. О влиянии молекул неэлектролита на структуру водных растворов / В.И. Яшкичев, О.Я. Самойлов // Журн. структурной химии. -1962. Т. 3,№ 2.-С. 211-212.

24. Волькенштейн М.В. Молекулярная биофизика / М.В. Волькенштейн. М. : Наука, 1981.-324 с.

25. Сидорова А.И. Гидрофобное связывание в разбавленных водных растворах неэлектролитов / А.И. Сидорова, А.И. Халоимов, А.П. Жуковский // Структура и роль воды в живом организме. Л., 1970. - С. 3-8.

26. Саркисов Г.Н. Структура разбавленных растворов неполярных молекул в полярных растворителях / Г.Н. Саркисов, Н.В. Васенин // Журн. структурной химии. 1991. - Т. 32, № 6. - С. 81-87.

27. Thermodynamic Study of Aqueous Dilute Solutions of Organic Compounds. 3. Morpholines and Piperazines / S. Cabani, G. Conti, D. Gannts et al. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1975.-V. 71.-P. 1154-1160.

28. Карплус M. Сольватация: Исследование молекулярной динамики дипептидов в воде / М. Карплус, П. Росски // Вода в полимерах. М., 1984. -С. 31-50.

29. Букин В.А. Вода вблизи биологических молекул / В.А. Букин, А.П. Сарвазян, Д.П. Харакоз // Вода в дисперсных системах. М., 1989. - С. 45-52.

30. Хургин Ю.И. Гидрофобная гидратация алифатических аминокислот / Ю.И. Хургин, А.А. Баранов, М.М. Воробьев // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1995. -№ 11.-С.1594-1600.

31. Silverstein R.A. Shektrometrik Identification of Organik Cjmpounds / R.A. Sil-verstein, G.C. Bassler, T.C. Morril. Wiley N.Y., 1974. - P. 91-95.

32. Маленков Г.Г. Структура воды / Г.Г. Маленков // Физическая химия. Современные проблемы. М., 1984. - С. 41-76.

33. Гуриков Ю.В. Современное состояние проблемы структуры воды. Состояние и роль воды в биологических объектах / Ю.В. Гуриков. — М., 1967.-С. 5-16

34. Диэлектрическая релаксация аминокислот в водных растворах / Ю.Ф. Гусев, Р.В. Седых, Ю.Д. Фельдман и др. // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. — Киев, 1974. № 6. — С. 24-27.

35. Nozaki Y. The Solubility of Amino Acids and Two Glycin Peptides in Aqueous Ethans and Dioxane Solutions / Y. Nozaki, C. Tanford // J. Biol. Chem. 1971. -V. 246, №7.-P. 2211-2217.

36. Cabani S. Thermodynamic Properties or Organic Compounds in Aqueous Solution. II. Apparent Molar Heat Capacities of Piperidin Morpholines and Piperazines / S. Cabani, G. Conti, E. Matteoli // J. Solution Chem. 1976. - V. 5., № 2. -P. 125-132.

37. Apparent Molar Heat Capacities Properties or Organic Compounds in Aqueous Solution. 3. L-amino acid and related compounds / S. Cabani, G. Conti, E. Matteoli et al. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1977. - V. 3., № 1. - P. 476-486.

38. Исследование гидратации а -аминокислот методом абсорбционной миллиметровой спектроскопии / М.М. Воробьев, А.А. Баранов, В.М Беликов и др. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1996. - № 9. - С. 618-622.

39. Hecht D. Correlating hydration shell structure with amino acid hydrophobicity / D. Hecht, L. Tadesse, L. Walters // J. Am. Chem. Soc. 1995. - V. 115. - P. 3336-3337.

40. Lutz O. Use of the walden product to evaluate the effect of amino acids on water structure / O. Lutz, M. Vrachopoulou, M. Groves // J. Pharm and Pharmacol. — 1994. V. 46, № 9. - P. 698-703.

41. Абросимов B.K. Влияние связанных с гидратацией а-аминокислот структурных изменений воды на термодинамические характеристики растворения аргона при 283-328 К / В.К. Абросимов, Г.В. Сибрина // Журн. структурной химии. 1990. - Т. 31, № 3. - С. 60-65.

42. Поминов И.С. К вопросу о гидратации аминокислот / И.С. Поминов, Д.Р. Сидорова, Б.П. Халепп // Журн. структурной химии. — 1972. Т. 13, № 6. — С. 1084-1088.

43. Сидорова Д.Р. Исследование гидратации аминокислот методом ИК-спектроскопии : автореф. дис. . канд. хим. наук / Д.Р. Сидорова. — Казань, 1973.-14 с.

44. Исследование механизмов гидратации аминокислот и их влияние на диэлектрические свойства воды / Ю.А. Гусев, Н.В. Седых, Ю.Ф. Зуев и др. // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. — Киев, 1974. № 6. - С. 20-24.

45. Bernstein H.I. The average XH stretching frequency as a measure of XH bond properties / H.I. Bernstein // Spectrochem. Acta. 1962. -V. 18. - P. 161-170.

46. Fraga S. Recognition of amino acids in solution / S. Fraga // J. Mol. Struct. — 1983.-V. 94, № 3-4. Suppl.: Theochem. - V. 11, №3-4.-P. 251-260.

47. Rakesh K. Nonequilibrium solvation and the quantum Kramers problem: proton transfer in aqueous glycine / K. Rakesh, D. Antoniou, S.D. Schwartz // J. Phys. Chem. A. 2001. - V. 105, № 12. - P. 2563-2567.

48. Hydration structure of glycine molecules in aqueous alkaline solutions / S. Ken-taro, K. Yasuo, U. Takeshi etc. // Bull. Chem. Soc. Jap. 2000. - V. 73, № 9. -P. 1967-1972.

49. Ab initio study of the hydration of the glycine zwitterion / S.U. Kokpol P.B. Doungdee, S.V. Hannongbua et al. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1988. - V. 84, № 11.-P. 1789-1792.

50. Ranghino G. Lisinium, argininium, glutamate and aspartate ions in water solution / G. Ranghino, E. Clementi, S. Romano // Biopolymers. 1984. - V. 22, № 6.-P. 1449-1460.

51. Воробьев M.M. Оценка гидратации полярных групп а-аминокислот методом дифференциальной сканирующей калориметрии / М.М. Воробьев, А.Н. Даниленко // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1996. - № 3. - С. 618-622.

52. Devine By.W. Viscosity P-Coefficient at 15 and 25° С for Glycine, P-Alanine, 4-Amino-n-butyrie Acid and 6-Amino-n-hexanoic Acid in Aqueous Solution / By.W. Devine, B.M. Love // J. Am. Chem. Soc. 1995. - V. 115. - P. 33363337.

53. Chelikian T.V. Partial molar volumes, expansibilities, and compressibilities of a-,co-amino carboxylic acids in aqueous solutions between 18 and 55°C / T.V.Chelikian, A.P. Sarvazyan, K.J. Breslauer // J. Phys. Chem. 1994. - V. 97, №49.-P. 13017-13026.

54. Takashi I. Theoretical study for partial molar volume of amino acids in aqueous solution: implication of ideal fluctuation volume / I. Takashi, K. Masahiro, H. Fumio // J. Chem. Phys. 2000. - V. 112, № 21. - P. 9469-9478.

55. Marriott R.A. The volumetric properties of aqueous solutions of glycylglycine and L-serine at elevated temperatures and pressures / R.A. Marriott, A.W. Hakin, Liu Jin Lian // J. Chem. Thermodyn. 2001. - V. 33, № 8. - P. 959-982.

56. Самодиффузия в водных растворах аминокислот, пептидов и белков / JI.K. Алтунина, О.Ф. Бузруков, Н.А. Смирнова и др. // Структура и роль воды в живом организме. JL, 1968. - Сб. 2. - С. 57-69.

57. Diffusion of L-lysine hydrochloride and 1-arginine hydrochloride in their aqueous solution at 25°C / M. Peisheng, W. Yanxia, L. Yungi et al. // Chin. I. Chem. Eng. 2000. - V. 8, № 2. - P. 146-153.

58. The volumetric and thermochemical properties of aqueous solutions of L-valune, L-leucine and L-isoleucine of 288,15, 298,15, 313,15 and 328,15 К / M.M. Duke, A.W. Hakin, R.M. Mckay et al. // Can. J. Chem. 1995. - V. 72, №6.-P. 1489-1494.

59. Spink C.H. Entropies of transfer of amino acids from water to aqueous ethanol solutions / C.H. Spink, M. Auker // J. Phys. Chem. 1970. - V. 74, № 8. - C. 1742-1747.

60. Measurements of vapor pressures of aqueous amino acids solutions and determination of activity coefficients of amino acids / H. Kuramochi, H. Noritomi, D. Hoshino et al II J. Chem.Eng. Data. 1997. - V. 42, № 3. - P. 470-474.

