CC BY
69
Таким образом, перекисная трансформация (диацетил) диэтоксикарбонилзамещённых ги-дроксициклогексанонов (1), имеющих в конфор-мации «кресло» аксиальное расположение всех заместителей, кроме гидроксильной группы, до пятичленных лактонов (2) протекает стере-онаправленно с сохранением конфигурации оптических центров кольца, что обусловлено особенностями пространственного строения исходных субстратов и интермедиатов.
Список литературы
1. Зинина Е. А., Сорокин В. В. Этиловые эфиры 4-арил-2-карбоксиметил-2-метил-5-оксодигидрофуран-3-карбоновой кислоты и 4-ацетил-5-карбоксиметил-5-метил-2-оксо-3-фенилоксолан // Химия гетероциклических соединений. Современные аспекты / под ред. акад. РАЕН В. Г. Карцева : в 3 т. М. : МБФНП, 2014. Т. 3. С. 78-79.
2. Зинина Е. А., ПоплевинаН. В., Сорокин В. В. Первый пример получения 4-арил-2-метил-2-карбоксиметил-З-этоксикарбонилдигидрофуран-5-онов в реакции Байера-Виллигера // Химия гетероциклических соединений. 2012. № 10. С. 1675-1678.
3. Зинина Е. А., Сорокин В. В., Старикова З. А. Синтез и молекулярная структура 4-ацетил-5-карбоксиметил-5-метил-2-оксо-3-фенилоксолана // Бутлеровские сообщения. 2013. Т. 33, № 2. С. 58-59.
4. Finar I. L. The Structure of 1,5-Diketones // J. Chem. Soc. 1961. Vol. 2. P. 674-679.
5. Lopez Aparicio F. J., Mendoza P. G., Benitez F. Z., Gonzalez F. S. Reaccion de aldehidos aromaticos con 2,4-pentanodiona : formation de derivados de 2-hidroxiciclohexa-1,3-dienos y 3-metoxi-2-oxabicic-lo[2,2,2]octan-5-onas // An. quim. Publ. Real soc. esp. quim. 1985. Vol. 81C, № 1. P. 5-13.
6. Lopez Aparicio F. J., Benitez F. Z., Mendoza P. G., Gonzalez F. S. Reacciones del 2-metilpropanal, bencilt-ioacetaldehido y aldehidos derivados del glicolico con 2,4-pentanodiona // An. quim. Publ. Real soc. esp. quim. 1985. Vol. 81C, № 1. P. 30-37.
УДК 539.193/.194;535/33.34
СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОНОГИДРОКСИИЗОФЛАВОНОВ
М. Д. Элькин1, А. Н. Панкратов2, П. А. Голиков3, А. Р. Гайсина4
Саратовский государственный технический университет, Энгельсский технологический институт (филиал) E-mail: elkinmd@mail.ru 2Саратовский государственный университет E-mail: PankratovAN@info.sgu.ru 3Поволжский кооперативный институт (филиал Российского университета кооперации), Энгельс 4Астраханский государственный университет
Методом теории функционала плотности DFT (B3LYP) осуществлены квантовохимические расчеты геометрической структуры и колебательных спектров моногидроксиизофлавонов - позиционных изомеров и конформеров. Выявлены признаки спектроскопической идентификации соединений. Ключевые слова: изофлавоноиды, колебательные спектры, спектроскопическая идентификация.
Structural Dynamic Models and Spectroscopic Identification of Monohydroxyisoflavones
M. D. Elkin, A. N. Pankratov, P. A. Golikov, A. R. Gaisina
By means of the DFT (B3LYP) method, quantum chemical computations of spatial structure and vibrational spectra of monohydroxyisoflavones - positional isomers and conformers - have been carried out. The indications of the compounds spectroscopic identification have been revealed.
Key words: isoflavones, vibrational spectra, spectroscopic identification.
