Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1 Современные методы выделения и определения водорас творимых витаминов 8
1.2 Экстракция в анализе биологически активных веществ 17
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 22
2.1. Характеристика аскорбиновой и никотиновой кислот 22
2.2. Физико-химические свойства ароматических аминокислот 27
2.3. Свойства высаливателей и зксірагентов 31
2.4. Методика спектрофотометр ическо го определения витаминов и аминокислот
2.5. Методика проведения экстракции витаминов и расчет экстракционных характеристик
2.6. Изучение аналитов и экстрактов методом инфракрасной спектроскопии (ИКС) 38
2.7. Оптимизация химических структур с применением программного комплекса HyperChem методом молекулярной механики 44
2.8. Статистическая обработка результатов анализа 46
ГЛАВА 3. Общие закономерности экстракции водорастворимых витаминов из водно солевых сред 47
3.1. Рейтинг растворителей для экстракции аскорбиновой и никотиновой кислот из водно-солевых сред 47
3.2. Экстракционное выделение аскорбиновой кислоты из водно-солевых растворов 52
3.3, Некоторые закономерности экстракции никотиновой кислоты 63
3.3. Экстракция аскорбиновой и никотиновой кислот бинарными смесями растворителей 73
ГЛАВА 4, Спектрофотометрическое определение и экстракционное разделение водорас творимых витаминов в смесях с ароматическими аминокислотами 85
4.1. Применение метода Фирордта для определения витаминов и аминокислот при их совместном присутствии в растворе 85
4.2. Экстракционное разделение и селективное спектрофотометрическое определение витаминов и аминокислот 99
Выводы ] 20
Список литературы 122
Приложение 139
- Физико-химические свойства ароматических аминокислот
- Оптимизация химических структур с применением программного комплекса HyperChem методом молекулярной механики
- Некоторые закономерности экстракции никотиновой кислоты
- Экстракционное разделение и селективное спектрофотометрическое определение витаминов и аминокислот
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время лекарственные препараты и пищевые добавки, в состав которых входят аскорбиновая, никотиновая кислота и аминокислоты занимают ведущее место в медицинской практике, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Содержание витаминов и аминокислот (АК) в продуктах питания и фармацевтических препаратах строго регламентируется, так как для живого организма вреден как их недостаток, так и избыток.
Известные способы выделения витаминов и АК в большинстве случаев предусматривают получение одного индивидуального компонента. Однако, наиболее перспективным может быть получение из одного субстрата двух и более компонентов. Одним из приемлемых методов в этом плане является экстракция целевых веществ из водных растворов в присутствии солей. При этом нужно учитывать, что изучаемые системы многокомпонентны и зависят от многих факторов (рН, ионной силы растворов, природы экстра-гентов и др). Поэтому, необходимым является проведение рейтинга расгво-рителей для экстракции аскорбиновой и никотиновой кислот, что до настоящего времени не было сделано.
Актуальность второго аспекта исследований вызвана тем, что аналитический контроль качества и количественного содержания витаминов и АК в пищевых добавках, лекарственных препаратах и сельскохозяйственной продукции сталкивается с возрастающим числом фактов их фальсификации. В связи с этим необходимы поиск и разработка новых экспрессных методик селективного раздельного определения АК и витаминов.
Следует заметить, что поиски новых методов определения целевых веществ и способов их эффективного извлечения и концентрирования должны основываться на установлении физико-химических процессов и механизмов взаимодействия изучаемых компонентов в системах «раствор-экстрагент», чему до настоящего времени не было уделено должного внимания.
Исходя из вышесказанного, целью настоящей работы явилось: проведение рейтинга индивидуальных и смешанных растворителей для разработки эффективного экстракциоппого извлечения аскорбиновой и никотиновой кислот из растворов, содержащих АК; выявление закономерностей экстракции водорастворимых витаминов и АК.