61. Amend J.P. Calculation of the standad molal thermodynamic properties of aqueous biomolecules at elevated temperatures and pressures. Part 1. L-a-amino acids / J.P.Amend, H.S. Helgeson // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1997. - V. 93, № 10.-P. 1927-1941.

62. Yamaotsu N. Solvation free energies of amino acids calculated by molecular dynamics (free energy petrubation method) / N. Yamaotsu, I. Moriguchi, S. Hi-rono // Chem. And Pharm. Bull. 1995. - V. 43, № 5. - P. 717-721.

63. Partition coefficient and solubilities of a-amino acids in aqueous 1-butanol solutions / M.T. Gube, H.J. Meuwissen Harald, Ch.A.M. Luyben Karel et al. // Ind. and Eng. Chem. Res. 1996. - V. 35, № 12. - P. 4700-4712.

64. Баделин В.Г. Зависимость энтальпий гидратации аминокислот и олигопептидов от их молекулярной структуры / В.Г. Баделин, В.И. Смирнов, И.Н. Межевой // Журн. физ. химии. 2002. - Т. 76, № 7. - С. 1299-1302.

65. Баделин В.Г. Влияние рН на энтальпию растворения глицина / В.Г. Баделин, Г.Н. Тарасова, А.В. Картавцева // Химия и хим. технология. — 1997. Т. 40, вып. 4. - С. 63-65.

66. Franks F. Thermodynamic Properties / F. Franks, D.S. Reid // Water A. Comprehensive Properties. 1973. - V. 2, № 5. - P. 323-380.

67. Franks F. Solute Interactions in Dilute Aqueous Solutions. 1. Micricalorimetric Study of the Hydrophobic Interaction / F. Franks, M.D. Radley, D.S. Reid // J. Chem. Soc. Faraday Trans. -1976. V. 72. - P. 359-367.

68. Куликов О.В. Особенности гидратации и межмолекулярных взаимодействий в растворах дипептидов / О.В. Куликов, В.Г. Баделин, Г.А. Крестов // Журн. физ. химии. 1991. - Т. 65, № 9. с. 2389-2396.

69. Педерсен Ч. Новое в жизни, науке и технике / Ч.Педерсен. М., 1989. — С. 3-36. - (Знание. Сер. Химия; № 1).ф, 79. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия / Ж.-М. Лен. Новосибирск : Наука,1998.-334 с.

70. Самсонов Е.М. Сорбционные и хроматографические методы физико-химической биотехнологии / Е.М. Самсонов, А.Т. Меленевский. Л. : Наука, 1986.-225 с.

71. Либинсон Г.С. Сорбция органических соединений / Г.С. Либинсон. М. : Медицина, 1979. - 182 с.

72. Самсонов Е.М. Ионный обмен. Сорбция органических ионов / Е.М. Самсонов, Е.Б. Тростянская, Г.Э. Елькин. Л.: Наука, 1969. - 336 с.

73. Blakburn S. Amino Acids and Amines / S. Blakburn // Handbook of Chromatography. CRC Press: Boca Rotion. EL, 1983. - P. 55-58.

74. Fietelson J. Electrostatic interactions between simple ions and highly svollen polyelectrolite gels / J. Fietelson // J. Phys. Chem. 1962. - V. 66, №7. - P. 1295-1298.

75. Seno M. Ion-exchange behavor of acids amino acids / M. Seno, T. Yamabe // Bull. Chem. Soc. Jap. 1961. -V. 34, №7. p. Ю21-1026.

76. Hamilton P.B. Ion-exchange Cromatography of Amino acids / P.B. Hamilton // Adr. Chomatogr. 1966. - V. 2. - P. 3-15.

77. Saunders M.S. Uptake of Phenylalanine and Tyrosine by a Strong-Acids Cation Exchanger / M.S. Saunders, J.B. Vierow, G. Carta // Al. Chem. J. 1989. - V. 35, № l.-P. 53-68.

78. Wang N-H.L. Cation Exchange Eguilibria of Amino Acids / N-H.L. Wang, Q. Yu, S.U.Kim//React. Polum.-1989.-V. 11.-P. 261-277.

79. Шатаева JI.K. Карбоксильные катиониты в биологии / Л.К. Шатаева, Н.Н. Кузнецова, Г.Э. Елькин. J1. : Наука, 1979. - 286 с.

80. Лейкин Ю.А. Сорбция гепарина на обработанном ультразвуком анионите АМп-Г / Ю.А. Лейкин, Т.А. Черкасова, Т.В. Максимова // Журн. физ. химии. 1995.-Т. 69, № 10.-С. 1824-1826.

81. Селеменев В.Ф. Обменные процессы и межмолекулярные взаимодействия в системе ионит-вода-аминокислота : дис. . д-ра хим. наук / В.Ф. Селеменев. Воронеж, 1993. — 587 с.

82. Равновесные характеристики процесса сорбции фенилаланина на сульфокатионите КУ-2х8 при различных температурах / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.А. Крысанова и др. // Журн. физ. химии. — 1998. — Т. 72, № 9. -С. 1676-1680.

83. Second dissociation constant of two substituted amino-methanesulfonic acids in water from 5 to 55° С/ R.N. Roy, C.P. More, J.A. Carlsten et al. // J. Solut. Chem. 1997.-V. 26, № 12.-P. 1209-1216.

84. Jones Ida L. Ion Exchange of Amino Acids and Dipeptides on Cation Resins with Varying Degree of Cross-Linking. 1. Equilibrium / Ida L. Jones, G. Carta // Ind. Tng. Chem. Res. 1993. - V. 32. - P. 107-117.

85. Физико-химические основы сорбционных и мембранных методов выделения и разделения аминокислот / В.Ф. Селеменев, В.Ю. Хохлов, О.В. Бобрешова и др. Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та, 2001. - 299 с.

86. Савицкая Е.М. О равновесном распределении аминокислот в системе вода ионит / Е.М. Савицкая, П.С. Ныс, Б.П. Брунс // Докл. АН СССР. - 1965. -Т. 164, №2.-С. 378-382.

87. Кузнецова Н.П. Экспериментальное изучение законов сорбции цвиттерионов на ионообменных смолах : автореф. дис. . канд. хим. наук / Н.П. Кузнецова. Л., 1964. - 12 с.

88. Избирательность сорбции ионов органических веществ в связи с механизмом сорбции и структурой ионообменных смол / Г.В. Самсонов, А.А. Селезнева, Н.П. Кузнецова и др. // Коллоидный журн. 1963. - Т. 25, № 2. - С. 222-228.

89. Сорбция тирозина катионитом КУ-2х8 / В.Ф. Селеменев, А.А.Загородний, Г.Ю. Орос и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. 1983. - № 5. - С. 3842.

90. Самсонов Г.В. Механизм сорбции диполярных ионов ионитами / Г.В. Самсонов, Н.П. Кузнецова // Докл. АН СССР. 1957. - Т. 115, № 2. - С. 351-353.

91. Самсонов Г.В. Влияние натрия на сорбцию аминокислот в тройной системе / Г.В.Самоснов, Н.П. Кузнецова // Журн. физ. химии. 1963. - Т. 37,№2.-С. 280-283.

92. Поглощение глутаминовой кислоты сульфокатионитами / В.Ф. Селеменев, З.П. Мирошникова, Л.А. Огнева и др. // Журн. физ. химии. 1985. - Т. 59, №8.-С. 1992-1995.

93. Савицкая Е.М. Ионообменная технология получения биологически активных веществ / Е.М. Савицкая, Л.Ф. Яхонтова, Н.С. Ныс // Ионный обмен. -М., 1981.-С. 229-248.

94. Исследование сорбции лизина гелевым сульфокатионитом КРС методом ЯМР / Б.П. Николаев, A.M. Шляков, В.А. Пасечник и др. // Высокомолекулярные соединения. 1985. - Т. 27, № 8. - С. 1642-1648.

95. Морозова А.Д. Изотермы с максимумом и кооперативные процессы при сорбции / А.Д. Морозова, Л.В. Дмитриенко, Г.В. Самсонов // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1974. - № 1. - С. 30-35.

96. Эффекты кооперативности при взаимодействии органических ионов с микродисперсиями ионитов / Н.Н. Немцова, В.А. Борисов, B.C. Пирогов и др. //Журн. физ. химии. 1981. - Т. 55, № 11. - С. 2937-2939.

97. Винарский В.А. Влияние ионной ассоциации на избирательность обмена органических ионов в смешанных средах / В.А. Винарский, Г.Л. Старобинец, И.Л. Шашкова // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1981. - №1. - С. 43-46.

98. Старобинец Г.Л. Избирательность обмена фармакологически активных катионов. III. Обмен в области конечных заполнений фазы ионита / Г.Л. Старобинец, И.П. Кока//Изв. АН СССР. Сер. хим. 1967. - № 4. - С. 16-21.