Моногидроксиизофлавоны - природные соединения, содержащиеся в растениях. Представляют собой фитоэстрогены, обладают метаболическими и антиканцерогенными свойствами, а также благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему и кожу. Интерес к моно-гидроксиизофлавонам связан с изучением их влияния на сигнальные и регуляторные системы клеток, выяснения механизма их биохимического и биофизического действия. За подробностями отсылаем к обзору литературы в монографии [1]. Отметим только, что в названной книге крайне важному для исследования структуры и свойств биомолекул вопросу использования спектроскопических методов применительно к флавоноидам уделено внимания явно недостаточно.
Согласно современным научным воззрениям, основные физико-химические и медико-биологические свойства молекулярных объектов определяются формой их адиабатического потенциала (строением электронной подсистемы). Оценку параметров адиабатического потенциала можно получить из лабораторного эксперимента по колебательным (ИК и КР) спектрам молекул в различных фазовых состояниях или из предсказательных кванто-вохимических расчетов структуры и спектров соединений. В последнем случае необходимо обосновывать достоверность результатов численного эксперимента.
Имеющиеся в периодической литературе данные по колебательным спектрам ряда фла-воноидов - гидроксифлавонов весьма ограничены и касаются, как правило, диапазона 1600450 см-1. Сошлемся для примера на публикации [2-5].
Попытки интерпретировать имеющиеся спектральные данные, предсказать спектр фундаментальных колебаний, выявить признаки спектроскопической идентификации гидроксифлавонов были предприняты нами в серии публикаций [6-11]. Там же приведено обоснование используемых физических приближений в теории молекулярных колебаний и достоверности полученных результатов расчетов колебательных спектров молекул.
Для моногидроксиизофлавонов ситуация иная. Экспериментальные данные по их колебательным спектрам еще более ограничены. Имеющаяся в нашем распоряжении работа [12] касается исследования конформационных свойств лишь нескольких полигидроксизамещенных изофлавона. Подобными литературными источниками по моногидроксиизофлавонам мы не располагаем. Поэтому предлагаемые ниже структурно-динамические модели конформеров этих представителей флавоноидов есть результат системного анализа квантовохимических расчетов структуры и колебательных спектров моногидроксиизофлавонов в рамках метода теории функционала плотности DFT на уровне теории B3LYP/6-311G(J,^) с использованием программного пакета Gaussian 03W [13] и их сопоставления с подобными результатами для моногидроксифлавонов. В качестве объектов исследования нами рассмотрены незамещенные флавон и изофлавон, а также их замещенные с единственной OH-группой в различных положениях молекул (рисунок).
12
13 О
1
16
б
Нумерация атомов в молекулах: а - флавоноидов; б - изо-флавоноидов
Результаты квантовохимических расчетов и их обсуждение
Одним из критериев достоверности квантовохимических расчетов структуры и спектров подобных молекул является воспроизведение частоты относительного внутреннего вращения бензольного и бициклического фрагментов. Для изофлавона такой результат достигается для неплоской конформации молекулы (угол между плоскостями указанных фрагментов ~ ±40°). Для моногидроксиизофлавонов значение указанного угла попадает в интервал ~ ±37 - ±41° за исключением конформеров 2' (2'а) и 2 (2Ь). Здесь абсолютные величины углов выше: ~ ±46° и ~ ±52°. Причиной является отталкивание соседних атомов водорода: 1) связи О-Н в положении 2' бензольного фрагмента и связи С2-Н бициклического фрагмента (расстояние между водородными атомами Я ~ 2.48 А); 2) связи С-Н в бензольном кольце и связи О-Н позиции 2 бицикла (Я ~ 2.58 А).
К конформерам типа Ь отнесены те, для которых вектор связи О-Н направлен от О к Н в сторону возрастания номеров атомов углерода бициклического и бензольного циклов (см. рисунок); в ротамерах а-типа направление вектора связи О-Н противоположное.
Двугранные (торсионные) углы отсчитыва-лись в соответствии с общепринятой системой [9].
