СОЛЬВОФОБНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ВОДНЫХ И НЕВОДНЫХ РАСТВОРАХ ТЕТРАМЕТИЛМОЧЕВИНЫ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

2024

Устный доклад

СОЛЬВОФОБНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ВОДНЫХ И НЕВОДНЫХ РАСТВОРАХ ТЕТРАМЕТИЛМОЧЕВИНЫ

Проблема понимания и количественного описания сольвофобных или, в частном случае водных растворов, гидрофобных эффектов затрагивает важнейшие области естествознания, включающие физическую и коллоидную химию, молекулярную биологию, биофизику и т.д. Считается, что формирование газовых гидратов, агрегация амфифилов, конформации макромолекул, образование мицелл и двухслойных мембран в значительной степени контролируются эффектами гидрофобной гидратации и связанного с ней гидрофобного взаимодействия [1, 2]. Ряд теоретических и экспериментальных исследований указывают на наличие сольвофобных эффектов (СЭ) в растворителях с сетками Н-связей, однако не может однозначно ответить на вопрос об идентичности наблюдаемых явлений имеющим энтропийную природу эффектам гидрофобной гидратации и гидрофобного взаимодействия в воде. В работе методами калориметрии, изотермического насыщения, денситометрии, динамического рассеяния света и молекулярной динамики проведены обширные термодинамические и структурные исследования сольватации и взаимодействия растворов гидрофильной мочевины (Мч) и преимущественно гидрофобной тетраметилмочевины (ТММч) в воде, этиленгликоле (Эг) и формамиде (ФА) в широком температурном интервале. Экспериментально показано, что сольвофобное взаимодействие между молекулами ТММч усиливается с ростом температуры и убывает в ряду вода>ФА>>Эг. Во всех трех растворителях в области малых добавок ТММч по данным динамического рассеяния света наблюдается образование наноразмерных кластеров, размер которых значительно увеличивается с ростом концентрации неэлектролита, что находится в согласии с данными компьютерного моделирования водных растворов ТММч.

Литература:

[1] D. Chandler. Interfaces and the driving force of hydrophobic assembly. Nature, 437, 640-647 (2005).

[2] А.В. Кустов. Гидрофобные эффекты - структурные, термодинамические и прикладные аспекты. Достижения последних лет. М: Красанд. 2013. 224 с.

[3] R. Gupta, G.N. Patey. Structure and aggregation in model tetramethylurea solutions. J. Chem. Phys., 141: 064502 (2014)

Кустов А.В., Иванов Е.В., Батов Д.В.

ФГБУН Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН, 153045 Иваново, ул. Академическая, д. 1 e-mail: [email protected]