Для достижения поставленной цели решались следующее задачи:
• расчет экстракционных характеристик аскорбиновой и никотиновой кислот в системах водно-солевой раствор - органический растворитель;
• выявление взаимосвязи между физико-химическими свойствами экетрагентов и коэффициентами распределения витаминов;
• проведение рейтинга растворителей и выбор новых систем для экстракционного разделения витаминов и АК, содержащихся в многокомпонентных системах;
• разработка спектрофотомегрического способа раздельного определения индивидуальных веществ и экстракционного разделения в многокомпонентных смесях, содержащих водорастворимые витамины и аминокислоты;
При решении поставленных задач применяли известные методики экстракционного выделения и шектрофотометрического определения индивидуальных компонентов в растворе.
Научная новизна. Проведен рейтинг растворителей и установлены экстракционные характеристики аскорбиновой и никотиновой кислот в системах водно-солевой раствор - спирты (сложные эфиры). Применены экстракционные системы, обеспечивающие практически полное (94%-ное) извлечение водорастворимых витаминов.
Для повышения эффективности экстракционных систем применена экстракция бинарными смесями растворителей. Установлен синергетиче-ский эффект при межфазном распределении витаминов в изученных системах.
Установлены корреляционные зависимости мсж; у физико-химическими свойствами экстрагентов и коэффициентами распределения аскорбиновой и никотиновой кислот. Осуществлено прогнозирование количественных характеристик витаминов в системах с различными экстраген-тами.
На основе компьютерного моделирования и данных ИК-спектроскопии предложены возможные схемы взаимодействия «аминокислота-витамин» в водных и органических средах.
Практическая значимость работы.
При экстракции бинарными смесями растворителей наблюдается си-нергетический эффект, что свидетельствует об эффективности выбранных систем. Для количественного определения аскорбиновой и НИКОТИНОВОЙ кислот при совместном присутствии в растворе с аминокислотами применен метод Фирордта, Получены уравнения для расчета концентраций индивидуальных веществ в бинарных и тройных смесях.
Предложенный спектрофотометрический способ раздельного определения витаминов и аминокислот отработан на модельных смесях. Погрешность определения аскорбиновой и никотиновой кислот в смесях не превышает 8% и 7% соответственно. Методика применена для расчета концентраций отдельных компонентов экстракционных систем. Разработан метод разделения тирозина и аскорбиновой кислоты, а также триптофана и никотиновой кислоты из водно-солевых растворов 1-бутаполом и этилацетатом соответственно.
Использование в работе веществ фармакопейной чистоты делает возможным применение разработанной спектрофотометрической методики для анализа большинства продуктов и фармацевтических препаратов, в состав которых входят водорастворимые витамины. Практические разработки апробированы в производственных условиях.
Положения, выносимые на защиту:
1. Рейтинг растворителей для экстракции аскорбиновой (витамин С) и никотиновой кислот (витамин РР) из водно-солевых сред; закономерности экстракции индивидуальных витаминов и АК.
2, Влияние физико-химических характеристик органических растворителей и их бинарных смесей на экстракционные характеристики витаминов; проявление син ер гетаческого эффекта при экстракции витамина С и витамина РР бинарными эксчрагентами.
3, Новые высокоэффективные системы для экстракционного разделения аскорбиновой, никотиновой кислоты и АК из их смесей на основе данных ИК-спектроскопии (ИКС) и компьютерного моделирования.
4, Способ спектрофотометрического определения индивидуальных витаминов и аминокислот при совместном присутствии.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на XIII Российской конференции по экстракции (Москва, 2004); Всероссийской конференции по аналитической химии «Аналитика России» (Москва, 2004); VII конференции «Аналитика Сибири и дальнего Востока» (Новосибирск, 2004); Ш Международном симпозиуме «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии» (Краснодар, 2005); Ш Международной конференции «Экстракция органических соединений» (Воронеж, 2005).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано ] і работ, 3 статьиs в том числе 2 статьи в рецензируемых научных изданиях, 7 тезисов докладов на международных и российских конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 156 источников, и приложения. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков и 41 таблицу.