Оценки геометрических параметров фла-вона и изофлавона сопоставлены в табл. 1. Приведены лишь данные для длины валентных связей и валентных углов, отличающихся от
значений в бензоле на величины более 0.01 А и 1° соответственно. Расхождение значений ~5° имеет место для валентных углов в, примыкающих к связи С3-С1 , и валентного угла А(1,2,3). Незначительность такого расхождения дает основание предполагать, что параметры адиабатического потенциала флавона и изофлавона сопоставимы, а изменение силовых констант носит локальный характер. Подтверждением тому можно считать сопоставление результатов теоретической интерпретации спектра для фундаментальных колебаний соединений в табл. 2.
Таблица 1
Длина связей (Я, А) и валентные углы (А, °) в молекулах флавона (Ф) и изофлавона (ИФ)
Пространственный параметр Ф ИФ Пространственный параметр Ф ИФ Про странственный параметр Ф ИФ Пространственный параметр Ф ИФ
Д1,2) 1.36 1.35 Д(4,12) 1.22 1.22 А(2,3,4) 123 119 А(1,9,10) 122 121
Я(1,9) 1.37 1.37 Я(7,8) 1.38 1.38 А(4,3,Х) 117 122 А(1,9,8) 117 117
Я(2,3) 1.36 1.35 Я(9,10) 1.38 1.39 А(3,4,5) 114 114 А(8,9,10) 122 122
Я(СС) 1.48 1.48 А(1,2,3) 122 126 А(3,4,12) 123 124 А(10,5,Н) 117 117
Д3,4) 1.46 1.48 А(1,2,Х) 112 111 А(10,4,12) 123 122 А(6,5,Н) 122 122
Я(5,10) 1.48 1.48 А(3,2,Х) 126 123 А(4,10,5) 122 121 А(7,8,Н) 122 122
Примечание. X = С1', Н.
Таблица 2
Интерпретация колебаний в молекулах флавона и изофлавона
Форма колебания V эксп V выч ИК КР Форма колебания V эксп V выч ИК КР
[14] [15] [14] [15]
Флавон
Qc=O 1646 1634 1678 439 211 в£ 1267 - 1275 5 59
1606 1611 16043 151 1188 в£ 1226 1239 1241 20 159
Q,в,Y 1586 1592 1566 42 224 Qcc,в - - 1223 3 95
в' 1504 1504 1488 17 29 Q,в 1210 1210 1207 36 86
вАу 1460 1452 14602 108 20 в' 1181 1158 1180 12 39
Q',в' 1439 - 1443 24 23 Q,в 1029 1031 1038 14 20
Q,в 1387 1361 1352 354 122 Q,Y - 1003 1008 9 34
Q,в 1331 1326 13252 22 31 у' 993 - 991 2 75
Q',в 1278 1280 1298 54 1 х',р' 769 - 770 59 2
Изофлавон
Qc=O 1646 1634 1672 231 93 Q,в 1267 - 12842 67 71
Q,в,Y 1606 1611 16063 104 689 Qcc,в 1226 1239 1219 94 75
Q,в,Y 1586 1592 15702 33 59 Q,в 1210 1210 1197 12 38
в 1504 1504 1490 17 21 в - 1003 1009 15 42
в,Q 1460 1452 14632 130 9 У 993 - 993 0 73
в,Q 1439 - 1440 8 6 У - - 8742 26 14
в,Q 1387 1361 1357 51 11 Р,Х 769 - 763 89 1
в,Q 1331 1326 1341 92 2 У - 731 738 8 32
в£ - - 13232 95 114 Р,Х 687 - 695 36 1
Примечание. В табл. 2-4 частоты приведены в см-1. В графах «ИК» и «КР» табл. 2-4 представлены интенсивности полос ИК-спектров в км/моль, интенсивности линий спектров КР в А4/а.е.м. Надстрочным индексом помечены дублеты (2) и триплеты (3) полос.
