Введение к работе
Актуальность проблемы. Ароматические аминокислоты (фенилаланин, гирозин, триптофан) относятся к важнейшим биологически активным верствам, выделение которых из культуральных жидкостей, ферментаци->нных растворов, белковых гидролиэатов имеет практическое значение. I настоящее время проблема получения аминокислот приобретает акту-ільность вследствие дефицита белкового питания» Значительному спросу іа аминокислоты способствовало быстрое развитие молекулярной биоло-ии и генетики, биоорганической химии, биофизики, других разделов іовременной химии и биологии.
Существенным достижением в исследовании пищеварения и белково-'о обмена является возможность полной замены белков в пищевом радите человека адекватной смесью аминокислот. Синтез искусственной гищи, добавок к естественным продуктам питания и концентрированных :ормов для животноводства придает актуальность вопросам создания ювых, совершенствования и развития известных способов концентриро-іания и количественного определения аминокислот.
В-последнее время резко возрос интерес к экстракции биологи-гески активных веществ (в том числе аминокислот), обусловленный хпехами в аналитической химии и биотехнологии. Сведения об эксг-іакции физиологически активных соединений необходимы для обоснова-[ия условий их извлечения, концентрирования, разделения и селек-'ивного определения, при разработке процессов кристаллизации и не-[рерывной ферментации.
Большинство исследований по экстракции цвиттерлитов из фер-[ентационных растворов и гидролиэатов посзящено изучению распределил целевых веществ в системах "вода - апротонный растворитель", [ежду тем, наиболее перспективными (прежде всего из-за малой ток-.ичности) для выделения аминокислот являются протонные и амфипро-онные растворители, в частности, спирты. Однако систематических ісследований по экстракции биполярных ионов, катионов и анионов іроматических аминокислот в подобных системах не проводилось. От-;утствуют данные о механизме взаимодействия в системах "вода -івиттерлит - высший спирт", а также о разделении близких по струк-:уре аминокислот.
Ваяная аналитическая задача состоит в разработке способов раз-мления смеси аминокислот, количественного определения содержания :аждой аминокислоты в растворе. Особенно актуальными представляют-:я исследования по выделению и определению незаменимых аминокислот.
Цель работы - установление общих закономерностей экстракци: ароматических аминокислот из водных сред растворителями разных классов, разработка новых способов разделения и селективного оп> ределения аминокислот при их совместном присутствии в растворе.
Основные направления исследования;
установление закономерностей распределения аминокислот в сиск мах алифатический экстрагент - водно-солевой раствор;
изучение влияния физико-химических характеристик экстрагентов на межфазное распределение аминокислот;
экстракционное разделение и спектрофотометрическое определение цвиттерлитов при их совместном присутствии.
Научная новизна. Установлены общие закономерности процесса выделения фенилаланина, тирозина и триптофана из водных растворе алифатическими спиртами и алкилацетатами, которые определяются диэлектрической проницаемостью и сольватирующей способностью экс рагентов.
Показано, что энергия взаимодействия спиртов с биполярными ионами.определяется диполь-дипольными и диполь-ионными эффектами и.образованием водородной связи. При этом донором протонов выст} пают молекулы экстрагента к воды, акцептором - карбоксилатные г і пы аминокислоты. Предложена модель образования гидратно-сольватн комплексов цвиттерлитов при переходе из водной фазы в органическ
Для.оценки влияния спиртов на экстракцию аминокислот предлс жена модель Криговского-Фосетта, позволяющая прогнозировать коэф фициенты распределения цвиттерлитов.
.Разработан способ спектрофогометрического определения амине кислот в бинарных смесях фенялаланин-тирозин и фенилаланин-трипт фан с применением уравнений Фирордта.
Предложены эффективные системы для экстракционного разделен фенилаланина и тирозина, фенилаланина и триптофана.
Практическая значимость работы. На основании установленных закономерностей межфазного распределения фенилаланина, тирозина триптофана рекомендованы оптимальные экстракционные системы. Пок зана принципиальная возможность селективного определения аминоки лот в водных растворах при их совместном присутствии. Разработав
способ спектрофотоыетрического определения аминокислот с примене-теи метода Фирордта. Данный способ применяется при выполнении экс-териментальных работ в спецкурсе "Оптические методы анализа" на кафедре аналитической химии Воронежского университета. Предложен спо-;об концентрирования фенилаланина из двухкомпонентных смесей.
К защите представлены;
результаты распределения ароматических аминокислот между органическими экстрагентами и водно-солевыми растворами;
прогнозирование количественных характеристик экстракции фенилаланина, тирозина и триптофана (коэффициенты распределения, степень извлечения);
способ спектрофотометрического определения аминокислот в водных растворах с предварительным экстракционным концентрированием;
способ экстракционного разделения двухкомпонентных смесей аминокислот»
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей і 13 тезисов докладов на научных конференциях.
Апробация. Результаты работы доложены на конференции "Акту-,льные проблемы современной химии" (Куйбышев, 1988); Всесоюзной ;онференции молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990); УІІ Зсе-оюзной конференции "Применение ионообменных материалов в промыш-:енности и аналитической химии" (Воронеж, 1991); IX Всесоюзной шференции по экстракции (Адлер, 1991); конференции "Аналитичес-ая химия объектов окружающей среды" (Санкт-Петербург-Сочи, 1991); jrfcdrnational Organic Substances Solvent Extraction Conference 'ISECOS'92" (Voronezh, 1992); Toxic Organic Compounds in the Invironment "TOCOEN_93" (Znojmo, Czech Bepublic, 1993); I Межгосударственной конференции "Методы исследования, паспорти-ации и переработки отходов" (Пенза, 1994); X Конференции по эксг-вкции (Уфа, 1994); I и II региональных научно-технических конфе-іенциях "Проблемы химии и химической технологии Центрального Чер-оземья Р" (Липецк, 1993; Тамбов, 1994); на заседании Польского имического общества (Кешов, Польша, 1994) и ежегодных научных ессиях Воронежского университета (І99І-І995).
Структура диссертации. Работа изложена на 127 страницах мая полисного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 149 ссылок, и приложения; содержи 36 рисунков и 28 таблиц»
