ОСОБЕННОСТИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ПЕНТАЦИКЛИЧЕСКИХ ГЛИКОЗИДОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

  • Natalia V. Mironenko Воронежский государственный университет
  • Irina V. Shkutina Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
  • Vladimir F. Selemenev Воронежский государственный университет
Ключевые слова: тритерпеновый сапонин, агликон, мицеллообразование, поверхностная активность, ассоциаты, поверхностное натяжение, вязкость

Аннотация

Рассмотрены закономерности изменения структурных характеристик при образовании ассоциатов в мицеллярных водных растворах тритерпеновых сапонинов Quillaja Saponin и Sapindus Mukorossi. Проанализирована зависимость поверхностного натяжения и адсорбции от концентрации водного раствора сапонина, рассчитаны величины поверхностной активности и параметры адсорбционного слоя. На основании измерения вязкости раствора определены средние значения коэффициентов диффузии для сферических и цилиндрических мицелл. Исследовано влияние раствора электролита на поверхностное натяжение и вязкость растворов гликозидов: при введении электролита в раствор сапонина поверхностное натяжение понижается, что приводит к сдвигу критической концентрации мицеллообразования в сторону меньших значений. Введение электролита хлорида калия понижает степень ионизации и, в результате подавления электровязкостного эффекта, приводит к уменьшению вязкости раствора. Метод динамического рассеяния света использован для определения размеров агрегатов гликозидов. Установлено, что в водном растворе сапонина существуют агрегаты, отличающиеся по размерам. Используя представления о параметрах упаковки мицелл, были рассчитаны размер и форма агрегатов. В области очень низких концентраций растворов гликозидов, при приближении к критической концентрации мицеллообразования в растворе, существуют сферические мицеллы. Дальнейший рост концентрации сапонина в растворе приводит к уменьшению содержания структур c гидродинамическим радиусом 50-80 нм и появлению более крупных агломератов c размерами больше 100 нм. Установлено, что мицеллы приобретают менее гидратированную и более плотно упакованную – цилиндрическую форму в области концентраций 1,7-2,6 ммоль/дм³. Уплотнение ассоциатов приводит к росту содержания частиц c гидродинамическим радиусом 150-250 и более нм, их наличие предсказывает появление более крупных агломератов. Анализируя данные, полученные с использованием метода динамического рассеяния света, можно сделать вывод о том, что в объеме водных растворов сапонина при определенных концентрациях сосуществуют агрегаты нескольких размеров.

Литература

Zaytsev S.Yu. Supramolecularnanos cale systems at the interface of the phases. Concepts and perspectives for bi-onanotechnologies. M.: Lenand. 2010. 6-25 p. (in Russian).

Konovalov A.I., Ryzhkina I.S., Salakhutdinova O.A., Murtazina L.I., Shevelev M.D., Voeikov V.L., Buravleva E.V., Glybin A.V., Skripnikov A.Yu. Effect of self-organization and properties of aqueous disperse systems based on the moss peptide PpCLE2 in a low concentration range on the growth of Arabidopsis thaliana roots. Russ. Chem. Bull. 2017. V. 66. N 9. P. 1699-1705. DOI: 10.1007/s11172-017-1943-0.

Vincken J.-P., Heng L., A. de Groot, Gruppen H. Saponins, classification and occurrence in the plant kingdom. Phytochemistry. 2007. 68. P. 275-297. DOI: 10.1016/j.phytochem.2006.10.008.

Pedebos C., Pol-Fachin L., Pons R., Teixeira C.V., Verli H. Atomic Model and Micelle Dynamics of QS-21 Sap-onin. Molecules. 2014. V. 19. P. 3744-3760. DOI: 10.3390/molecules19033744.

Jal A.J., Mishra R.P. Separation of saponins from Sapindus Laurifolia. Internat. J. Botany Stud. 2017. V. 2. N 2. P. 21-24.