Физико-химические свойства ароматических аминокислот
Аминокислоты - бесцветные кристаллические вещества с высокими температурами плавления, которые мало отличаются для разных цвитгерли-тов. Аминокислоты относятся к амфотерным электролитам и обладают свойствами кислот и оснований, что обусловлено их химической структурой. Общая формула для всех моноаминокарбоновьхх кислот [98]: В водном растворе карбоксильная группа отщепляет ионы водорода, и аминокислота начинает функционировать как кислота. В том же растворе группа NH2 является акцептором протона, что определяет основные свойства аминокислоты [99]. Аминокислоты могут реагировать как с основаниями, так и с кислотами с образованием различных солей. Аминокислоты с незаряженными полярными R- группами образуют водородные связи с молекулами воды, но растворимость их различна и зависит от структуры радикала [100]. Существуют различные способы классификации аминокислот, основанные на природе и структуре R - ірупп. Наиболее рациональный способ учитывает различные в полярности R - групп, которые подразделяются на четыре основные классы: а) гидрофобные или неполярные; б) полярные, но незаряженные; в) отрицательно заряженные при рН=6-2; г) положительно заряженные.
В пределах любого из названных классов R-групиы значительно отличаются по форме, размерам и полярности. В качестве объектов данного исследования выбраны фенилаланин, тирозин и триптофан - ароматические аминокислоты [101]. а-Фенилаланин-(а-амино-р-фенилпропиоповая кислота) относится к аминокислотам с неполярной R- группой. Для соединений этого класса аминокислот характерна низкая растворимость в воде [102]. а-Тирозин-(а-амино-рчжсйфенишіропионовая кислота) в водных растворах может находиться в виде катиона, биполриого иона, одно- и двухзарядного анионов. а-Триптофан (а-амино-р-индолинропионовая кислота) в процессах протоли-за может выступать как однозарядный катион, нвиттерион, одно- и двухза-рядный анион. [103]. Некоторые физико-химические свойства аминокислот, их ионные формы и распределение в зависимости от рН показаны в табл. 5-6, и на рис. 3. Большинство применяемых экстрагентов хорошо растворимы в воде, и для пониження их растворимости применялись высаливатели, при этом выделяется самостоятельная органическая фаза. Таким образом, введение в раствор высаливателеи, понижающих растворимость экстрагента в воде, является целесообразным. В работе в качестве высаливателеи использовались следующие соли: NaCi, NazSCVlOT- O, NaF, KBr, KCL В табл. 7 представлены их характеристики [104]. Высаливающее действие солей объясняется следующими причинами: 1) соли снижают диэлектрическую проницаемость водного раствора и влияют на структуру воды, что отражается на растворимости других веществ; 2) вследствие гидратации соли увеличивается количество воды в гидратных оболочках ионов и уменьшается количество «свободной воды», что должно привести к уменьшению растворимости экстрагируемого вещества в водной фазе.
От введения солей гидратация органического вещества уменьшается. Известно, что с увеличением концентрации соли возрастает конкурирующее влияние ионов, Это приводит к уменьшению гидратации а, следователь но, и растворимости вещества в воде, т.е. к возрастанию высаливающего действия. В большинстве случаев эту способность ионов связьіваюі с их радиусами. Ионы малого радиуса имеют большую плотность заряда и лучше гидратируются. Поэтому ионы натрия при прочих равных условиях являются лучшими высаливателями, чем ионы калия; ионы фтора и хлора -чем ионы брома и йода [105]. Такая последовательность не всегда соблюдается. Высаливающее действие солей натрия убывает в ряду NaCI Na2S04 NaNOa- Такую закономерность нельзя объяснить только размером радиуса анионов и их зарядом. Экстракция осуществляется из насыщенных водно-солевых растворов, поэтому необходимо учитывать растворимость электролитов в воде. С ее увеличением содержание «свободной» воды в насыщенном растворе и растворимость органических компонентов сокращается и одновременно возрастает полнота извлечения анализируемого вещества [106]. Следовательно, высаливание зависит как от природы высаливателя, гак и от свойств высаливаемого вещества. Переход экстрагируемого вещества из водной фазы в органическую связан с обменом молекул воды, составляющих ближайшее окружение экстрагируемой частицы в водной фазе, на молекулы :жетра] ента. Роль высаливателя сводится к облегчению обмена молекул воды из ближайшего окружения экстрагируемого иона на молекулы экс-трагента. Эффективность высаливателя тем больше, чем больше его способность к гидратации. При изучении экстракции в нашем случае существенное значение имеют также два основных параметра: выбор экетрагента и зависимость извлечения от условий экстракции [107]. Свойства вещества как растворителя определяются его химической природой и физическими свойствами.