99. Либинсон Г.С. Закономерности равновесной сорбции органических ионов ионитами / Г.С. Либинсон, И. М. Вагина // Журн. физ. химии. — 1967. — Т. 41, № 11. — С. 2933-2937.

100. Избирательность сорбции в системах органический ион полиэлектролит и некулоновское взаимодействие / Л.В. Морозова, Л.В. Дмитриенко, B.C. Пирогов // Изв. АН СССР. Сер. хим. - 1972. - № 8. - С. 1747-1750.

101. Михалев А.В. Природа избирательности сорбции ароматических аминокислот анионитами / А.В. Михалев, Г.С. Либинсон // Ионообменные материалы в науке и технике. -М., 1969. С. 93-101.

102. Хроматография низкого давления физиологически активных веществ / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, Г.Ю. Орос и др. // Научн. изд-ние «100 лет хроматографии». М. : Наука, 2003. - С.546-569.

103. Feytelson J. Specific effects in the interaction between ionized gels and amino acids / J. Feytelson // Bichim. Biophyc. Acta. 1963. - V. 66, № 2. - P. 229-236.

104. Москвичев Б.В. Влияние структуры органических катионов и матрицы сульфокатионитов на избирательность сорбции / Б.В. Москвичев, Н.П. Кузнецова, Г.В. Самсонов // Журн. физ. химии. 1971. - Т. 45, № 7. - С. 1873-1874.

105. Старобинец Г.Л. К вопросу о влиянии гидрофобного взаимодействия на избирательность обмена органических ионов / Г.Л. Старобинец, Л.М. Овсянко. В.А. Винарский // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1974. - № 4. - С. 61-64.

106. Тер-Саркисян Э.М. Избирательность сорбции ионных форм лизина сульфостирольным катионитом / Э.М.Тер-Саркисян, Д.С. Катуков, Л.М. Евстюгов // Химико-фарм. журн. — 1979. № 4. - С. 83-86.

107. Селеменев В.Ф. Обменные взаимодействия и адсорбция триптофана на анионите / В.Ф. Селеменев, В.Н. Чиканов, П.Фрелих // Журн. физ. химии. — 1990. Т. 64, № 12. - С. 3330-3337.

108. Старобинец Г.Л. Молекулярная сорбция алифатических аминокислот нормального строения на галогенидных формах анионита Дауэкс-1 / Г.Л. Старобинец, И.Ф. Глейм, С.Г. Аленицкая // Теория ионного обмена и хроматографии.-М., 1968.-С. 73-78.

109. Самсонов Г.В. Сорбция пенициллина полимерными сорбентами / Г.В. Самсонов, В.В. Веденеева, А.А. Селезнева // Докл. АН СССР. 1959. - Т. 125, №3.-с. 591-594.

110. Дмитренко Л.В. Взаимодействие-ионов тетрациклина с ионитами при повышенных концентрациях / Л.В. Дмитренко, Н.Д. Лапинская, Г.В. Самсонов // Коллоидный журн. 1971. - Т. 33, № 5. - С. 670-673.

111. Некоторые особенности взаимодействия глутаминовой кислоты с анионитом АВ-17-2П / В.Ф. Селеменев, Г.Ю.Орос, Л.А. Огнева // Журн. физ. химии. 1984. - Т. 58, № 10. - С. 2525-2528.

112. Муравьев Д.Н. Ионообменное изотермическое пересыщение растворов аминокислот / Д.Н. Муравьев // Журн. физ. химии. 1979. - Т. 53, № 2. — С. 438-442.

113. Селеменев В.Ф. Гидратация и явление пересыщения аминокислот в ионообменниках / В.Ф.Селеменев, А.А. Загородний, В.А. Углянская // Журн. физ. химии. 1992. - Т. 66, № 6. - С. 1555-1566.

114. Муравьев Д.Н. Исследование сверхэквивалентной сорбции цвиттерионов / Д.Н. Муравьев, О.Н. Обрезков // Журн. физ химии. 1986. - Т. 60, № 2. — С. 396-398.

115. Муравьев Д.Н. Очистка L-глутаминовой кислоты от примеси рацемата методом ионообменного изотермического пересыщения / Д.Н. Муравьев, С.А. Фесенко, В.И. Горшков // Журн. физ химии. 1982. - Т. 56, № 6. - С. 1560-1562.

116. Муравьев Д.Н. Ионный обмен в пересыщенных растворах. II. Расчет работы образования критических зародышей некоторых аминокислот из пересыщенных растворов / Д.Н. Муравьев, С.А. Фесенко // Журн. физ. химии. 1982. - Т. 56, № 8. - С. 1960-1964.

117. Муравьев Д.Н. Ионный обмен в пересыщенных растворах. I. Исследование устойчивости пересыщенных растворов в контакте с катионитами различной природы / Д.Н. Муравьев, С.А. Фесенко, В.И. Горшков // Журн. физ химии. 1982. - Т. 56, № 6. - С. 1567-1570.

118. Молекулярная сорбция алифатических аминокислот карбоксильными ионитами из бинарных водно-этанольных растворов / Ф.Н. Капуцкий, T.JI. Юршктович, П.М. Старобинец и др. // Журн. физ. химии. 2000. — Т. 74, № 2.-С. 277-282.

119. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена / Ф. Гельферих. М.: Изд-во Иностр. лит., 1962. - 490 с.

120. Солдатов B.C. Простые ионообменные равновесия / B.C. Солдатов. — Минск : Наука и техника, 1972. С. 218.

121. Grant S. Chemical Thermodynamics of cation exchange reactions : theoretical and practical considerations // Ion Exchange and Solvent Extraction. Series of Advances / S. Grant, Ph. Fletcher. New York, 1992. - V. II. - P. 1-108.

122. Zammouri A. Ion-exchange equilibria jof amino acids on strong anionic resins / A. Zammouri, Ch. Simone, M. Laurence // Ind and Eng. Chem. Res. 2000. -V. 39, № 5. - P. 1397-1409.

123. Иванов В.А. Новые возможности разделения веществ на ионитах со слабокислотными группами : дисс. . д-ра хим наук / В.А. Иванов. — М., 2000.-339 с.

124. Либинсон Г.С. Состояние ложного равновесия при сорбции органических ионов сульфокатионитами / Г.С. Либинсон, Е.М. Савицкая, Б.П. Брунс // Ионообменная технология. М., 1965. - С.141-145.

125. Крысанова Т. А. Равновесие и кинетика сорбции ароматических аминокислот сульфокатионитом КУ-2х8 : дисс. . канд. хим. наук / Т.А. Крысанова. Воронеж, 2000. - 154 с.

126. Котова Д.Л. Термодинамические характеристики сорбции цистеина на сульфокатионите КУ-2х8 / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова, В.Ф. Селеменев // Журн. физ. химии. 2001. - Т. 75, № 7. - С. 1292-1295.

127. Хохлов В.Ю. Физико-химические процессы неизотермической сорбции ароматических и гетероциклических аминокислот анионитами : дисс. . канд хим. наук / В.Ю. Хохлов. Воронеж, 1997. — 140 с.

128. Самсонов Г.В. Термодинамическая теория обмена ионов органических ионов / Г.В. Самсонов, А.А. Селезнева // Докл АН СССР. 1962. - Т. 143, №4.-С. 919-921.

129. Шатаева JI.К. Изучение термодинамических функций ионного обмена в ионитах с участием антибиотиков тетрациклина и олеандомицина / Л.К. Шатаева, Г.В. Самсонов // Термодинамика ионного обмена. — Минск, 1968. -С. 193-199.

130. Самсонов Г.В. Термодинамические функции процесса сорбции \ хлортетрациклина сульфокатионитом / Г.В. Самсонов, В.Я. Воробьева,

131. М.В. Кравец // Коллоидный журн. 1970. - Т. 32, № 3. - С. 427-429.

132. Межмолекулярные взаимодействия в системе тирозин анионит АВ-17 /

133. B.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, А.Н. Амелин и др. // Журн. физ. химии. — 19^1.-Т. 65,№4.-С. 996-1000.

134. The Investigation of molecular Structure and thermodynamic Properties of L-leucine and L-isoleucine / L. Mingdao, W. Huixian, Y. Xiaoci, et al. // J. Wuhan. Univ. Natur. Sci. Ed. 1995. -V. 41,№ 4. - P. 439-443.

135. Винарский B.A. Некоторые особенности термодинамики обмена органических ионов на макропористых катионитах / В.А. Винарский, Г.Л. Старобинец, А.С. Липницкая // Изв. АН БССР. Сер. хим. 1976. - № 5.1. C.123-124.

136. Самсонов Г.В. Обмен ионов стрептомицина с ионами натрия на пермутите / Г.В. Самсонов, С.Е. Бреслер // Коллоидный журн. 1956. - Т. 18, № 1. — С. 88-92.