Внутримолекулярная водородная связь для моногидроксиизофлавонов имеет место в конформерах 2а ^(О-Н) ~ 2.14 А), ^(О-Н) ~ 1.69 А), 5а ^(О-Н) ~ 1.70 А). В двух последних системах она прочная, что проявляется в её длине [14] и в смещении полос валентных колебаний связей О-Н (#он) в длинноволновый диапазон колебательного спектра (Д~ 500 см-1). Крутильные колебания гидроксильной группы (Хон) смещаются в коротковолновый диапазон на величину ~400 см-1. Этот факт следует использовать в задаче спектроскопической идентификации конформеров моногидроксиизофлавонов. Приведенные в табл. 3 данные по валентным и крутильным колебаниям ОН-групп наглядно
это доказывают. Достоверность сказанного подтверждаются также подобным характером проявления внутримолекулярного взаимодействия между гидроксильным атомом водорода и связью С=О [18] в колебательных спектрах этилспиназа-рина [19] и эхинохрома [20]. Использование для задач спектроскопической идентификации факта смещения полос валентных колебаний связей С=О (Д ~ 40 см-1), на наш взгляд, затруднительно. Укажем на низкую интенсивность в спектрах КР полос, интерпретированных как крутильные колебания гидроксильных групп, что имеет место также в феноле, полигидроксибензолах, нафто-лах [17, 19-21]. Это общее свойство крутильных колебаний гидроксильных групп.
Таблица 3
Интерпретация валентных (#он) и крутильных (хОН) колебаний гидроксильных фрагментов в конформерах моногидроксифлавонов и моногидроксиизофлавона
* V эксп [16, 17] Конформер а Конформер Ь * Конформер а Конформер Ь
V выч ИК КР V выч ИК КР V выч ИК КР V выч ИК КР
Валентные колебания (моногидроксифлавоны)
2' 3615 3626 295 146 3694 67 125 3 3654 70 99 3427 152 183
3' 3656 3698 76 177 3696 51 88 5 3170 390 119 3679 67 202
4' 3656 3690 99 252 3692 101 262 6 3694 79 151 3698 82 210
5' 3656 3698 80 179 3695 55 98 7 3658 67 198 3656 48 129
6' 3656 3693 77 153 3629 122 107 8 3696 76 138 3668 81 48
Крутильные колебания (моногидроксифлавоны)
2' - 514 71 3 340 75 2 3 432 52 13 641 52 6
3' 310 338 108 2 340 108 4 5 851 93 1 413 91 3
4' 360 362 111 4 359 111 4 6 353 114 3 306 108 4
5' 310 332 110 4 338 108 3 7 374 125 4 387 126 7
6' 360 390 100 3 462 68 3 8 330 52 2 393 99 1
Валентные колебания (моногидроксиизофлавоны)
2' 3656 3655 90 89 3696 60 140 2 3664 132 137 3597 187 99
3' 3656 3697 47 98 3697 68 175 5 3188 413 79 3677 62 172
4' 3656 3695 76 201 3695 78 192 6 3694 69 117 3700 86 204
5' 3656 3697 67 170 3692 52 91 7 3694 99 198 3692 85 173
6' 3656 3696 60 140 3296 806 338 8 3696 85 179 3668 76 61
Крутильные колебания (моногидроксиизофлавоны)
2' - 429 41 3 335 85 3 2 346 83 3 496 86 2
3' 310 333 103 3 333 105 4 5 839 88 1 410 65 7
4' 360 340 120 4 348 106 3 6 360 115 3 306 107 3
5' 310 327 100 3 356 105 2 7 362 109 3 375 116 4
6' 310 335 84 3 750 47 12 8 332 90 3 392 111 5
*Положение молекулы, в котором находится группа ОН.
В табл. 4 сопоставлены результаты кван-товохимических расчетов деформационных колебаний валентных углов СОН (Рон) и ССН
(Р) в моногидроксиизофлавонах (спектральный диапазон 1500-1100 см-1) с данными экспериментов по подобным колебаниям для моно-
гидроксифлавонов и дизамещенных бензолов. их в качестве признаков спектроскопической При этом ограничились полосами высокой идентификации конформеров для каждого из интенсивности, позволяющими использовать позиционных изомеров.