Экстракция водорастворимых витаминов проводилась алифатическими спиртами, алкилацетатами и их смесями, т.к. и: литературных данных [108, 109] следует, что имешю они являются наиболее эффективными при экстракции биологически активных веществ. Некоторые физико-химические свойства экстрагентов гомологов представлены в табл. 8, В связи с использованием в исследованиях смесей выше названных экстрагентов были проведены исследовании по рейтингу как индивидуальных, так и смешанных растворителей в качестве экстрагентов аскорбиновой и НИКОТИНОВОЙ кислот (см. раздел З.І). Известно [ПО], что экстрагирующая способность растворителей обычно связана с наличием в его молекулах определенной функциональной группы. У экстрагентов - гомологов с увеличением неактивной части молекулы уменьшается относительное содержание и влияние функциональной группы, что снижает их экстрагирующую способность. С повышением молекулярной массы экстрш-ента-гомолога содержание его молей в одном литре заметно уменьшается. Для экстракционных систем на основе гидрофильных растворителей характерен одинаковый качественный состав равновесных фаз: в водной фазе в основном находятся вода и высаливатель, в неводной - вода и органический растворитель. Присутствие воды в обеих фазах системы обусловливает
Оптимизация химических структур с применением программного комплекса HyperChem методом молекулярной механики
Молекулярная механика (ММ) представляет собой совокупность методов априорного определения геометрического строения и энергии молекул на основе модели, в которой (в отличие от методов квантовой химии) электроны системы явно не рассматриваются. Поверхность потенциальной энергии, ко торая в квантово-химичсских моделях подлежит прямому расчету, здесь аппроксимируется определенными эмпирическими функциями разной степени сложности, представляющими собой, например, суммы парных потенциалов взаимодействия атомов. В простейшем случае параметрами являются равновесные межъядерные расстояния (длины связей) и валентные углы, а также силовые постоянные, то есть коэффициенты жесткости упругих сил, связывающих пары атомов. Метод основан па допущении возможности переноса этих параметров из одной молекулы в другую. Простейшие модели ММ учитывают растяжения связей, деформацию валентных и двугранных (торсионных) углов, взаимодействие валентно несвязанных атомов, называемое также ван-дер-ваальсовым взаимодействием, электростатические вклады и т.д. Трудно переоценить роль ММ в современной химической практике. Поскольку все вычислительные проблемы относятся лишь к хорошо разработанным процедурам минимизации, даже на достаточно маломощных персональных компьютерах можно анализировать строение больших многоатомных молекул за разумное время. Возможность увидеть структуру молекулы на экране компьютера, рассмотреть ее с разных сторон, проверить возникающие предположения о стерических затруднениях и т.д. оказывает неоценимую помощь в работе. Для многих задач, например для конформационного анализа, уровень моделирования методами молекулярной механики оказывается вполне достаточным для качественных и даже количественных заключений. Метод ММ разрабатывался для органических молекул.