137. Шатаева Л.К. О роли диэлектрических характеристик среды в компенсационном эффекте / Л.К. Шатаева, Г.В. Самсонов // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 1975. — Т. 17. — С. 677-679.

138. Котова Д.Л. Физико-химическое состояние воды в сульфокатионообменниках при сорбции аминокислот : дисс. . канд. хим. наук / Д.Л.Котова. — Воронеж, 1992. 162 с.

139. Тимофеевская В.Д. Влияние температуры на равновесие обмена Na+ -Ме2+ (Ме=Са, Sr, Mg) на карбоксильном катионите КБ-4 / В.Д.

140. Тимофеевская, В.А. Иванов, В.И. Горшков // Журн. физ. химии. 1988. — Т. 62, №9. -С. 2631-2534.

141. Warchawsky A. Thermoreguliated ion complexation effects in polymeric crown ethers. 2. Poymeric sulfonamidobenzo-18-crown-6 / A. Warchawsky, N. Kahava // React. Polymers. 1985. - V. 4, № 4. . p. 27-37.

142. Экспериментальное исследование влияния температуры на равновесие обмена разнозарядных ионов на нерастворимых сшитых полиэлктролитах / В.А. Иванов, В.Д. Тимофеевская, Н.В. Дроздова, В.И. Горшков // Журн. физ. химии. 2000. - Т. 74, № 3. - С. 523-527.

143. Ranyana J. Termodinamic parameters and temperature effects on the extrastabi-lisation of mixed ligand complexes containing 2,2-bipyridine and amino acids / J. Ranyana, S.N. Limaye, M.S. Saxena // J. Indian. Chem. Soc. 1966. - V. 73, №7.-P. 319-323.

144. Amend J.P. Calculation of the standart molal thermodynamic properties of aqueous biomolecules at elevated temperatures and pressures L-a-amino acids / J.P. Amend, H.C. Helgeson // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1997. - V. 93, № 10.-P. 1927-1941.

145. Альтшулер Г.Н. Термодинамика ионного обмена органических ионов и сорбция никотиновой кислоты ионитом АВ-17 / Г.Н. Альтшулер, Г.В.Староверова // Журн. физ. химии. 1979. - Т. 53, № 4. - С. 1000-1003.

146. Самуэльсон О. Ионообменные разделения в аналитической химии / О. Самуэльсон. -М. : Химия, 1966. 416 с.

147. Preparative-scale amino acids separation by thermal paramrtric pumping on an ion-exchange resin / G. Simon, L. Hanak, G.Grevillot et al. // J.Chomatogr. -1995. V. 664, B. — P. 17-31.

148. Amino acids separation by preparative temperature-swing chomatography with flow reversal / G.Simon, L. Hanak, G. Grevillot et al // J. Chomatogr. 1996. — V. 732, A.-P. 1-15.

149. Preparative-scale separation of amino acids by using thermal ion exchange parametric pumping / G.Simon, G. Grevillot, L. Hanak et al // Chem. Eng. Sci.1997. V. 52, № 4. - P. 467-480.

150. Theoretical study of absorptive parametric and temperature swing chomatography with flow reversal / G.Simon, G. Grevillot, L. Hanak et al // Chem. Eng. J. —1998.-V. 70, № 1.-P. 71-80.

151. Влияние температуры на протонирование низкоосновных анионитов / А.А. Загородний, В.Ю. Хохлов, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии. — 1995. Т. 69, № 4. - С. 661-663.

152. Тулупов П.Е. Стойкость полимерных материалов / П.Е. Тулупов. М. : Химия, 1984.-231 с.

153. Кокотов Ю.А. Равновесие и кинетика ионного обмена / Ю.А. Кокотов, В.А Пасечкин. Л. : Наука, 1970. - 366 с.

154. Гороховатская Н.В. Взаимодействие Со-формы различных сульфокатионитов с парами воды / Н.В. Гороховатская, И.Д. Атаманенко, Е.Г. Сивалов // Укр. хим. журн. 1983. - Т. 49, № 12. - С. 1257-1263.

155. Маринский Я. Ионный обмен / Я. Маринский. М. : Мир, 1968. - 565 с.

156. Ферапонтов Н.Б. Модель для описания параметров растворов сшитых полиэлектролитов, ее экспериментальная проверка и применение : дисс. . д-ра. хим. наук / Н.Б. Ферапонтова. М., 2001. - 298 с.

157. Тремийон Б. Разделение на ионообменных смолах / Б. Тремийон. М. : Мир, 1967.-431 с.

158. Alexander W.A. The distribution of woter in cation-exchange resins / W.A. Alexander, A.M. Markson, A. McAuley // J. Chem. Soc. 1965. - August. - P. 4330-4335.

159. Studies on ion-exchange resins. V. Water vapor sorption / H.P.Gregor, B.R. Sundheim, K.M. Held, M.H. Waxman // J. Coll. Sci. 1952. - V. 7, № 5. - P. 511-533.

160. Архангельский JI.K. Взаимодействие ионообменных смол с водой / JI.K. Архангельский, А.А. Воеводина, Е.А. Матерова // Вестн. ЛГУ. Сер. физ. и хим. 1961. - № 22, вып. 4. - С. 102-110.

161. Вешев С.Ф. Поглощение воды смешанными формами сульфокатионитов / С.Ф. Вешев, М.М. Пивоваров, Л.К. Архангельский // Ионный обмен и ионометрия. Л., 1982.-Вып. З.-С. 33-39.

162. Кисельгофф Г.В. Влияние обменной емкости на сорбцию паров сульфокатионитами / Г.В. Кисельгофф, Л.К. Архангельский, Е.Ф. Матерова // Ионный обмен и ионометрия. — Л., 1982. — Вып. 3. — С. 27-30.

163. Исследование состояния воды в ионитах Даукс-50 и некоторых поликонденсационных ионитах / Н.Н.Немцова, В.А. Пасечник, А.И. Кольцов и др. //Коллоидный журн. — 1976. Т. 38, вып. 2. — С. 382-385.

164. Пестрак А.Ф. Особенности набухания слабосетчатого сульфокатионита /

165. A.Ф. Пестрак, B.C. Солдатов // Коллоидный журн. — 1973. — Т. 35, вып. 4. — С. 783-786.

166. Boyd G.E. Osmotic Free Energies of Ion-exchanges Thermodynamic Considara-tion / G.E. Boyd, В .A. Soldano // Z. Electrochem. 1953. - Bd. 57, H. 3. - S. 162-170.

167. Sundheim B.R. Studies of ion-exchange resins. VII. Water vapor sorption by cross-linked polystyrene sulfonic acid resins / B.R. Alexander, M.H.Waxman, H.P. Gregor // J. Phys. Chem. 1953. - V. 57, № 9. - P. 974-978.

168. Самсонов Г.В. Ионный обмен и набухание ионитов / Г.В. Самсонов, В.А. Пасечник // Успехи химии. 1969. - Т. 38, вып. 7. - С. 1257-1293.

169. Котова Д.Л. Термический анализ ионообменных материалов / Д.Л. Котова,

170. B.Ф. Селеменев. М. : Наука, 2002. - 156 с.

171. Тулупов П.Е. Влагоемкость и набухаемость ионитов. I. Зависимость от обменной емкости / П.Е. Тулупов, А.И. Гантман, Т.Ю. Бутенко // Журн. физ. химии. 1985. - Т. 59, № 10. - С. 2613-2616.

172. Dickel G. Uber das thermodynamische verhalten von kunstharz-kationen-austauschere bei der wasseraufnahme / G. Dickel, J. Hartmann // Z. Phys. Chem. N.F. 1960. -Bd. 23, H. 1/2. - S. 1-28.

173. Киргинцев A.H. Изотермы адсорбции воды смолой КУ-2 в различных ионных формах / А.Н. Киргинцев, А.В. Лукьянов, А.И. Вулих // Иониты и ионный обмен. М., 1966. - С. 31-39.

174. Когановский A.M. Влияние соотношения и природы противоионов на набухаемость ионитов / A.M. Когановский, Я.М. Заграй // Укр. хим. журн. 1968. - Т. 34, № 5. - С. 446-447.

175. Гидратационные характеристики катионита КУ-2х8, насыщенного ароматическими аминокислотами / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии. 2001. - Т. 75, № 11. - С. 2016-2020.

176. Влияние степени сшивки и вида противоиона на гидратацию сульфокатионита КУ-2х8 / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова, Н.И. Коренман и др. //Журн. физ химии. 1991. - Т. 65, № 8. - С. 2579-2582.

177. Солдатов B.C. О состоянии воды, поглощенной анионитом / B.C. Солдатов, Л.В. Новицкая, Г.В. Сосинович // Коллоидный журн. — 1974. — Т. 36, № 5. С. 990-992.

178. Крылов Е.А. Термодинамика гидратации водородной и ряда солевых форм промышленного катионита СГ-1 : дисс. . канд. хим. наук / Е.А. Крылов. -Горький, 1980.- 154 с.