Таблица 4
Интерпретация деформационных колебаний валентных углов СОН (Рон) и ССН (Р)
в моногидроксиизофлавонах
Форма * V эксп Конформер а Конформер Ь
колебания [5-11] [21] V выч ИК КР V выч ИК КР
2 1278 - 1275 119 64 1308 99 139
5 - 1474 1477 112 11 - - -
1210 1215 - - - 1207 142 8
6 1176 - 1174 152 2 1185 46 23
7 1176 - 1167 240 1 1161 83 15
8 1176 - 1185 59 13 - - -
вон - - - - - 1225 81 109
2' 1181 - 1173 82 4 1172 55 6
3' 1171 1210 1175 120 9 1171 96 5
4' - - 1167 246 28 1169 202 27
5' 1171 1181 1193 56 4 1179 133 5
6' - - - - - 1383 67 43
1159 1181 1172 55 6 - - -
- - 1376 538 90 1409 341 12
2 - - 1283 1753 117 12832 77 24
- - 1220 27 25 12152 198 43
1460 - 1455 137 33 1446 139 4
5 1387 1404 1392 117 37 13522 173 11
1280 - 1280 117 149 1282 147 88
1239 - 1237 213 39 1268 35 156
1504 1490 1478 155 2 1478 239 4
6 1460 - 1451 219 6 1451 29 2
1256 - - - - 1277 133 5
1185 - 1219 139 52 - - -
в 7 1290 1286 12842 98 121 13222 167 64
1185 1193 1197 8 43 1191 256 25
8 1280 1262 1282 144 55 1262 261 24
- 1226 1218 182 94 1192 90 34
2' 1223 1226 1219 100 14 1219 63 60
3' 1323 1331 13092 62 52 1295 191 6
1267 1278 1285 173 64 1285 121 68
4' 1182 1210 1159 36 5 1158 118 13
5' 1458 1460 1454 20 3 1438 121 3
1316 1331 12922 314 54 12892 155 57
1500 1504 14602 142 12 14582 31 9
6' 1380 1387 1343 142 2 1345 64 5
1223 1226 1199 9 40 1206 71 122
*Положение молекулы, в котором находится группа ОН.
Следует отметить, что разделение указанных деформационных колебаний на две группы весьма условно. Факт делокализации по форме для них общеизвестен, как и спектральный диапазон, в котором располагаются соответствующие полосы. Тем не менее приведенные в первой половине табл. 4 характеристики полос отнесены к деформационным колебаниям фрагментов С ОН по доминирующей форме колебаний. Прослеживающаяся здесь закономерность, связанная со смещением полос в коротковолновый диапазон при наличии внутримолекулярного взаимодействия - водородной связи, также является подтверждением достоверности результатов представленных квантовых расчетов спектра фундаментальных колебаний моногидроксии-зофлавонов. Аналогичная тенденция имеет место в случае флавоноидов [5-11] и спиназаринов [14, 15].
Характеристичность деформационных колебаний валентного угла ССН по частоте наглядно проявляется в нижней половине табл. 4. Это касается как смещения полос в конформерах, так и наличия малых энергетических щелей между ними, что помечено индексами как дублеты и триплеты.
Из рассмотрения исключены валентные и деформационные колебания всех шестичленных циклических фрагментов молекул. Шесть полос валентных колебаний углерод-углеродных связей проявляются в диапазоне 1660-1560 см-1. Энергетические щели между ними не превышают величины ~20 см-1. Полосы интенсивны как в ИК-, так и КР-спектрах. Их использование в задачах спектроскопической идентификации моногидроксиизофлавонов затруднительно.
Общей закономерностью для флавоноидов и изофлавоноидов является низкая интенсивность полос в ИК- и КР-спектрах, отнесенных к неплоским колебаниям связей С-Н (диапазон 1000700 см-1), крутильным колебаниям углерод-углеродных связей шестичленных циклических фрагментов (ниже 600 см-1) и колебаниям валентных углов шестичленных циклов (интервал 700-500 см-1). Для задач спектроскопической идентификации флавоноидов и изофлавоноидов указанные полосы интереса не представляют.
