Дифференцирующее действие растворителя при необменной сорбции аминокислот ионообменниками

Elizaveta F Chepkina,Oksana N Khokhlova,Vladimir Yu Khohlov

doi:10.17308/sorpchrom.2019.19/784

Abstract

При необменной сорбции ионообменниками веществ одной природы действующие силы являются одинаковыми, что осложняет разделение многокомпонентных смесей. Регулирование доминирующих взаимодействий в сорбционных системах с помощью изменения условий проведения процесса, позволит более эффективно разделять вещества без применения дополнительных электролитов. Известно, что растворитель играет важную роль во многих физико-химических процессах, особенно на границе раздела фаз, поэтому целью работы являлось выявление закономерностей необменной сорбции глицина и триптофана из водно-спиртовых растворов с различным соотношением компонентов в растворителе анионообменником АВ-17-2П (Сl). В работе использована простейшая аминокислота, не имеющая бокового радикала (глицин) и самая гидрофобная аминокислота (триптофан), а также высокоосновный анионообменник АВ-17-2П в Сl-форме, имеющий в качестве функциональных групп четвертичный азот. Исследованы свойства водно-спиртовых растворов аминокислот, анионообменника и равновесие необменной сорбции при различном содержании этилового спирта в составе растворителя (0, 25, 40, 50, 60, 75, 100 % по объему). Установлено, что свойства водноспиртовых растворов аминокислот (триптофана и глицина) и ионообменника АВ-17-2П (Сl) определяются соотношением воды и этилового спирта в составе растворителя, а также наличием полярных и гидрофобных частей в структуре объектов исследования. Изменение свойств сорбента и исследуемых сорбатов в зависимости от содержания органического компонента в растворе носит немонотонный характер: набухание анионообменника минимально при 75% alc, а растворимость триптофана имеет максимум при 40% alc, чего, однако, не наблюдается для глицина. Выявлено, что необменная сорбция аминокислот анионообменником АВ-17-2П из водно-спиртовых растворов также носит немонотонный характер в зависимости от содержания органического компонента в составе растворителя – наблюдается минимум сорбции триптофана и максимум сорбции глицина при сопоставимом содержании воды и спирта в составе растворителя. Различие в закономерностях сорбции исследуемых аминокислот определяется различием в их свойствах – полярностью глицина и гидрофобностью триптофана. Изменение состава растворителя позволяет регулировать сорбционные характеристики в системах анионообменник-аминокислота и более эффективно разделять смеси цвиттерлитов за счет дифференцирующего действия растворителя.

Highlights

At not exchange of non-exchange sorption of substances by ion exchangers of the same nature, the acting forces are the same, which complicates the separation of multicomponent mixtures
It is established that the properties of hudroalcoholic solutions of amino acids and ion exchanger AV-17-2P (Cl) are determined by the ratio of water and ethyl alcohol in the solvent, as well as the presence of polar and hydrophobic parts in the structure of the objects of study.The change in the properties of the sorbent and the sorbates under study depending on the content of the organic component in the solution is nonmonotonic: the swelling of the anion exchanger is minimal at 75% alc, and the solubility of tryptophan is maximum at 40% alc, which, isn’t observed for glycine
That non-exchange sorption of amino acids by anion exchangerАV-17-2P from hudroalcoholic solutions is nonmonotonic, depending on the content of organic component in the composition of the solvent - is observed the min sorption of tryptophan and the maximum sorption of glycine with a comparable content of water and alcohol in the composition of the solvent.The difference in the patter of sorption of amino acids under study is determined by the difference in their properties – the polarity of glycine and tryptophan hydrophobicity

Summary

Introduction

At not exchange of non-exchange sorption of substances by ion exchangers of the same nature, the acting forces are the same, which complicates the separation of multicomponent mixtures. It is established that the properties of hudroalcoholic solutions of amino acids (tryptophan and glycine) and ion exchanger AV-17-2P (Cl) are determined by the ratio of water and ethyl alcohol in the solvent, as well as the presence of polar and hydrophobic parts in the structure of the objects of study.The change in the properties of the sorbent and the sorbates under study depending on the content of the organic component in the solution is nonmonotonic: the swelling of the anion exchanger is minimal at 75% alc, and the solubility of tryptophan is maximum at 40% alc, which, isn’t observed for glycine. Поэтому целью работы являлось выявление закономерностей необменной сорбции глицина и триптофана из водно-спиртовых растворов с различным соотношением компонентов в растворителе анионообменником АВ-17-2П (Сl).

Results

Conclusion