Компьютерное моделирование межчастичных взаимодействий в фазе анионообменника при необменной сорбции аминокислот

В Ю Хохлов,Е С Трунаева,О Н Хохлова

doi:10.17308/sorpchrom.2018.18/493

В Ю Хохлов, Е С Трунаева + Show 1 more

Open Access

https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/493

Copy DOI

Abstract

Исследованы межчастичные взаимодействия в фазе анионообменника АВ-17в Сl-форме при необменном поглощении биполярных ионов глицина, фенилаланина и триптофана. Квантово-химическое моделирование образующихся структур проводили с помощью программы Gaussian 03 методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисе 6-31G++(d,p). Показано, что усложнение строения радикала аминокислоты приводит к уменьшению выигрыша энергии сорбции

Highlights

Computer simulation of interparticle interactions in the anion exchanger phase at non-exchange sorption of amino acids
The existence of features in a structure of sorbate can lead to the appearance of various effects strengthening or weakening interactions in system. Such effects should be expected in sorption systems involving amino acids
The presence in solution of bipolar ions of amino acids and impossibility of their recharge in the sorbent phase to anion with the subsequent fixing about functional groups as a result of Coulomb interaction leads to implementation of non exchange sorption of amino acids

Summary

Обсуждение результатов

Высокоосновные анионообменники типа АВ-17 являются стиролдивинилбензольными сорбентами, имеющими в качестве функциональных групп четвертичный азот (рис.). Молекулы воды формируют первичную гидратную оболочку иона хлора и группы –N+(CH3), расстояние между противоионом и атомом азота функциональной группы составляет 4.42Å, при этом элемент углеводородной матрицы ионообменника остается негидратированным. Нами проведена оптимизация ионно-молекулярных структур, образующихся в сорбенте при необменной сорбции биполярных ионов аминокислот с гидрофобным радикалом - фенилаланина и триптофана. Можно говорить, что доминирующими силами при закреплении необменно поглощенной аминокислоты в сорбенте являются полярные ион-ионные и ион-дипольные взаимодействия заряженной функциональной группы сорбента, противоиона хлора, биполярного иона цвиттерлита друг с другом и молекулами воды. Можно оценить выигрыш в энергии при образовании ионно-молекулярных структур в сорбенте (∆Е) как разность между суммой энергий структурных элементов (Е(ан+5Н2О)+ Е(аk+5Н2О)), и энергией оптимизированной структуры (Е(ан+аk+10Н2О)). Образующиеся в фазе сорбента при необменной сорбции аминокислот

Скелет радикала аk

Список литературы