179. Argersinger W.J. Experimental factors and activity coefficients in ion-exchange equilibria / W.J. Argersinger, A.W. Davidson // J. Phys. Chem.- 1952. V. 56, № 1. - P. 92-96.

180. Myers G.E. A thermodynamic calculation exchange selectivities / G.E. Myers, G.E.Boyd // J. Phys. Chem. 1956. - V. 60, № 5. p. 521-529.

181. Ekedahl E. Activities of the components in ion-exchangers / E. Ekedahl, E. Hog-feld, L.G. Sillen / Acta Chem. Scand. 1950. - V. 4, № 3 p. 556-558.

182. Исследование состояния воды в слабокислотном катионите КБ-4П-2 методом ЯМР / В.В. Манк, В.П.Лешенко, О.Д. Куриленко и др. // Докл. АН СССР. 1972. - Т. 202, № 2. - С. 377-379.

183. Манк В.В. Исследование чисел гидратации ионообменных смол методом ЯМР /В.В. Манк, В.Д. Гребенюк, О.Д. Куриленко / Докл АН СССР. -1972. Т. 203, № 5. - С. 1115-1117.

184. Frankel L.S. Nuclear magnetic resonance method for determing the moisture hold capacity of cation exchange resins as function of temperature / L.S. Frankel // Analyt. Chem. 1973. - V. 45, № 8. - P. 1570-1571.

185. Заболоцкий В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко. М.: Наука, 1996. - 392 с.

186. Определение воды в ионообменниках методом термического анализа / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Н.И. Коренман и др. // Журн. аналитической химии. 1991. - Т. 46, № 2. - С. 414-416.

187. Zagorodni А.А. Ifrared spectroscopy of ion exchange resins : chemical deterioration of the resins / A.A. Zagorodni, D.L. Kotova, V.F. Selemenev // Reactiv Functional Polymers. 2002. - V. 53. - P. 157-171.

188. Влияние различных факторов на состояние воды и свойства гидрогелей полиэлектролитных комплексов медицинского назначения / И.В. Железнова, А.Р. Рудман, Р.И. Калюжная и др. // Химико-фарм. журн. — 1988.-№2.-С. 227-231.

189. Некряч Е.Ф. Термодинамика гидратации ионитов / Е.Ф. Некряч, О.Д. Куриленко // Докл. АН СССР. 1965. - Т. 165, №3.-С. 611-614.

190. Вода в полимерах / под ред. С. Роуленда. М. : Мир, 1984. - 555 с.

191. Крылов Е.А. Метод определения равновесного содержания гидратационной воды в органических катионитах и их обменной емкостипо отдельным ионогенным группам / Е.А. Крылов, Н.В. Карякин, А.В. Макаров // Журн. физ. химии. 2004. - Т. 78, № 1. - С. 147-149.

192. Хохлов А.Р. Самоорганизация в ион-содержащих полиэлектролитных системах / А.Р. Хохлов, Е.Е. Дормидонтова // Успехи физ. наук. — 1997.- Т. 167, №2.-С. 113-128.

193. Tanaka T. Collapse of gels and the critical endpoint / T. Tanaka // Phys. Rev. Lett. 1978. - V. 40, № 12. - P. 820-823.

194. Collapse polyelectrolyte netwoks induced by their interaction wiith an oppositely charged surfactant / A.R. Khokhlov, E.Yu. Kramarenko, E.E. Makhaeva, S.G. Starodubtesv // Makromol. Chem. Theory Simul. 1992. - V. 1. - P. 105110.

195. Evidence for Polyelectrolyte Ionomer behavior in the collapse of polycationic gels / S.G. Starodubtesv, A.R. Khokhlov, E.L. Sokolov, B. Chu // Macromole-cules. 1995. - V. 28, № 11. - P. 3930-3936.

196. Состояние воды в катионите КУ-2х8, содержащем двух- и трех-разрядные катионы / В.А. Углянская, Т.А. Завьялова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии. 1990. - Т. 64, № 8. - С. 2142-2147.

197. Карпов О.Н. Термогравиметрическое исследование катионита КУ-2 в Н-форме / О.Н. Карпов, В.В. Климов, В.И. Волкова // Журн. физ. химии. -1968. Т. 42, № 9. - С. 2295-2299.

198. Марчевская Ю.М. Формы связи воды в ионитах по данным термогравиметрического анализа / Ю.М, Марчевская, О.Д. Куриленко // Журн. физ. химии. 1965. - Т. 39, № 11. - С. 2849-2850.

199. Гладких С.Н. Исследование десорбции воды на сульфокатионитах разной структуры методом дериватографии / С.Н. Гладких, В.Ф. Селеменев, Е.Ф. Романенко // Теория и практика сорбционных процессов. 1980. - Вып. 13.-С. 46-56.

200. Состояние воды в ионообменных материалах. Н-форма сульфокатионита КУ-2х8 / В.А. Углянская, Т.А. Завьялова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии.-1990.-Т. 64,№ 1.-с. 181-186.

201. Тулупов П.Е. Кинетика термического разложения сульфокатионитов на основе стирола и дивинилбензола по данным термогравиметрического анализа / П.Е. Тулупов, О.Н. Карпов // Журн. физ. химии. 1973. - Т. 47, №6.-С. 1420-1423.

202. Особенности состояния воды в анионите АВ-17-2П, насыщенном глутаминовой кислотой в разных ионных формах / В.Ф.Селеменев, Д.Л. Котова, В.А. Углянская и др. // Журн. физ. химии. 1986. - Т. 60, № 9. - С. 2569-2571.

203. Инфракрасная спектроскопия ионообменных материалов / В.А. Углянская, Г.А. Чикин, В.Ф. Селеменев и др. Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та, 1989.-200 с.

204. Селеменев В.Ф. Особенности гидратации анионита АВ-17-2П, насыщенного аминокислотами / В.Ф.Селеменев, Л. Б. Антаканова, Д.Л. Котова // Журн. физ. химии. 1990. - Т. 64, № 5. - С. 1405-1407.

205. Особенности гидратации сульфокатионита КУ-2х8 при сорбции аминокислот / В.Ф. Селеменев, Д.Л.Котова, Л. Б. Антаканова и др. // Журн. физ. химии. 1994. - Т. 68, № 8. - С. 1512-1514.

206. Яцимирский В.К. Взаимосвязь между энергией и энтропией как возможная причина компенсационного эффекта / В.К. Яцимирский // Теоретическая и экспериментальная химия. 1976. — Вып. 12. - С. 566-569.

207. Компенсационная зависимость в кинетике дегидратации анионита АВ-17-2П / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев, Т.В. Елисеева и др. // Журн. физ. химии. 1989. - Т. 63, № 8. - С. 2212-2214.

208. Механизм и кинетика дегидратации анионитовых мембран / М.В. Рожкова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев и др. // Химия и технология воды. — 1991. — Т. 13, №9.-С. 800-803.

209. Кинетика дегидратации Н-сульфокатионообменников гелевой структуры / Д.Л. Котова, Т.А. Кравченко, В.Ф. Селеменев и др. // Химия и технология воды. 2001. - Т. 23, № 5. с. 493-500.

210. Структура поликомплексов, образованных сетчатым полиакрилатом натрия и катионными мицеллообразующими поверхностно-активными веществами / Ю.В. Хандурина, А.Т. Дембо, В.Б. Рогачева и др. // Высокомолекулярные соединения. 1994. — Т. 36, № 2 — С. 235-240.

211. Стабильность поликомплексов сетчатый полиэлектролит поверхностно-активное вещество в водно-солевых и водно-органических средах / Ю.В. Хандурина, В.Б. Рогачева, А.Б. Зезин и др. // Высокомолекомолекулярные соединения. - 1994. - Т. 36, № 2 - С. 241-246.

212. Маленков Г.Г. Структура воды в кристаллогидратах некоторых биологически важных веществ / Г.Г. Маленков // Состояние и роль воды в биологических объектах. — М., 1967. — С. 41-54.

213. Биохимическая термодинамика / под ред. М. Джоунса. М. : Мир, 1982. — 440 с.

214. Маленков Г.Г. Геометрия построек из молекул воды в структурах кристаллогидратов / Г.Г. Маленков // Журн. структурной химии. 1962. -Т. 3,№ 2. - С. 220-243.

215. Китайгородский А.И. Молекулярные кристаллы / А.И. Китайгородский. — М. : Наука, 1971.-424 с.

216. Китайгородский А.И. Органическая кристаллохимия / А.И. Китайгородский. М. : Изд-во АН СССР, 1955. - 350 с.

217. Молекулярные структуры / под ред. А. Доменикано, И. Харгиттаи. М. : Мир, 1997.-671с.

218. Якубке Х.Д. Аминокислоты, пептиды, белки / Х.Д. Якубке, X. Ешкайт. — М.: Мир, 1985.-455 с.

219. Раковский А.В. Об аналогии между гелями и обыкновенными растворами / А.В. Раковский // Журн. Рус. Физико-хим. О-ва. 1911. - Т. 43. - С. 362374.

220. Котова Д.Л. Особенности гидратации алифатических аминокислот / Д.Л. Котова, О.А. Виноградова, Л.М. Калинина // Журн. физ. химии. — 2002. — Т. 76, № 12.-С. 2288-2291.

221. Особенности гидратации аскорбиновой кислоты / Т.А. Крысанова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии. — Т. 78, № 6. С. 11441147.

222. Котова Д.Л. Термодинамические характеристики взаимодействия воды с твердыми ароматическими и гетероцикличискими аминокислотами / Д.Л. Котова, Д.С. Бейлина, Т.А. Крысанова // Журн. физ. химии. 2004. - Т. 78, №8.-С. 1-4.

223. Котова Д.Л. Термохимические характеристики растворения цистеина в воде / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова, В.Ф. Селеменев // Журн. физ. химии. -2000. Т. 74, № 12. - С. 2269-2271.

224. Чумакова Р.Б. Объемные свойства водных растворов сахарозы при 287-318 К / Р.Б. Чумакова, А.Г. Крестов, В.К. Абросимов // Журн. хим. термодинамики и термохимии. 1993. — Т. 2, № 1. — С. 53-61.

225. Leyendekkers J.V. Solutions of organic solutes. 1. Volume and comperessibilityof amino acids / J.V. Leyendekkers // J. Phys. Chem. 1986. - V. 90, № 21. - P. 5449-5455.

226. Основы биохимии / А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит и др. М. : Мир, 1981. — Т.2.-617 с.

227. Гурская Г.В. Структура аминокислот / Г.В. Гурская. М. : Наука, 1966. — 159 с.

228. Майстер А. Биохимия аминокислот / А. Майстер. М. : Изд-во Иностр. лит., 1961.-530 с.

229. Гринштейн Дж. Химия аминокислот и пептидов / Дж. Гринштейн, М. Виниц. М. : Мир, 1965. - 824 с.

230. Батлер Дж. Ионные равновесия / Дж. Батлер. — JI. : Химия, 1973. 446 с.

231. Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот и др. М. : Мир, 1991.-543 с.

232. Берштейн Н.Я. Спектрофотометрический анализ в физической химии / Н.Я. Берштейн, Ю.А. Каминский. JI. : Химия, 1986. - 186 с.

233. Спектрофотометрическое определение фенилаланина и тирозина / В.Ф. Селеменев, В.Ю. Хохлов, Н.Я. Коренман и др. // Журн. аналитической химии. 1994. - Т. 49, №4. - С. 446-447.

234. Спектрофотометрическое определение ароматических и гетероциклических аминокислот в их смесях / А.В. Казначеев, О.Н. Хохлова, В.Ю. Хохлов и др. // Журн. аналитической химии. 2000. — Т. 55, №4.-С. 375-377.

235. Спектрофотометрическое определение цистеина в водном растворе / О.И. Рожнова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. аналитической химии.- 1999.-Т. 54,№ 12.-С. 1265-1267.

236. Киргинцев А.Н. Очерки о термодинамике водно-солевых систем / А.Н. Киргинцев. Новосибирск : Наука, 1976. - 200 с.

237. Экспериментальные методы химии растворов : спектроскопия и калориметрия / И.С. Перелыгин, JI.JI. Кимтис, В.И. Чижик и др. М. : Наука, 1985.-380 с.

238. Амелин А.Н. Калориметрия ионообменных процессов / А.Н. Амелин, Ю.А. Лейкин. Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та, 1991. - 102 с.

239. Дерффель К. Статистика в аналитической химии / К. Дерффель. М. : Мир, 1998.-268 с.

240. Экспериментальные методы химии растворов. Денситометр ия, вискозиметрия, кондуктометрия и другие методы / В.К. Абросимов, В.В. Королев, В.Н. Афанасьев и др. М.: Наука, 1997. - 351 с.

241. Государственная фармакопея. 10-е изд. -М., 1968. - С. 194-199.

242. Наканиси К. Инфракрасная спектроскопия и строение органических соединений / К. Наканиси. М. : Мир, 1987. - 188 с.

243. Чиргадзе Ю.Н. Инфракрасные спектры и структура полипептидов и белков /Ю.Н. Чиргадзе. М. : Наука, 1965. - 136 с.

244. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / Л. Беллами. М. : Изд-во Иностр. лит., 1963. - 590 с.

245. Казицына Л. А. Применение УФ-ИК-ЯМР и масс-спектроскопии в органической химии / Л.А. Казицына, Н.Б. Куплетская. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1979.-240 с.

246. Кристаллография, рентгенографияи электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов и др. -М.: Металлургия, 1982. 631 с.

247. A.S.T.M. Diffraction Data Cards File, 1995.

248. Шестак Я. Теория термического анализа / Я. Шестак. М. : Мир, 1987. -455 с.

249. Котова Д.Л. Исследование гидратационных характеристик фенилаланина и тирозина методами термического анализа / Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев,

250. Д.С. Бейлина и др. // Конденсированные среды и межфазные границы. — Воронеж, 2002. Т. 3. - С. 248-251.

251. Грег С. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость / С. Грег, К. Синг. -М., 1984.-С. 130-135.

252. Харнед Г. Физическая химия растворов электролитов / Г. Харнед, Б. Оуэн. М. : Изд-во Иностр. лит., 1952. - 630 с.

253. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов / Н.А. Измайлов. М. : Химия, 1976.-488 с.

254. Шахпаронов М.И. Связь между растворимостью, коэффициентом активности и свойствами частиц, составляющих раствор / М.И. Шахпаронов //Журн. физ. химии. 1951. - Т. 25, № 6. - С. 1103-1108.

255. Лайтинен Г.А. Химический анализ / Г.А. Лайтинен, В.Е. Харрис. М. : Химия, 1979.-624 с.

256. Сибрина Г.В. Кислотно-основные равновесия в неводных средах / Г.В. Сибрина, В.К. Абросимов // Всесоюзная научная конференция : тез. докл. -Харьков, 1987.-С. 173-185.

257. Каррер П. Курс органической химии / П. Каррер. Л. : Госхимиздат, 1962. -1216 с.

258. Теоретические основы органической химии / А.С. Днепровский, Т.И. Темникова-Л.: Химия, 1979. 520 с.

259. Meirovitch Н. Empirical Studies of Hydrophobicity. 1. Effect of Protein Size on the Hydrophobic Behavior of Amino Acids / H. Meirovitch, S. Rackovsky, H.A. Scheraga // Macromolecules. 1980. - V. 13. - P. 1398-1405.

260. Уэдайра X. Гидратация огранических ионов в водных растворах / X. Уэдаира // Журн. физ. химии. 1968. - Т. 62, № 12. - С. 3024-3027.

261. Рейхардт К. Растворители и эффекты среды в органической химии / К. Рейхард. М.: Мир, 1991. - 763 с.

262. Адсорбция органических веществ из водных растворов / A.M. Когановский, Н.А. Клименко, Т.М. Левченко и др. Л. : Химия, 1990. -256 с.

263. Куликов О.В. Термодинамическое и спектроскопическое исследование межмолекулярной ассоциации в водных растворах дипептидов / О.В. Куликов, В.Г. Баделин, Г.А. Крестов // Биофизика. 1991. - Т. 36, вып. 3. -С. 294-298.

264. Пюльман Б. Межмолекулярные взаимодействия: от двухатомных молекул до биополимеров / Б. Пюльман. М. : Мир, 1981. - 580 с.

265. Терехова И.В. Термодинамический анализ селективного взаимодействия а-и Р-циклодекстринов с ароматическими аминокислотами в воде / ИЛЗ. Терехова, П.В. Лапшев, О.В. Куликов // Журн. физ. химии. 2000. — Т. 74, № 11.-С. 2011-2013.

266. Ланшина Л.В. Существование недостижимой критической точки расслаивания в водных растворах неэлектролитов / Л.В. Ланшина, М.Н. Родникова, И.А. Чабан // Журн. физ. химии. 1992. - Т. 66, № 1. - С. 204208.

267. Чабан И.А. Концентрационный интервал разрушения сетки водородных связей воды в водных растворах неэлектролитов / И.А. Чабан, М.Н. Родникова, В.В. Жакова // Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 2. - С. 293-298.

268. Соловьев С.Н. Относительно использования теории Дебая-Хюккеля для расчета энтальпий разбавления неводных растворов электролитов / С.Н.

269. Соловьев, Н.М. Привалова, А.Ф. Воробьев // Журн. физ. химии. 1976. — Т. 50, № 12.-С. 2719-2720. 283.Standard quantities in chemical thermodynamics : (JUPAC Recommendation on 1994) // Pure. Appl. Chem. - 1994. - V. 66. - P. 533.