Smuseva S.O., Mironenko N.V., Brezhneva T.A., Selemenev V.F., Grechkina M.V. Sorption of saponin by Quillaja Saponaria Molina with chitosan in equilibrium conditions. Zhurn. Org. Khim. 2017. V. 87. N 8. P. 1367-1373 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070363217080230.

Mironenko N.V., Smuseva S.O., Brezhneva T.A., Selemenev V.F., Nechaeva L.S. Computer modeling of inter-action of titerpene glycosides with a natural polymer-chitosan. Zhurn. Org. Khim. 2016. V. 86. N 11. P. 1885-1892 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070363216110207.

Mironenko N.V., Smuseva S.O., Brezhneva T.A., Selemenev V.F., Nechaeva L.S., Butyrskaya E.V. Features of the kinetics of saponin sorption by Quillaja Saponaria Molina with chitosan. Kolloid. Zhurn. 2017. V. 79. N 2. P. 166-173 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X17020077.

Olteanu R.L., Mihaela N.C., Bumbac M., Dulama I.D., Ion R.M. Study on critical micelle concentration influ-ence in green synthesis of silvernanoparticles assisted by sapindusmukorossi aqueous extract. Rev. Chim. 2018. V. 69. N 6. P. 1339-1345. DOI: 10.37358/RC.18.6.6321.

Mitra S., Dungan S.R. Micellar Properties of Quillaja Saponin. 1 Effects of Temperature, Salt, and pH on Solu-tion Properties. J. Agric. Food Chem. 1997. V. 45. N 5. Р. 1587-1595. DOI: 10.1021/jf960349z.

Diddi S., Maitra S. Studies on the ability of aqueous extract of Sapindus Mukorossito solubilize polyaromatic hydrocarbons and complex hydrocarbonmixtures. Appl. Environ. Sci. 2017. V. 12. N 7. P. 1387-1399.

Lyubimenko V.A., Mityuk D.Yu., Frolov V.I., Vinokurov V.A. Workshop on the course "Physical and colloidal chemistry». M.: FGUP «Neft' igaz», RGU neftiigazaim. I. M. Gubkina. 2013. 17-24 p. (in Russian).

Gel'fman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. Colloid Chemistry. SPb: Lan'. 2003. 33-66 p. (in Russian).

Movchan T.G., Soboleva I.V., Plotnikova E.V., Shchekin A.K., Rusanov A.I. Investigation by dynamic lights cattering of aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide. Kolloid. Zhurn. 2012. V. 74. N 2. P. 257-265 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X1202007X.

Khokhlov A.R., Dormidontova E.E. Self-organization in ion-containing polymer systems. Usp. Fizich. Nauk. 1997. V. 167. N 2. P. 113-128 (in Russian). DOI: 10.3367/UFNr.0167.199702a.0113.

Rusanov A.I., Shchyokin A.K. Micelle formation in solutions of surface-active substances. SPb: Lan'. 2016. 322-328 p. (in Russian).

Rusanov A.I. Nanothermodynamics. Ros. Khim. Zhurn. 2006. T. L. N 2. P. 145-151 (in Russian).

Ryzhkina I.S., Murtazina L.I., Kiseleva Yu.V., Konovalov A.I. Properties of supramolecular nanoasso-ciates formed in introductory solutions of low and ultra-low concentrations of biologically active substances. DAN. 2009. V. 428. N 1. P. 487-491 (in Russian). DOI: 10.1134/S0012501609100029.

Tranford C. Theory of micelle formation in aqueous solutions. J. Phys. Chem. 1974. V. 78. N 24. P. 2469-2479. DOI: 10.1021/j100617a012.

Izraelashvili D.N. Intermolecular and surface forces. Nauchnyiy Mir. 2011. V. 69. N 3. 228 p. (in Russian).

Опубликован
2021-04-11
Как цитировать
Mironenko, N. V., Shkutina, I. V., & Selemenev, V. F. (2021). ОСОБЕННОСТИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ПЕНТАЦИКЛИЧЕСКИХ ГЛИКОЗИДОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 64(4), 26-33. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216404.6347
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений