Инновационные технологии в области химии и биотехнологии (стр. 3 )

За ходом окислительного процесса следили по увеличению концентрации карбоксильных (-СООН) групп в растворе (табл.).

Таблица - Накопление карбоксильных групп в процессе окисления арабиногалактана

Время, мин	0	15	30	45	60	80	100	120
[-COOH]·102, моль/л	0	1,0	1,7	2,1	2,4	2,5	2,7	2,8

Из таблицы видно, что СООН-группы накапливаются с убывающей во времени скоростью, поэтому в качестве количественной характеристики процесса использовали начальную скорость их накопления (VCOOH).

Исследование температурной зависимости VCOOH показало, что с повышением температуры начальная скорость накопления карбоксильных групп возрастает. Было установлено, что наряду с окислением полимера происходит его деструкция, о чем свидетельствует уменьшение характеристической вязкости раствора.

Полученные результаты позволяют получить окисленную фракцию арабиногалактана Сибирской лиственницы с заданной молекулярной массой, которая в дальнейшем может использоваться в качестве матрицы-носителя лекарственных препаратов.

Работа выполнена при поддержке проекта № 3.1151.2011, выполняемого в рамках государственного задания Минобрнауки РФ, и ГНТП РБ «Химические технологии и новые материалы для инновационного развития экономики РБ».

УДК 547.598

, ,

СИНТЕЗ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БИОАКТИВНЫХ ТРИТЕРПЕНОИДОВ СОЛОДКОВОГО КОРНЯ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа

E-mail: *****@***ru

Развитие химии тритерпеноидов - широко распространенных в природе вторичных метаболитов высших растений привело в последнее десятилетие к открытию ряда перспективных противовирусных, противоопухолевых, антимикробных и антигликемических агентов среди производных олеаноловой, урсоловой, глицирретовой, мороновой и бетулиновой кислот. Глицирретовая кислота (ГЛК) (1) – основной пентациклический тритерпеноид корней солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.) и уральской (Gl. uralensis Fisher) обладает различными видами биологической и фармакологической активности (противовоспалительной, противоязвенной, антиоксидантной, гепатопротекторной, антиаллергической, противораковой, противовирусной и др.) [1]. Синтез новых производных ГЛК и родственных тритерпеноидов представляет интерес для изучения зависимости структура-активность.

Нами осуществлен синтез 2-замещенных производных (циано-, хлор-, бром-) на основе 3-кето-производных тритерпеноидов (1-3). Проведены новые скелетные и окислительные превращения 11-дезоксо-ГЛК (2) и олеан-9,12-диен-30-овой кислоты (3) по кольцу А с получением 1,2-енов, 2,3-секо-производных и 1-гидрокси-2-енов (диосфенолов). Предложен метод стереоселективного гидроксилирования 3-кетонов тритерпеноидов мета-хлорпербензойной кислотой в 2α-гидрокси-3-кетоны. Впервые проведен исчерпывающий озонолиз олеан-9(11),12(13)-диен-30-овой кислоты (3) с получением смеси продуктов окисления, содержащей эпокси-, окси - и кето-производные.

Работа поддержана РФФИ (грант 62а) и Роснаукой (ГК 14.740.11.0367).

Список литературы:

1  , , Толстикова : биоразнообразие, химия, применение в медицине. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 20с.

УДК 547.995.15’491.6.057

1, 1, 2, 3, 1

МОДИФИКАЦИЯ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОФТАЛЬМОЛОГИИ

1Российская академия наук Уфимский научный центр Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Органической химии

E-mail:*****@***ru

2ГУ Уфимский НИИ глазных болезней АН РБ

3 Башкирский государственный университет

Во многих случаях при проведении операций на глазах или сердечнососудистой системе возникает необходимость локального закрепления на определенное время лекарственного средства по месту раневой поверхности. Эффективность многих лекарственных препаратов значительно возрастает при использовании специальных лекарственных форм, обеспечивающих пролонгирование действия лекарственного препарата, его адресную доставку к системам и органам, а в некоторых случаях и заметный синергетический эффект действия препарата и фармакопейной основы. Особый интерес в этом смысле представляют биополимеры гликозаминогликанового ряда, в том числе - гиалуроновая кислота (ГК), обладающая сама по себе спектром биологической активности и проявляющая высокую биосовместимость. Одним их аспектов использования ГК является создание на ее основе лекарственной формы совместно с цитостатиками, такими как митомицин или фторурацил.