Он учитывает потенциальные поля, формируемыми всеми атомами рассчитываемой системы и позволяет гибко модифицировать параметры расчета в зависимости от конкретной задачи, что делает em, с одной стороны, наиболее общим, а с другой - резко увеличивает необходимые ресурсы по сравнению с другими методами молекулярной механики, Из каждой пробы проводили четыре измерения оптической плотности и, соответственно, концентрации анализируемых веществ. Получены четыре значения коэффициентов распределения смеси аминокислот с витаминами для каждой системы - экетрагент - водно-солевой раствор. Случайную погрешность характеризовали с помощью стандартного отклонения Sn Д24, 125]. При отсутствии систематической погрешности X не всегда совпадает с истинным значением величины. Отличия имеют вероятностный характер. Численное значение ширины доверительного интервала 8 зависит как от кисла выполненных измерений и, так н от выбранного значения доверительной вероятности Р; При п =4 и Р = 0,95 коэффициенты Стьгодента (tp,n) 3,18. результат анализа представляли в виде интервального значения определяемой величины:
Воспроизводимость измерения выражали в виде относительной по-іреншосі и прямого измерения ДХ (%): Результаты статистической обработки экспериментальных данных приведены в приложении. С помощью обобщенного критерия, включающего 9 частных критериев (стоимость, предельно допустимую концентрацию, температуры вспышки, самовоспламенения и кипения, давление пара над растворителем, предел прозрачности в УФ-свете, растворимость воды и аналитов в растворителе) проведен рейтинг 30 индивидуальных и 10 смешанных растворителей в качестве экстрагентов аскорбиновой и никотиновой кислот из водио-солевых сред (табл. 9) [126]. При выборе растворителей, пригодных к применению в качестве экст-рагентов водорастворимых витаминов (С и РР) требуется выполнить целый набор граничных условий. Во-первых, растворитель должен иметь сравнительно невысокую стоимость, так как при жидкостно-жидкостнои экстракции расход экстрагента достаточно велик. Растворитель должен быть прозрачен в диапазоне, близком к аналитическим длинам волн (в нашем случае 262 и 265 ни). С одной стороны он должен ограниченно смешиваться с водой, с другой стороны - в нем достаточно хорошо должны растворяться аналиты. Не маловажным фактором является химическая и пожарная безопасность экстрагента. Этот фактор можно охарактеризовать величинами предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны (ПДК), температурами вспышки (ТССЕТ), самовоспламенения (Тсвп) и кипения (Ткип), давлением пара над растворителем (РПар).
За редким исключением экстрагентами служат легковоспламеняющиеся и весьма токсичные органические жидкости. С повышенной пожарной опасностью и химической вредностью экстрагентов аналитики вынуждены мириться из-за хорошей растворимости в них органических анали-то&. Природа не создала «универсального» индивидуального растворителя, сочетающего в себе безвредность и хорошие технико-эксплуатационные свойства, поэтому для решения поставленной задачи оценивали не только индивидуальные, но и смешанные сольвенты. Чем ниже соответствующие температуры, чем ниже ПДК и выше давление пара, тем более опасен экстрагент с точки зрения техники безопасности. Чем он дешевле, чем лучше растворяет аналит и хуже смешивается с водой, тем более пригоден для экстракции; чем он более прозрачен в УФ-свстс, тем лучше для спектрофотометрического детектирования. Обобщённый критерий позволяет количественно сравнивать совокупность указанных параметров при выборе сольвентов, проводить рейтинг их технико-эксплуатационных свойств.
Некоторые закономерности экстракции никотиновой кислоты
Из литературных данных известны отдельные данные об экстракции никотиновой кислоты. Экстракцию данного витамина, как правило, проводили протонными растворителями (минеральными кислотами) [142], В данной работе в качестве эшрагентов применялись нормальные спирты и алкилацетагы. Результаты экстракции никотиновой кислоты спир-тами нормального строения и сложными эфирами приведены в табл. 15,16. При экстракции никотиновой кислоты максимальные количественные характеристики получены для систем на основе алкилацетатов (рН сре-ды-6,0). Этилацетат является наиболее эффективным экстрагентом при экстракции никотиновой кислоты. При переходе никотиновой кислоты из воды в этилацетат возможно образование ассоциатов по схеме (рис. 21), Об образовании подобных ассо-циатов свидетельствует максимум в области 3440 - 3210 см-1 (рис. 22), а так же полосы поглощения 1740 см"1 {валентные колебания ОО в СООН груп пах), 1640 см" характерны для , Образование подобных ассоциатов Известно, что спирты относятся к ассоциированным растворителям и можно предположить, что их экстрагирующая активность по отношению к никотиновой кислоте, имеющей в своем строении пиридиновое кольцо, снижена.