Заключение
Представленные результаты квантовохими-ческих расчетов дают основание сделать вывод о возможности привлечения метода теории функционала плотности для предсказания структуры и колебательных спектров флавоноидов и изо-флавоноидов, а также для спектроскопической
идентификации позиционных изомеров и кон-формеров названных веществ. Достоверность оценок подтверждается согласием полученных данных численных экспериментов с имеющимися данными лабораторных экспериментов - спектрами инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния. Отмечены общие закономерности в поведении спектральных полос бензольного и бициклического фрагментов молекул соединений.
Список литературы
1. Тараховский Ю. С., Ким Ю. А., Абдраимов Б. С., Му-зафаров Е. Н. Флавоноиды : биохимия, биофизика, медицина. Пущино : Synchrobook, 2013. 310 с.
2. Teslova T., Corredor Ch., Livingston R., Spataru T., Birke R. L., Lombardi J. R., Cañamares M.V., Leona M. Raman and surface-enhanced Raman spectra of flavone and several hydroxy derivatives // J. Raman Spectroscopy. 2007. Vol. 38, № 7. P. 802-818.
3. VavraA., LinderR., Kleinermanns K. Gas phase infrared spectra of flavone and its derivates // Chem. Phys. Lett.
2008. Vol. 463, № 4-6. P. 349-352.
4. Cañamares M. V., Lombardi J. R., Leon M. Raman and Surface Enhanced Raman Spectra of 7-Hydroxyflavone and 3',4'-Dihydroxyflavone // e-Preservation Science.
2009. Vol. 6. P. 81-88.
5. Heneczkowski M., Kopacz M., Nowak D., Kuzniar A. Infrared spectrum analysis of some flavonoids // Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research. 2001. Vol. 58, № 6. P. 415-420.
6. Элькин М. Д., Гайсина А. Р., Степанович Е. Ю., Ша-гаутдинова И. Т. Структурно-динамические модели флавоноидов. Моногидроксифлавоны // Естественные науки. 2012. № 4 (41). С. 133-140.
7. Элькин М. Д., Гайсина А. Р., Джалмухамбетова Е. А.,
Смирнов В. В., Степанович Е. Ю., Шагаутдинова И. Т. Структурно-динамические модели кризина // Естественные науки. 2013. № 1 (42). C. 105-111.
8. Элькин М. Д., Гайсина А. Р., Джалмухамбетова Е. А., Смирнов В. В., Степанович Е. Ю., Шагаутдинова И. Т. Моделирование структуры и спектров кон-формеров 3',4'-дигидроксифлавона // Естественные науки. 2013. № 1 (42). C. 111-118.
9. Элькин М. Д., Панкратов А. Н., Гайсина А. Р. Структурно-динамические модели и спектроскопическая идентификация флавоноидов // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14, вып. 2. С. 18-26.
10. Элькин М. Д., Шагаутдинова И. Т., Лихтер А. М., Гречухина О. Н. Моделирование структуры и колебательных спектров лютеалина (5,7,3',4'-тетрагидрок-сифлавона) // Естественные науки. 2014. № 2 (47). C. 86-93.
11. Шагаутдинова И. Т., Элькин М. Д., Лихтер А. М., Березин В. И. Интерпретация колебательных спектров морина // Материалы международной научной школы
по оптике, лазерной физике и биофотонике SFM-2013. Саратов : Новый ветер, 2013. С. 174-178.
12. Machado N. F. L., Batista de Carvalho L. A. E., Otero J. C., Marques M. P. M. A conformational study of hydroxyl-ated isoflavones by vibrational spectroscopy coupled with DFT calculations // Vibrational Spectroscopy. 2013. Vol. 68. P. 257-265.
13. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J.R., Zakrzewski V. G., Montgomery J. A., Stratmann R. E., Burant J. C., Dap-prich S., Millan J. M., Daniels A. D., Kudin K. N., Strain M. C., Farkas O., Tomasi J., Barone V., CossiM., Cammi R., Mennucci B., Pomelli C., Adamo C., Clifford S., Ochterski J., Petersson G. A., Ayala P. Y., Cui Q., MorokumaK., Malich D. K., Rabuck A. D., Raghavacha-ri K., Foresman J. B., Cioslowski J., Ortiz J. V., Ba-boul A. G., Stefanov B. B., Liu G., Liashenko A., Pis-korz P., Komaromi I., Gomperts R., Martin R.L., Fox D. J., Keith T., Al-Laham M. A., Peng C. Y., Nanay-akkara A., Gonzales C., Challacombe M., Gill P.M. W., Johnson B., Chen W., WongM. W., Andreas J. L., Head-Gordon M., Reploge E. S., Pople J. A. Gaussian 03, Revision B.03 / Gaussian Inc. Pittsburgh PA, 2003.