Однако в организме, под действием ферментов и свободных радикалов, нативная ГК подвергается быстрой деградации, что ограничивает ее использование в случаях, требующих длительного лечебного эффекта. Поэтому возникает необходимость разработки различных способов изменения физико-химических свойств ГК при сохранении ее биосовместимости.

Целью данной работы являлась разработка способов модификации ГК и создания композиции на основе модифицированной ГК и митомицина С (ММС), для использования в качестве лекарственного средства при проведении операций глаукомы.

ГК модифицировали эпихлоргидрином в аммиачно-щелочном растворе при различных исходных соотношениях реагентов. Реакцию останавливали диализом, продукт осаждали метанолом и сушили под вакуумом. Полученные образцы исследовали методами УФ-, ИК - и ЯМР-спектроскопии.

Далее исследовалось взаимодействие между модифицированной ГК и ММС в физиологическом растворе. В раствор модифицированной ГК вводили ММС в антибатных соотношениях и выдерживали при повышенной температуре в течение 2ч. Полученные растворы исследовали методом УФ-спектроскопии (рис. 1).

Рисунок 1 - УФ-спектры в физиологическом растворе: ММС (1); МГК (2); смеси ММС:МГК состава 1:4 (3, 7); 2:3 (4, 8); 3:2 (5, 9); 4:1 (6, 10) после выдержки в течение 2 ч. при температуре 250С, 450С[ММС] = [МГК] = 2·10-3 моль/л.

Видно, что после прогрева смеси МГК и ММС в растворе имеет место появление нового пика в области 310 нм и уменьшение интенсивности пика в области 363 нм, что свидетельствует о взаимодействии компонентов. При комнатной температуре подобного взаимодействия не происходит. Полученные композиции исследуются в институте глазных болезней на эффективность использования в качестве лекарственного средства при операциях глаукомы.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (мероприятие 1.1), номер заявки 2012-1.15-027

УДК 664.162.036.29

,

ГИДРОЛИЗ ХЛОПКОВОЙ ВАТЫ РАСТВОРАМИ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

E-mail:[e-mail]

Отходы биомассы растительного сырья сельскохозяйственной и дерево­обрабатывающей промышленности необходимо рационально утилизировать. Одним из перспективных способов является гидролиз целлюлозосодержащих материалов химическим способом и использование растворов гидролизатов в биотехнологическом производстве.

Исследование возможности гидролиза целлюлозы растворами фосфорной кислоты являлось целью нашей работы.

Апробирован гидролиз хлопковой ваты водными растворами 20, 60 и 70% фосфорной кислоты.

Глубину гидролиза определяли по содержанию редуцирующих веществ в пробе методом Макэна и Шоорля (МШ) и титрометрическим методом с гекса­цианоферратом калия (ТМ) (табл.).

Таблица – Выход редуцирующих веществ (РВ) при гидролизе хлопковой ваты водными растворами 20, 60 и 70% H3РO4 при температуре кипения реакцион­ной смеси

Время гидролиза, ч	Концентрация H3РO4 , %	Выход РВ, %
Метод МШ	Метод ТМ
1	2	3	4
4	20	3,7	2,0
4	60	27,6	31,9
3	70	48,4	50,1

Полученные результаты показывают, что с увеличением концентрации фосфорной кислоты выход редуцирующих веществ в реакционной смеси возрастает, однако уже при концентрации кислоты 70% наблюдается повышенное смолообразование.

УДК 677.11.116

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СОЛОМЫ ЛЬНА-МЕЖЕУМКА – ПЕРСПЕКТИВНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт проблем химико-энергетических технологий

Сибирского отделения Российской академии наук, г. Бийск

E-mail: julja. *****@***ru

В настоящее время наметилась тенденция к использованию недревесного целлюлозосодержащего сырья [1]. В России для промышленного освоения производства целлюлозы из недревесных источников наибольший интерес представляет лен-межеумок. Вопрос производства выращивания однолетних целлюлозосодержащих растений принят «Большой семеркой» наиболее развитых стран как одна из приоритетных задач XXI в.