Экстрагирующая активность алкилацетатов объясняется отсутствием самоассоциации, экранированием кислорода и наличием двойной связи в ал-кильном радикале. Соответственно коэффициент распределения в системе с этилацетатом наибольший, что подтверждает эффективность экстрагента, В гомологическом ряду алкилацетатов экстракционная способность так же снижается. В основном это связано с увеличением і идрофобности экстраген-тов. Экстракционные характеристики никотиновой кислоты в системах с этилацетатом сопоставимы с соответствующими параметрами, полученными при экстракции аскорбиновой кислоты бутиловым спиртом. Приводим зависимость коэффициентов распределения никотиновой кислоты от числа атомов углерода в молекулах алкилацетатов и спиртов (рис, 23, 24). Анализ данных показал, что коэффициенты распределения и степени извлечения никотиновой кислоты в водно-солевом растворе, как правило, уменьшаются при переходе от сложных эфиров с наименьшим числом атомов к эфирам с наибольшим числом атомов. Проанализировав экстракционные характеристики никотиновой кислоты, сделан вывод о её неполном извлечении из водно-солевых сред при однократной экстракции (степени извлечения от 10 до 45% в разных системах). В связи с этим была проведена многократная экстракция никотиновой кислоты. Результаты последовательной многократной экстракции никотиновой кислоты с концентрацией 0,02 г/дм алкилацетатами приведены в табл. 17. При последовательной многократной экстракции никотиновой кислогы алкилацетатами экстракционные харакгеристики возрастают. В данном эксперименте в системе никотиновая кислога-этилацегат-хлорид натрия после трехкратной экстракции степень извлечения составила 95% от исходного вещества,
С увеличением молекулярных масс ал кил ацетатов их экстрагирующая способность снижается. Экстрагирующая способность также зависит от химической структуры высаливателеи. В растворе с солями натрия экстракция всегда немного лучше, что объясняется их лучшей сольватацией [143]. Приводим зависимости коэффициентов распределения никотиновой кислоты от физико-химических параметров экстрагептов (рис. 25-28). Корреляционная зависимость между lg D и некоторыми параметрами нелинейная. Это говорит о влиянии того или иного свойства растворителей на величины D. Следует отметить, нто эксперименты по экстракции аскорбиновой и никотиновой кислот из водно-солевых растворов, в целом подтвердили прогноз хороших экстракционных свойств растворителей, имеющих максимальный рейтинг по предложенному нами обобщенному критерию. Как видно из табл. 18, экстрагенты і-бутанол и его смеси с этилацетатом наиболее подходят для извлечения аскорбиновой кислоты. Наиболее эффективным экстра-гентом для никотиновой кислоты является этилацетат и его смесь с бутатю-лом. Любой конкретный эмпирический параметр из числа рассмотренных не может служить достаточной мерой полярности растворителя. Однако, известно множество зависящих от растворителей процессов, для которых не удается найти корреляцию с каким-либо одним эмпирическим параметром.
В связи с этим был использован многометрический корреляционный анализ, позволивший ониешь сольватирующую способность растворителей с учетом специфические и неспецифические параметров взаимодействия между растворителем и экстрагируемым веществом. Как известно для учета двух и бо лее параметров растворителей применяют многопараметрические уравнения общего вида [144, 145]: где А - зависящая от растворителя экстракционная характеристика, в нашем случае lgj), Ао - свободный член реірессни, Хь Х2, Х ... - независимые, взаимодополняющие параметры растворителя, описывающие различные механизмы взаимодействия растворителя с растворенным веществом, А\9 А2, А3... -коэффициентырегрессии. В основу многометрического уравнения (11) взяты пять параметров: функция Кирквуда Y, параметр поляризуемости Р, донорное число DN, акцепторное число AN, параметр Димрота-Райхарда (табл. 14, 19), которые учитывают вклад как специфического, так и неспецифического взаимодействия [146]. В результате применения метода множественной регрессии были получены уравнения, описывающие экстракцию аскорбиновой и никотиновой кислот растворителями.