14. Erdogdu Y., Ünsalan O., Güllüoglu M. T. Vibrational Analysis of Flavone // Turk. J. Phys. 2009. Vol. 33, № 5. P. 249-260.
15. Свердлов Л. М., Ковнер М. А., Крайнов Е. П. Коле -
бательные спектры многоатомных молекул. М. : Наука, 1970. 560 с.
16. Элькин М. Д., Джалмухамбетова Е. А., Гайсина А. Р. Моделирование колебательных состояний гидрок-сизамещенных фенола // Прикаспийский журнал : управление и высокие технологии. 2011. № 2 (14). C. 55-61.
17. Raja G., Saravanan K., Sivakumar S. Structure and Vibrational Spectroscopic Studies of 1-Naphthol : Density Functional Theory Calculations // Intern. J. Appl. Bioeng. 2013. Vol. 7, № 1. P. 45-56.
18. Зефиров Ю. В., Зоркий П. М. Новые применения ван-дер-ваальсовых радиусов в химии // Успехи химии. 1995. Т. 64, № 5. С. 446-461.
19. Элькин М. Д., Джалмухамбетова Е. А., Горде-ев И. И. Компьютерное моделирование геометрической структуры и колебательных состояний спиназарина. // Прикаспийский журнал : высокие технологии и управление. 2009. № 3 (7). С. 48-54.
20. Элькин П. М., Пулин В. Ф., Можаева Н. А. Компьютерное моделирование внутримолекулярного взаимодействия в эхинохроме // Вестн. Сарат. гос. техн. ун-та. 2010. № 3 (46). C. 98-105.
21. Пулин В. Ф., Элькин П. М., Эрман М. А. Моделирование адиабатических потенциалов гидроксизамещен-ных бензола // Вестн. Сарат. гос. техн. ун-та. 2011. № 3 (37). С. 91-95.
УДК 543.054
МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ МАГНЕТИТА В РАЗДЕЛЕНИИ И КОНЦЕНТРИРОВАНИИ
О. Р. Егунова, Т. А. Константинова, С. Н. Штыков
Саратовский государственный университет E-mail: shtykovsn@mail.ru
Кратко рассмотрены методы получения и функционализации поверхности магнитных наночастиц на основе магнетита, их свойства и применение для разделения и концентрирования неорганических и органических веществ. Ключевые слова: магнитные наночастицы, разделение и концентрирование.
Magnetic Nanoparticles in Separation and Preconcentration
O. R. Egunova, T. A. Konstantinova, S. N. Shtykov
Methods of synthesis and functionalization of magnetite magnetic nanoparticles, their properties and application for separation and preconcentration of inorganic and organic substances were observed. Key words: magnetic nanoparticles, separation, preconcentration.
Свойства МНЧ
Магнитные наночастицы (МНЧ), наряду с другими видами наночастиц, являются предме-
том активного и всестороннего изучения в физике, химии, биологии и медицине [1]. Как и любые другие виды наночастиц, в наноразмерном состоянии они проявляют ряд необычных свойств, связанных с проявлением квантово-размерных эффектов, например: суперпарамагнетизм, большой магнитокалорический эффект, повышенная намагниченность и магнитная анизотропия, ко -торыми можно управлять с помощью внешнего магнита. Магнитные свойства МНЧ зависят от их химического состава, размера, формы, типа кристаллической решетки, микроструктуры, окружающей матрицы и других факторов. Важно, что эти свойства проявляются только в присутствии магнитного поля, а при его удалении они исчезают. Примерами магнитных наночастиц являются магнетит (Бе3О4), маггемит (у-Бе2О3), гематит
