Фосфолипиды: строение, теплота сгорания и образования Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Вестник технологического университета. 2017. Т. 20, №13

УДК 541.11

П. А. Гуревич, А. А. Кулаков, В. В. Овчинников

ФОСФОЛИПИДЫ: СТРОЕНИЕ, ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ

Ключевые слова: фосфатид, теплота сгорания, теплота образования.

Известные значения теплот сгорания в конденсированном состоянии глицеридов (бутирин, трилаурин, тримиристин, трипальмитин, тристеарин, триолеин, триэруцин) дали возможность рассчитать уравнение ЛсИ° (кДж/моль) = 41.0 — 109.4 (N —g), в котором N — общее число валентных электронов молекул, а g - число неподеленных электронных пар гетероатомов в них. На основе этой зависимости впервые были вычислены величины теплот сгорания трех фосфолипидов: фосфатидной кислоты (I), фосфатидилэтаноламина (II) и фосфатидилсерина (III). С использованием закона Гесса рассчитаны энтальпии образования (ЛобрИ°) этих же фосфасфатидов.

Keywords: phosphalipide, heat of combustion, heat offormation.

The known values of the heats of combustion in the condensed condition of glycerides (tributyrin, trilaurin, trimyristin, tripalmitin, tristearin, triolein, trierucin) gave a possibility to calculate the equation ЛсИ° (kJ mol'1) = 41.0 — 109.4 (N —g), in which N is the general number valence electrons of molecules, and g is a number of a lone electrons pairs in them. On the basis of this dependence the magnitudes of the heats of combustion of threth phosphalipides for the first time have been calculated: phosphatidic acids (I), phosphatidylamine (II) and phosphatidylserine (III). With use of the Hess-law were calculated the formation enthalpies (ЛИ°) of the same phosphalipides.

Фосфолипиды, содержащие в своем составе фрагменты лауриновой, миристиновой и пальмитиновой кислот, а также этаноламина и аминокислоты серина, известны как важнейшие биохимические вещества в живых организмах [1]. Несмотря на значимость этих препаратов их термохимия практически не изучена. Мы сделали расчеты по теплотам сгорания (ЛсИ°) и образования (АобрИ°) полезных в биохимическом отношении глицеридов, содержащих фрагменты фосфорной кислоты - фосфатидная кислота (I: С39Н7508Р), фосфатидилэтаноламин (II: С41Н8аЫО8Р) и фосфатидилсерин (III: С^Н^О^). Процесс сгорания фосфолипидов ЫП можно представить уравнением (1), в котором а, Ь, с, е -стехиометрические коэффициенты образующихся газообразных (г), жидких (ж) и твердых (тв) продуктов.

СяН^О Ре(тв) + пО2 (г) ^аСО2 (г) + ЬН2О (ж) + с^ (г) +еН3РО4 (тв) + ЛсИ° (1)

Расчеты проводили по разработанной ранее по компьютерной программе [2], в которой использовалось уравнение (2), полученное по известным литературным значениям теплот сгорания глицеридов без фосфатных групп: (IV: трибутирина, С15Н26О6), (V: трилаурина, С39Н74О6), (VI: тримиристина, С45Н86О6), (VII: трипальмитина, С51Н98О6), (VIII: тристеарина, С57Н110О6), (IX: триолеина, С57Н104О6), (X: триэруцина, С69Н128О6), для которых значения ЛсгорИ° составляют -8122.4±2.0, -23731.6±1.8, -27643.7±1.8, -31605.9±1.8,

-35806.7±1.8, -35099.6±1.3 кДж/моль соответственно [3].

ЛсИ = 41.0 - 109.4 (N -g) (2)

В уравнении (2) N это общее число валентных электронов перечисленных молекул, из которого вычитается (g) число не поделенных электронных пар гетероатомов в различных функциональных группах [1-3]; значения (N-g) составляют 74, 218, 254, 290, 326 и 320 соответственно.

Теплоты образования (ЛобрИ°) находящихся в конденсированном состоянии фосфолипидов I-III вычислены по той же программе по уравнению Гесса (3), где n и nj - стехиометрические коэффициенты.

ЛсИ° (ni ^ ЛобрИ°)продукты - (nj ^ ЛобрИ°)реагенты (3)

Мы использовали эти зависимости для расчета перечисленных выше фосфалипидов (I-III) и получили: для ЛобрИ° значения -24027.0 ± 120.1, -25777.4 ± 128.9 и 25777.4 ± 128.9 кДж/моль соответственно; для ЛобрИ° -2254.2 ± 11.3, -2254.2 ± 11.3 и -2294.2 ± 11.5 кДж/моль соответственно.

Литература

1. V.V. Ovchinnikov. Thermochemistry of Heteroatomic Compounds: Analysis and Calculation of Thermodynamic Functions of Amino Acids and some Peptides of Different Space Structure. Am. J. Phys. Chem., 2013.Vol. 1. P. 8-15. DOI: 10.11648/j. ajpc.20130201.12.

2. В.В. Овчинников. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. 2015, № 2015613205.

3. П.А. Гуревич, Л.И. Лаптева, В.В. Овчинников. Вестник Казанского технологического университета. 2013, Т. 17, № 14. C. 45-48.

© П. А. Гуревич - д-р хим. наук, проф. каф. органической химии КНИТУ, [email protected]; А. А. Кулаков - канд. биол. наук, доц. каф. общей химии и экологии КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева; В. В. Овчинников - д-р хим. наук, проф. той же кафедры.

© P. A. Gurevich - Dr., professor of Department of organic chemistry of KNRTU, [email protected]; A. A. Kulakov - cand. biol. nauk, doc. of Department of general chemistry and ecology of KNRTU named after A.N. Tupolev - KAI; V. V. Ovchinnikov -Dr., professor of the same Department.