Получение и свойства тонкослойных индикаторных элементов на основе хитозана Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

9

G tir в X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010.NB1 (106)

действие с СО, в результате паровой конверсии оксида углерода образуются водород и диоксид углерода (уравнение 3). Поэтому, если учитывать реакцию паровой конверсии СО, то для достижения максимального значения конверсии СО мольное отношение Нг/СО должно быть Н2 СО =2.

Эксперимент проводили при следующей загрузке каталитических систем: по ходу газовой смеси первый слой катализатор для синтеза метанола Я-1, далее механическая смесь Я-1 и у-АЬОз в объемном соотношении 1:1 и последний слой для дегидратации метанола у-АЬОз. Условия эксперимента: Н2/СО=2, давление ЗМПа, температура 280°С, время контакта 0.1 мин. Выход диметилового эфира составил 17%, конверсия СО 56%. Также наблюдалось образование побочных продуктов: 10об.% СО2 и менее 0.05 об.% метана.

На рисунках 1 и 2 показано влияние основных параметров на выход ДМЭ и конверсию СО. При низкой температуре 200-220°С конверсия СО и выход ДМЭ незначительны, однако при 300°С конверсия СО и выход ДМЭ достигают значений 58% и 18%. Исследования каталитической активности двухслойного катализатора выше 300°С не проводили, так как синтез метанола проводится при температуре ~300°С. Как видно из рисунка 2, с увеличением времени контакта выход ДМЭ увеличивается и достигает значения 16% при конверсии СО 53%. При х=0.1 мин конверсия СО увеличивается до 58%, выход ДМЭ до 17%. Следовательно, оптимальным временем контакта является 0.1 мин.

Таким образом, найдены оптимальные условия процесса синтеза диметилового эфира из синтез-газа.

Работа поддержана ГК ФЦП № 02.523.12.3023

Библиографические ссылки

1. Попова Н.М.Катализаторы селективного окисления и разложения метана и других алканов/ Н.М. Попова, К. Досумова. Алматы: Былым, 2007. 208с.

2. Колесниченко Н.В..Синтез бензина из синтез-газа через диметиловый эфир/ Н.В.Колесниченко, Л.Е.Китаев, З.М.Букина [и др.]; // Кинетика и катализ, 2007. Т. 48. №6. С. 846-850.

УДК 543.06:611-018.54

Н.Н. Гридина, В.В. Соколов

Московский государственный текстильный университет им. А.Н.Косыгина, Москва, Россия

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ТОНКОСЛОЙНЫХ ИНДИКАТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА

It was demonstrated possibility and conditions of immobilization analytical reagents in chitosan films. Complexation of metals with immobilized reagents has been determined.

9

С 11 6 X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 1 (106)

Установлена возможность и выбраны условия иммобилизации аналитических реагентов в гидрогелевые пленки на основе хитозана, модифицированного глутаровым альдегидом. Определены оптимальные условия комплексообразования ионов металлов с иммобилизованными реагентами.

Одним из направлений развития аналитической химии является иммобилизация органических аналитических реагентов на твердых носителях, в том числе полимерных материалах. Полученные индикаторные системы используются для определения элементов в твердой фазе методами спектрометрии, в качестве готовых аналитических форм для визуальных тест-методов анализа и распознающих элементов в оптических сенсорах [1]. Природный аминополисахарид хитозан, благодаря таким свойствам, как биосовместимость, нетоксичность, биодеградируемость, широко применяется в медицине и пищевой промышленности, а также при разработке биосенсоров. Высокие сорбционные свойства хитозана, обусловленные структурой и наличием разнообразных функциональных групп, позволяют получать модифицированные сорбенты с улучшенными характеристиками. Способность хитозана к пленкообразованию определяет возможность использования его в виде пленочного материала различного целевого назначения [2].

Целью работы является получение и исследование свойств тонкослойных индикаторных систем на основе хитозанового геля. Для получения нерастворимых в воде пленок хитозана в качестве сшивающего реагента использовали глутаровый альдегид (ГА). Установлено, что при соотношении 0,01 моль ГА/моль NH2 степень набухания составляет 100-150%. При иммобилизации в полимерную матрицу объемным или поверхностным способом реагент должен сохранить активные функционально-аналитические группы и находиться в определенной кислотно-основной форме. Учитывая условия проведения фотометрического анализа в водных растворах и свойства пленок на основе хитозана, нами выбраны арсеназо 111 - для определения свинца, кислотный хром синий К (КХС) - солей жесткости. Выбранные реагенты содержат сульфогруппы, за счет которых возможно образование ионных связей между протонированными аминогруппами хитозана и анионом реагента. Введение реагентов в уксуснокислые растворы хитозана для последующего отлива пленок показало, что арсеназо III взаимодействует с глутаровым альдегидом и теряет комплексообразующие свойства. КХС в растворе хитозана (рН 3,6-3,8) находится в протонированной форме. При обработке пленок щелочью для перевода КХС в частично депротонированную форму RH23 происходит вымывание реагента. Поэтому для этих реагентов выбран способ поверхностной иммобилизации, основанный на сорбции молекул реагентов на полимерной матрице.