Лен может произрастать в различных климатических зонах страны. Гарантированная урожайность льна, многовариантность его переработки могут существенно поднять доходность и занятость населения аграрно-промышленных регионов России. Уже сейчас лен в растениеводстве страны, в частности в Нечерноземье, Сибири и Алтайском крае, занимает особое место — он дает до 70 % дохода и служит основой формирования в аграрно-промышленном секторе большого числа рабочих мест.

Целлюлоза изо льна обладает очень высоким качеством и может использоваться в производстве сигаретной бумаги, гигиенических изделий и даже банкнот. Выход биомассы льна очень высок. Он превышает данный коэффициент у древесины на 2,0-2,5 единицы [3, 4].

В данной работе рассматривается перспектива получения целлюлозы из соломы льна-межеумка.

В качестве первого объекта исследования использовали солому льна-межеумка урожая августа 2011 года, собранную в Алтайском крае в мае 2012 года, в качестве второго – солома льна-межеумка урожая 2012 года (время сбора – сентябрь). Следует отметить, что в литературных источниках отсутствует информация о химическом составе соломы льна-межеумка, раздельно имеются данные о составе волокна и костры [4, 5].

Солома льна-межеумка без разделения на волокно и костру была измельчена, усреднена и направлена на определение химического состава по общепринятым методикам [6].

В соломе льна-межеумка урожая 2012 года имелись толстые стебли, отличающиеся по внешнему виду от общей массы, было принято решение дополнительно определить и их химический состав.

Химические составы образцов соломы льна-межеумка ( гг.) и стеблей (2012 г.) приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Химические составы образцов соломы льна-межеумка (урожаев 2011г. и 2012 г.) и стеблей в соломе льна-межеумка урожая 2012 года

Наименование сырья	Влаж ность, %	Золь ность*, %	Лигнин*, %	Целлюлоза по Кюршне ру*, %	Пентозаны*, %	Жировосковая фракция*, %
Солома	2011 г.	11,1	2,82	20,69	50,05	18,87	9,33
2012 г.	10,8	2,37	16,85	53,29	22,27	10,40
Стебли в соломе (2012 г.)	10,3	1,82	23,10	46,90	–	6,48
Примечание: * – в пересчете на а. с.с.

Полученные результаты, а именно: содержание целлюлозы по Кюршнеру в пределах 46,90 % - 53,29 %; зольность на уровне 1,82 % - 2,82 %; кислотонерастворимый лигнин 16,85 % - 23,10 % свидетельствуют о возможности получения целлюлозы из соломы льна-межеумка [7].

Список литературы:

1  В сб. тез. докл. научн.- практ. конф. «Лен – на пороге XXI века», Вологда. – М.: ЦНИИЛКА, 2000. – С. 10-30.

2  , , В сб. тез. докл. научн.-практ. конф. «Наука – льняному комплексу», Вологда. М.: ЦНИИЛКА, 1999. – С. 101.

3  Современная переработка льна — область критических технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://. ru/info/1173.

4  Артемов переработка льна – область критических технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/index. php? option=articles&task=viewarticle&artid=360&Itemid=55.

5  , и др. Исследование возможности использования льна-межеумка в качестве сырья для получения целлюлозы // Химические волокна, 2004. – № 5.

6  , , Леонович работы по химии древесины и целлюлозы. – М.: Экология, 1991. – С. 73-75, 79-80, 106-107, 119-120, 161-164, 200-203, 229, 250-254.

7  , Будаева получения целлюлозы из соломы льна-межеумка / Достижения и перспективы развития биотехнологии: материалы Международной научной конференции, г. Саранск, (3-5 октября 2012 г., г. Саранск). – В печати.