Экстракционное разделение и селективное спектрофотометрическое определение витаминов и аминокислот
Разработанные нами методики селективного определения компонентов в смеси аскорбиновой и никотиновой кислот с аминокислотами дают возможность корректно анализировать содержание отдельных компонентов при экстракционном разделении данных веществ. Для этого изучена экстракция анализируемых витаминов, которая в данной рабоге проведена с системами витамин - водно-солевой раствор аминокислот - экстрагенг. Результаты исследования экстракции смеси аскорбиновой кислоты и аминокислот бутиловым и амиловым спиртами из водных растворов, насыщенных нейтральными солями приведены в табл. 30-32. При экстракционном разделении смеси аскорбиновой кислоты и аминокислот наблюдается значительное увеличение коэффициентов распределения аскорбиновой кислоты по сравнению с экстракцией индивидуального витамина. В наибольшей степени это проявляется при разделении тирозина и аскорбиновой кислоты бутиловым спиртом. Максимальное значение фактора разделения концом молекулы, он реструктуризирует молекулы воды, в результате чего функциональные группы аминокислоты образуют водородные связи с водой. В молекуле аскорбиновой кислоты наличие значительного количества функциональных групп обуславливает образование прочных водородных связей с экстрагептом, что приводит к лучшему выделению в органическую фазу. Как видно из рис. 14 и рис. 38 вид спектров органической фазы схож, меняется лишь интенсивность пика при длинах волн І460 см"1, характеризующий метильную группу, 1720 см"1 относящееся к колебаниям С=0 лак-тонного кольца. Т, % 10 Рис. 38 ИК-спектр смеси аскорбиновой кислоты и тирозина в органической фазе после экстракции.
Увеличение интенсивности объясняется наличием прочных водородных связей между этими группами и молекулами бутилового спирта. Появление пиков 1340 и 1250 см" также характеризует водородные связи ОН іруїшьі бутилового спирта и аниона аскорбиновой кислоты. Пик 2660 см" можно отнести к колебаниям ассоциатов «- С-О...Н2О». Вид спектров водной фазы для смеси аскорбиновая кислота и тирозин до экстракции и после отличается. Наличие плеча при 1750 см" харакгеричу-ет валентные колебания группы С-0 лактонного кольца Asc. Тирозин в растворе находится в основном в виде цвиттериона, об этом свидетельствует максимум поглощения 1590 см"1, характерный для ассиметричных колебаний диссоциированной карбоксильной группы и поглощение при 1410 см"1, соответствующее симметричным колебаниям этой же группы. Полоса при 1580 см" так же может соответствовать колебаниям групп (-С-0") лактоного кольца аскорбиновой кислоты. Полоса при 1620 см"1 характерна для ассиметричных колебаний v группы NH3+ (рис. 39). Рис. 39 ИК-спектр смеси аскорбиновой кислоты и тирозина в водной фазе до экстракции. В водной фазе возможно образование ассоциатов аскорбиновой кислоты с водой. Об этом говорит наличие полосы в области 1640 см" , что относится к водородным связям Н2О...НО групп аскорбиновой кислоты.
До экстракции смеси молекулы воды разу поряд очены. Это подтверждают максимумы в области 3620-3550 см"1 относящиеся к колебаниям Н2О...Н2О с одной и двумя водородными связями (рис. 39). Пик 3470 см" относится к ассо-циатам Н2О...Н20 с тремя водородными связями. Поглощение при 3400 см" характерно колебаниям воды с четырьмя связями и с ненарушенной структурой. Пики 3310 и 3260 см"1 относятся к колебаниям (NH/.. -ОН2) и (-С-0" ...Н2О) соответственно. Кроме этого проявляются максимумы небольшой интенсивности при 2720 см"1, относящиеся к ассоциатам (С0О"...П2О) [123}. Учитывая количество молекул аскорбиновой кислоты (5 молекул) и тирозина (1 молекула), находящихся в водной фазе, можно предположить следующую схему образования ассоциатов (рис. кислоты и тирозина в водной фазе до экстракции