270. Куликов O.B. Термодинамические характеристики гидратации аминокислот и пептидов, рассчитанные на основе сфероцилиндрической модели масштабной частицы / О.В. Куликов, П.В. Лапшев // Химия и хим. технология. 1997. - Т. 40, вып. 4. - С. 59-62.

271. Крестов Г.А. Ионная сольватация. Проблемы химии растворов / Г.А. Крестов, Н.П. Новоселов, И.С. Перелыгин. М. : Наука, 1987. - 200 с.

272. Александров В.Д. Термические эффекты при кристаллизации капель воды в естественных условиях / В.Д. Александров, А.А. Баранников // Хим. термодинамика и термохимия. 1992. - Т. 2, № 2. - С. 87-91.

273. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкостей / В.И. Данилов — Киев : Изд-во АН УССР, 1956. 152 с.

274. Кидяров Б.И. Кинетика образования кристаллов из жидкой фазы / Б.И. Кидяров. Новосибирск : Изд-во СО АН СССР, 1979. - 132 с.

275. Скрипов В.П. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей / В.П. Скрипов, В.П. Коверда. М. : Наука, 1985. - 320 с.

276. Яценко О.Б. Особенности водно-солевых систем при низких температурах / О.Б. Яценко, Я.А. Угай, Д.Л. Котова // Журн. прикладной химии. — 1997. -Т. 70, вып. 12.-С. 1948-1954.

277. Вода и водные растворы при температуре ниже 0°С / под. ред. Ф.Франкса. -М.: Наука, 1958.-264 с.

278. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел А.Ф. Скрышевский. М. : Высш. шк., 1980. - 328 с.

279. Антоненко В.Я. Физика воды / В.Я. Антоненко. — Киев : Наукова думка, 1986.- 126 с.

280. Москвин JI.H. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии / JI.H. Москвин, Л.Г. Царицына. Л. : Химия, 1991. — 321 с.

281. Юхневич Г.В. Силовое поле льда / Г.В. Юхневич, М.Ф. Вигансига // Докл. РАН. 1998. - Т. 358. - С. 641-644.

282. Вигдорович В.Н. Вопросы химической термодинамики кристаллизационной очистки / В.Н. Вигдорович // Кристаллизация. Л., 1970.- 120 с.

283. Сергеев Г.Б. Криохимия / Г.Б. Сергеев, В.А. Батюк. М., 1978. - С. 210.

284. Федорова Р.В. Зонная плавка сложных органических соединений в виде растворов эвтектического состава / Р.В. Федорова, П.И. Федоров, Ю.П. Шведов // Кристаллизация. Л., 1970. — 122 с.

285. Убеллоде А. Плавление и кристаллическая структура / А. Убеллоде. М. : Мир, 1988. - 156 с.

286. Пат. 2214996 Российская Федерация. Способ разделения тирозина и фенилаланина в водных растворах / Д.Л. Котова, О.Б. Яценко, В.Ф. Селеменев и др.; заявл. 11.02.2002; опубл. 27.10.03, Бюл. № 30.

287. Булычева М.С. Метод расчета сорбции амфолита с учетом необменного электролита / М.С. Булычева, П.С. Ныс, Е.М. Савицкая // Журн. физ. химии. 1970.-Т. 44, № 12.-С. 3099-3101.

288. Seno М. Ion-exchange behavior of acids amino acids / M. Seno, T. Yamabe // Bull. Chem. Soc. Jap. 1960. - V. 33, № 11. - P. 1210-1226.

289. Иегенсоне Б.А. Статика и динамика сорбции глутаминовой кислоты, Б.А. Иегенсоне, Л.О. Раминя, Р.Я. Карклиныш // Изв. АН Латв. ССР. — 1970. -№9.-С. 91-94.

290. Хамизов Р.Х. Физико-химические основы комплексного освоения минеральных ресурсов вод океана : дис. . д-ра хим. наук / Р.Х. Хамизов ; Ин-т геохимии и анал. химии им. Вернадского РАН. М., 1998. — 355 с.

291. Muraviev D. Separation and concentration of calcium and magnesium from seawater by carboxylic resins with temperature-induced selectivity / D. Mura-viev, J. Noguerol, M. Valiente // React. Funct. Polym. 1996. - V. 28, № 2. - P. 111-126.

292. Современные физические методы исследования ионитов / Н.И. Николаев, В.А. Григорьева, В.И. Волкова и др.//Ионный обмен.-М., 1981.-С. 91-110.

293. Полянский Н.Г. Методы исследования ионитов / Н.Г. Полянский, Г.В. Горбунов, Н.Л. Полянская. М.: Химия, 1976. - 208 с.

294. Самсонов Г.В. Термодинамические, кинетические и динамические особенности ионного обмена с участием ионов органических веществ / Г.В. Самсонов//Ионный обмен.-М.;" 1981.-С. 126-137.

295. Особенности взаимодействия лейцина с жидким сульфокатионитом / B.C. Солдатов, В.Н. Гринько,З.И. Куваева и др. // Журн. физ. химии. 2004. - Т. 78, № 1.-С. 114-118.

296. Обмен катионов алифатических аминокислот на жидком сульфокатионите / B.C. Солдатоа, З.И. Куваева, В.А. Бычкова и др. // Журн. физ. химии. -1998. -Т. 72,№ с. 136-143.

297. Эллиот А. Ифракрасные спектры и структура полимеров / А. Эллиот. М. : Наука, 1972. г 160 с.

298. Ратайчик Г. Молекулярные взаимодействия / Г.Ратайчик, И. Орвилл-Томас. М.: Мир, 1984. - 600 с.

299. Селеменев В.Ф. Кинетика дегидратации анионита АВ-17-2П, насыщенного малорастворимого аминокислотами / В.Ф. Селеменев, Д.Л. Котова // Журн. физ химии. 1986. - Т. 60, № 8. - С. 2062-2063.

300. Цундель Г. Гидратация и межмолекулярные взаимодействия / Г. Цундель. -М.: Наука, 1972.-406 с.

301. Чиргадзе Ю.Н. Проявление водородной связи в инфракрасных спектрах пептидных соединений / Ю.Н. Чиргадзе // Водородная связь. М., 1964. — С. 310-316.

302. Карякин А.В. Состояние воды в органических и неорганических соединениях / А.В. Карякин, Г.А. Кривенцова. — М. : Химия, 1973. — 174 с.

303. Boyd G.E. The Donnan equilibrium in cross-linked polystyrene cation and anion exchangers / G.E. Boyd, K. Bunzl // J. Am. Chem. Soc. 1967. - V. 69, № 8. -P. 1477-1481.

304. Jeon C.H. Swelling behavior of polyelectrolyte gels in the presence of salts / C.H. Jeon, E.E. Makhaeva, A.R. Khokhov // Macromol. Chem. Phys. 1998. -V. 199.-P. 2665-2670.

305. Солдатов B.C. Свободная энергия ионообменных процессов / B.C. Солдатов//Ионный обмен.-М., 1981.-С. 111-126.

306. Grant S. Chemical Thermodynamics of cation exchange reactions theoretical and practical considerations / S. Grant, Ph. Fletcher // Ion Exchange and Solvent Extraction. Series of Advances. New York, 1992. - V. 11. - P. 1-108.

307. Кузнецова Е.М. Априорный расчет температурной зависимости констант равновесия ионного обмена на сульфокатионитах / Е.М. Кузнецова, И.Г. Меерович//Журн. физ. химии. 1997. - Т. 71, № 12.-С. 2299-2301.

308. Rinaudo М. Determination of the thermodynamic parameters of selectivity on polyelectrolytes by potentiometry and microcalorimetry / M. Rinaudo, M. Milas //Macromolecules. — 1973. — V. 6, №6.-P. 879-881.

309. Крысанова Т. А. Термодинамические функции процесса сорбции ароматических аминокислот Н-формой сульфокатионита КУ-2х8 / Т.А. Крысанова, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев и др. // Журн. физ. химии. 2000. -Т. 74, №2.-С. 335-337.

310. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам / Г. Хакен. М. : Мир, 1991. - 240 с.

311. Климантович Н.Ю. Без формул о синергетике/ Н.Ю. Климантович. — Минск : Высш. шк., 1986. 223 с.

312. Котова Д.Л. Влияние межфазного переноса воды на энергию Гиббса сорбции ароматических аминокислот на сульфокатионите КУ-2х8 в Н-форме / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова // Журн. физ. химии. 2002. - Т. 76, №7.-С. 1328-1330.

313. Кришталь С.П. Структура водородно-связанных кластеров в суб- и сверхкритическим метаноле / С.П. Кришталь, М.Г. Киселев // Журн. физ. химии.-2003.-Т. 77, № 11.-С. 2019-2022.