УДК 577.15

,

ПОЛУЧЕНИЕ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ МИСКАНТУСА

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт проблем химико-энергетических технологий

Сибирского отделения Российской академии наук, г. Бийск

E-mail: *****@***ru, julja. *****@***ru

Исследователи всего мира ищут богатые целлюлозой растения. Мискантус является перспективным недревесным сырьем для получения продуктов, пригодных для ферментативного гидролиза целлюлозы и ее промежуточных продуктов [1, 2].

Целями данной работы являются определение химического состава мискантуса, получение лигноцеллюлозного материала (ЛЦМ), пригодного для ферментативного гидролиза, и определение его химического состава.

Объектом исследования являлся мискантус урожая 2011 года (4 года жизни), привезенный 16 февраля 2012 года с плантации ИЦиГ СО РАН.

Непосредственно перед получением ЛЦМ был определен химический состав исходного сырья. Определение зольности (в пересчёте на абсолютно сухое сырьё – а. с.с.), массовой доли экстрактивных веществ (экстрагент – дихлорметан, в пересчёте на а. с.с.), массовой доли кислотонерастворимого лигнина (в пересчёте на а. с.с.), массовой доли целлюлозы методом Кюршнера (в пересчёте на а. с.с.) проводилось по стандартным методикам анализа растительного сырья [3]. Влажность определяли на анализаторе влажности МВ 23/МВ 25.

Среднюю пробу отбирали из нескольких мест сволкованного мискантуса. Измельчение пробы производили ножницами.

Химический состав мискантуса 4 года жизни урожая 2011 года представлен на рисунке 1. Мискантус имел следующие характеристики: влажность – 7,8 %; жировосковая фракция (ЖВФ) – 2,96 %; зольность – 3,57 %; кислотонерастворимый лигнин – 19,82 %, пентозаны – 26,64 %; целлюлоза по Кюршнеру – 43,96 %.

После определения химического состава мискантуса сырье, предварительно измельченное на соломорезке «GARDENA», поступило на опытное производство для получения ЛЦМ.

Были проведены следующие стадии получения ЛЦМ: предварительный гидролиз 1 %-ным раствором азотной кислотой с получением целлюлозосодержащего продукта, затем азотнокислая варка в 4 %-ном растворе азотной кислоты с получением лигноцеллюлозного материала.

Таблица 1 – Химический состав ЛЦМ, полученного на опытном производстве

№ процесса	Влажность	Массовые доли компонентов*, %
Зольность	Лигнин	α-Целлюлоза	Пентозаны
№ 1; 10 кг	6,8	3,70	8,75	79,88	4,70
№ 2; 11 кг	6,9	4,66	11,57	84,36	5,08
№ 3; 11 кг	5,8	4,69	11,95	78,56	6,01
№ 4; 11 кг	6,6	4,65	11,37	85,78	6,00
Примечание: * – в пересчете на абсолютно сухое сырье

Как следует из представленных результатов, ЛЦМ характеризовались зольностью на уровне 4-5 %, массовой долей лигнина в пределах 9-12 %, содержанием пентозанов в узком интервале 5-6 %. Массовая доля α-целлюлозы составляла от 80 % до 85 %, т. е. при ферментативном гидролизе ЛЦМ – субстрата можно получить глюкозо-пентозный продукт с превалирующим содержанием именно глюкозы.

Сравнение ЛЦМ, полученных в партиях 2-4, с ЛЦМ-1 позволяет обнаружить различия химического состава (более высокие значения зольности, лигнина и пентозанов). Это связано с увеличением загрузки сырья от 10 кг до 11 кг мискантуса, т. е. снижением жидкостного модуля азотнокислой варки.

Все ЛЦМ были переданы на ферментативный гидролиз.

Список литературы:

1  и др. Новая форма Мискантуса китайского (веерника китайского, Miscanthus sinensis Anders.) как перспективный источник целлюлозосодержащего сырья // Вестник ВОГиС. – 2010. – Т. 14, № 1. – С. 122-126.

2  , Будаева состав российского мискантуса-первогодка урожая 2011 года / Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы V Всерос. конф., Барнаул, 24-26 апреля 2012 г.: / Под ред. , .  – Барна2. – С. 22–24.

3  , , Леонович работы по химии древесины и целлюлозы. – М.: Экология, 1991. – С. 73-75, 79-80, 106-107, 161-164.