Иммобилизацию арсеназо 111 на пленки хитозана осуществляли из водных растворов при рН 3,8 - 4,0. При этих условиях степень протониро-вания хитозана остается постоянной. Изучение кинетики сорбции арсеназо 111 на пленки хитозана позволило выбрать условия получения индикаторных матриц: концентрация раствора - 10"4 моль/л; рН 4,0; время иммобилизации - 1час.

С lb б X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010.NB1 (106)

Сорбцию реагента КХС на поверхности пленок хитозана следует проводить при рН растворов выше 9,5. После извлечения из буферного раствора на пленках наблюдается переход окраски реагента от синей к фиолетовой, что объясняется испарением аммиака и изменением кислотности среды хитозанового геля.

Рис.1. Спектры поглощения пленок с иммобилизованным арсеназоШ до (1) и после обработки 0,01 М (2) и 0,001 М (3) водными растворами свинца (11), рН 4,5

Иммобилизация КХС из водно-спиртовых растворов позволила стабилизировать реагент в хитозановой матрице в форме, повышающей контрастность последующей аналитической реакции. Установлено, что КХС незначительно вымывается из хитозановой пленки в слабощелочных средах (рН 7 - 9,5).

На основании идентичности спектров поглощения реагентов в растворе и хитозановой матрице можно предположить электростатический механизм иммобилизации. Для арсеназо 111 максимумы полосы поглощения в растворе и на пленке совпадают: X = 540 нм. Характер спектра комплекса свинца (11) с арсеназо 111 на пленке (рис.1) указывает на влияние полимерной матрицы хитозана на процесс комплексообразования. Известно [3], что спектры комплексов арсеназо 111 с ионами металлов в растворе имеют две полосы поглощения.

На спектрах поглощения растворов КХС максимум поглощения - 580 нм, для комплексов с кальцием и магнием - 560 нм. Очевидно, взаимодействие с хитозаном приводит к изменению в системе сопряженных л-связей реагента. Вследствие этого наблюдается незначительный батохромный сдвиг максимума интенсивности иммобилизованного КХС и, соответственно, комплекса КХС с металлами; Ак = 20 нм.

Выбраны следующие оптимальные условия использования индикаторных элементов для определения

С 11 € X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 1 (106)

- жесткости воды: рН 9 - 9,5, объем пробы - 25 мл, время контакта с индикаторной матрицей - 15 мин, X = 500 нм.

- ионов свинца (11) в растворе: рН 4,5, объем пробы -25 мл, время контакта - 20 мин, X = 640 нм.

Табл. Параметры градуировочных зависимостей для индикаторных элементов, полученных на основе хитозана

Реагент Ион металла Диапазон линейности, 10 "3 моль/л Уравнение прямой R

Арсеназо 111 РЬ2+ 0,2 -2,0 А =147,79С + 0,003 0,980

Кислотный хром синий К S(Ca2++Mg2+) 0,2-2,0 А =93,503С -0,018 0,999

Представленные в таблице характеристики градуировочных зависимостей позволяют рассматривать прозрачные гидрогелевые пленки на основе хитозана как перспективный материал при изготовлении чувствительных индикаторных элементов для твердофазной спектрофотометрии, основываясь на измерении оптической плотности, и тест-методов анализа.

Библиографические ссылки

1. Золотов Ю.А. Химические тест-методы анализа / Ю.А.Золотов, В.М.Иванов, В.Г.Амелин. М.: Едиторал УРСС, 2002. 304с.

2. Скрябина К.Г. Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение/ К.Г.Скрябина, Г.А. Вихорева, В.П. Варламова. М.: Наука, 2002. 368с.

3. Савин С.Б. Органические реагенты группы арсеназо 111./ С.Б. Савин М.: Атомиздат, 1971. 352с.

УДК 543.426:547.587.51:577.1

А. А. Цыбизова, Н.А. Кондратова, В.Ф. Травень

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ БЕЛКОВ

ПРОИЗВОДНЫМИ 2,3-ДИГИДРОФУРО[3,2-С]КУМАРИН-3-ОНА

In this paper, an interaction of a series of (Z)-2-ariliden-2H-furo[3,2-c]coumarin-3-ones and 2-(2'-arilhydrazono)-2H-furo[3,2-c]coumarin-3-ones with native human serum albumin (HSA) was studied. The spectral-luminescence