314. Котова Д.Л. Закономерности сорбции фенилаланина и цистеина на сульфокатионите Ку-2х8 в растворе в присутствии цвиттерлитов / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, О.И. Рожнова // Журн. физ. химии. — 2003. Т. 77, №7.-С. 1309-1311.

315. Кокотов Ю.А. Теоретические основы ионного обмена. Сложные ионообменные системы / Ю.А. Кокотов, П.П. Золотарев, Г.Е. Элькин. — JI. : Химия, 1986.-270 с.

316. Мейчик Н.Р. Метод описания кинетики сорбции на комплексообразующих катионитах с использованием диффузионно-химической модели / Н.Р. Мейчик, Ю.А. Лейкин // Журн. физ. химии. 1985. - Т. 59, № 1. - С. 149153.

317. Liderti L. Ion-exchange kinetics in selective systems / L. Liberti, J.A. Marinsky, Y. Marcus ; Marcel Diccer, Inc. // Ion-exchange and solvent extraction. New York ; Basel, 1985.-V. 9.-P. 175-210.

318. Efendiev A.A. Structure and sorption kinetics of weak and complex-forming ion-exchangers / A.A. Efendiev, A.T. Shahtahtinskaya, P. Meares // Prociding Int. Conference on theory and practice of ion-exchange. SCI. Cambridge, 1976.-P. 181-189.

319. Duffy S.C. Ion-exchange in chabazite. Part 2. Comparison of experimental and theoretical rates of Na/K exchange / S.C. Duffy // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1975. - V. 71, №3. - P. 602-609.

320. Solubility and Iipophilicity tests of copper (II) complexes of essential of amino acids / A. Cueras, I. Viera, M. Torre et al. // Afinidat. 1998. - V. 55, № 4. - P. 183-185.

321. Николаев Н.И. Кинетика ионного обмена на смолах / Н.И. Николаев // Кинетика и динамика физической адсорбции. М., 1973. - С. 32-38.

322. McCombie C.W. Ratio of ionic conductivity to tracel diffusion in interstitial migration / C.W. McCombie, A.B. Lidiard // Phys. Rev. 1956. - V. 101, № 3. -P. 1210-1211.

323. Знаменский Ю.П. Исследование механизма переноса ионов в ионообменных мембранах при помощи эффекта Холла / Ю.П. Знаменский,

324. B.И. Малинов, А.И. Касперович // Журн. физ. химии. 1977. - Т. 51, № 3.1. C. 740-742.

325. Знаменский Ю.П. Кинетика ионообменных процессов / Ю.П. Знаменский, Н.В. Бычков. Обнинск : Изд-во Принтер, 2000. — 204 с.

326. Калиничев А.И. Изотермическая кинетика и динамика нелинейных сорбционных систем при наличии эффектов взаимного влияния компонентов : дис. . д-ра хим. наук / А.И. Калиничев. М., 1985. - 463 с.

327. Nativ М. Kinetics of ion-exchange processes accompanied by chemical reactions / M. Nativ, S. Goldstein, G. Schmuckler // J. Inorg Nucl. Chem. 1975. -V. 37, № 9. - P. 1951-1956.

328. Tao Zuyi Shell progressive model with changing bulk concentration and echanger volume in ion exchange / Tao Zuyi, Neu Jinlong // Solv. Ectraction anl ion exchange.-1990.-V.8,№ 1 P. 99-115.

329. Знаменский Ю.П. Анализ сверхэквивалентной сорбции карбоновых кислот на анионитах / Ю.П. Знаменский, Г.Н. Давыдова / Журн. физ. химии. -1988. Т. 62, № 6. - С. 1673-1675.

330. Калиничев А.И. Кинетика ионного обмена, сопровождающегося химической реакцией противоиона в фазе ионита / А.И. Калиничев, Т.Д. Семеновская, К.В. Чмутов // Сорбция и хроматография. М., 1979. - С. 144-148.

331. Сорбция инсулина на катионитах «Биохром» / Ю.Я. Лебедев, Л.П. Гаврюченкова, К.Э. Сарапов и др. // Журн. физ. химии. — 1994. — Т. 68, № 10.-С. 1778-1781.

332. Винарский В. А. Особенности обмена органических ионов на макропористых катионитах / В.А. Винарский, Г.Л. Старобинец, Л.М. Овсянко // Ионный обмен и хроматография. — Воронеж, 1976. — С. 67-71.

333. Либинсон Г.С. Сорбция красителя метиленового-голубого на сульфокатионитах КУ-2 / Г.С. Либинсон, Е.М. Савицкая, Б.П. Брунс // Журн. физ. химии. 1963. - Т. 37, № 2. - С. 420-424.

334. Кинетика сорбции ферментов в поверхностном слое карбоксильных ионитов / А.А. Селезнева, Г.А. Бабенко, Г.Э. Элькин и др. // Коллоидный журн. — 1974. Т. 36, №3.-С. 511-514.

335. Кинетика сорбции белков ионообменными смолами / Г.Э. Елькин, Г.А. Бабенко, А.А. Селезнева и др. // Коллоидный журн. 1972. - Т. 34, № 2. — С.208-212.

336. Котова Д.Л. Особенности кинетики взаимодействия сульфокатионообменника с аминокислотой / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, В.Ф. Селеменев//Журн. физ. химии. 1999.-Т. 73, № 7. - С. 1316-1318.

337. Котова Д.Л. Кинетика сорбции цистеина на сульфокатионите КУ-2х8 / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, О.И. Рожнова // Сорбционные и хроматографические процессы. Воронеж, 2002. - Т. 2, вып. 5-6. - С. 549552.

338. Знаменский Ю.П. О применимости метода ограниченного объема для исследования кинетики обмена ионов на слабодиссоциированных ионитах / Ю.П. Знаменский // Журн. физ. химии. 1985. - Т. 59, .№ 2. - С. 490-492.

339. Знаменский Ю.П Химически активные полимеры и их применение / Ю.П. Знаменский, А. И.Касперович, Н.В. Бычков. JL, 1969. - С. 146-153.

340. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций / Б. Дельмон. — М. : Мир, 1972.-554 с.

341. Продан Е.А. Неорганическая топохимия / Е.А. Продан. Минск : Наука, 1986.-238 с.

342. Lilty Т.Н. Chemistry and Biochemistry of amino acids / Т.Н. Lilty, G.C. Barret. Chapman Holl, 1985. - V. 3. - P. 684-686.

343. Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции / Ю.Д. Третьяков. — М. : Химия, 1979.-360 с.

344. Розовский А .Я. Кинетика топохимических реакций /А.Я. Розовский. — М. : Химия, 1974.-220 с.

345. Особенности процессов кислородного обмена в твердых растворах состава Lai.xSrxCoiyFey03-z / В.А. Кяцко, Н.Н. Олейников, Е.В. Кругляков, Н.Т. Кузнецов // Журн. неорганической химии. — 2001. Т. 46, № 8. - С. 12371243.

346. Кинетика сорбции аминокислот на сульфо- и карбоксильных катионитах / М.В. Матвеева, Д.Л. Котова, В.Ф. Селеменев и др. // Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж, 1997. — Вып. 22. - С. 178-182.

347. Определение кинетических параметров сорбции ароматических аминокислот сульфокатионитом Ку-2х8 / С.И. Карпов, В.А. Кузьминых, М.В. Матвеева и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. -Воронеж, 2003. Т. 3, вып. 6. - С. 688-698.

348. Partridge S.M. Separation of bases and amino acids by displacement choma-tography on ion exchange columns / S.M. Partridge // Discus. Farad. Soc. — 1949. № 7. - P.296-305.

349. Partridge S.M. Displacement chomatography as a preparative method for amino asids / S.M. Partridge // Chem. ind. 1950. - № 2. - P. 383-387.

350. Хамизов Р.Х. Двухтемпературные экологически чистые методы переработки природных и техногенных вод / Р.Х. Хамизов, О.В. Фокина // Наука производству. - 1998. - № 2. - С. 20-26.

351. The role of temperature in ion exchange processes of separation and purification / V.A.Ivanov, V.D. Timofeevskaya, V.I. Gorshkov et al. // J. Radioanal. Nucl. Articles. 1996.-№ l.-P. 23-45.

352. Гантман А.И. Анализ температурной зависимости выходных кривых в ионообменной сорбции / А.И. Гантман // Журн. физ. химии. 1995. — Т. 69, № 11.-С. 2089-2091.

353. Золотарев П.П. Проблемы диффузионного массопереноса и сорбции в микронеоднородных материалах / П.П. Золотарев // Российский хим. журн. 1998. - Т. 42, № 4. - С. 106-112.

354. Котова Д.Л. Особенности динамики сорбции цистеина из растворов, содержащих ароматическую аминокислоту / Д.Л. Котова, О.И. Рожнова, В.И. Юденко //Журн. физ. химии.-2003.-Т. 77, № 1. С.112-115.