Физико-химические аспекты взаимодействия индолил-3-уксусной кислоты с суперабсорбентом «Твердая вода»
Аннотация
Индолил-3-уксусная кислота (ИУК) принадлежит к фитогормонам ряда ауксинов, которые регулируют рост и развитие растений. Активация обмена веществ ауксинами в растительных клетках (а, следовательно, повышение урожайности сельскохозяйственных культур) тесно связана с проблемами влагоудерживания в почве. Для успешного решения данной проблемы весьма перспективным является использование редкосшитого полимерного гидрофильного материала со свойствами суперабсобента (под названием «Твердая вода»). Целью данного исследования явилось установление механизма взаимодействия индолил-3-уксусной кислоты с суперабсорбентом «Твердая вода».
Проведено исследование адсорбционного взаимодействия суперабсорбента «Твердая вода» с индолил-3-уксусной кислотой. Показано, что в водных и водно-спиртовых растворах индолил-3-уксусная кислота (ИУК) протонирует с образованием катионов, биполярных ионов и анионов. Представлены электронные спектры вышеназванных ионных форм ИУК. Выбрана аналитическая длина волны λmax=279 нм для определения концентрации ИУК в рабочих растворах.
Приведены условия синтеза суперабсорбента, способного поглощать воду, в соотношении 500 дм3 на 1 кг полимера; а также данные по наличию функциональных групп в сорбенте, которые способны вступать в реакции ионного обмена в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов. Сорбцию индолил-3-уксусной кислоты изучали с использованием метода ограниченного объема при рН=5.2 (Т=298 К). Рассмотрены варианты сорбционного поглощения цвиттер-иона ИУК± фрагментами матрицы суперабсорбента, имеющими в структуре «амидные + СООН»-группировки и «аминные + СООН» группировки. Установлено, что поглощение ИУК± данными фрагментами полимера является суммарным и может соответствовать закону распределения. Предложены вероятные механизмы взаимодействия ИУК± с функциональными группами суперабсорбента с образованием ассоциатов СОО-…Н2О, Н2О…Н-N+Н2,
СОО-…Н2О…Н-N+Н2, Н-ОН…О=С-NН. Данные механизмы нашли подтверждение в результатах, полученных методом ИК-спектроскопии. Представлены термодинамические характеристики водородных связей в вышеприведенных ассоциатах «ИУК±–вода – сорбент».
Скачивания
Литература
Patten C.L., Glick B.R. Bacterial bio-synthesis of indole-3-acetic acid, Canadian Journal of Microbiology, 1996. 42(3): 207-220. https://doi.org.10.1139/m96-032.
Zherebtsov N.A., Popova T.N., Artyukhov V.G. Biokhimiya. Voronezh, VGU, 2002, 696 р. (In Russ.)
Selemenev V.F., Semenov V.N., Eliseeva T.V., Karpov S.I., Belanova N.A. i dr. Fitogormony i superabsorbenty v ekologii i meditsine. Voronezh, Izd.-poligraf. tsentr «Nauchnaya kniga», 2024, 226 р. (In Russ.)
Kamnev A.A., Perfil'ev Yu.D. Fiziko-khimicheskie i ekologicheskie aspekty vzaimodeistviya indomil-3-uksusnoi kisloty s zhelezom, Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 2. Khimiya, 2000. 41(3): 205-210. (In Russ.)
Zenitseva A.V., Semenov V.N., Kuznetsov V.A., Kushchev P.O. Sintez i gid-ratatsionnye svoistva superab-sorbenta «Tverdaya voda», Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2020. 22(1): 66-74.(In Russ.)
Kushchev P.O., Kuznetsov V.A., Sel-emenev V.F., Semenov V.N., Zenishcheva A.V., Lukin A.N. Vzaimodeistvie super-absorbenta «Tverdaya voda», modifitsiro-vannogo ionami tsinka i margantsa. V kn. Nasledie M.S. Tsveta v trudakh voronezh-skikh khimikov. T.2. Voronezh, Nauchnaya kniga, 2021, рр. 153-169. (In Russ.)
Selemenev V.F. Obmennye protsessy i mezhmolekulyarnye vzaimodeistviya v sisteme ionit-voda-aminokislota. Diss. dokt. khim. nauk. Voronezh, 1993, 591 р. (In Russ.)
Bekker Yu. Spektroskopiya. Moskva, Tekhnosfera, 2009, 528 р. (In Russ.)
Pimentell D., Mak-Klellan O. Vodorodnaya svyaz'. Moskva, Mir, 1964, 462 р. (In Russ.)
Kazitsyna L.A. Primenenie UF-, IK-, YaMR- i mass-spektroskopii v organich-eskoi khimii. Moskva, Izdatel'stvo Mos-kovskogo universiteta, 1979, 236 р. (In Russ.)
Shtern Je., Timmons K. Jelektron-naja absorbcionnaja spektroskopija v or-ganicheskoj himii. Moskva, Mir, 1974, 296 p. (In Russ.)
Sverdlova O.V. Jelektronnye spektry v organicheskoj himii. Leningrad, Himija, 1985, 248 p. (In Russ.)
Dekhant I., Dants R., Kimmer B., Shmol'ke R. Infrakrasnaya spektroskopiya polimerov. Moskva, Khimiya, 1976, 471 р. (In Russ.)
Libinson G.S. Sorbtsiya organich-eskikh soedineniĭ ionitami. Moskva, Med-itsina, 1979, 184 р. (In Russ.)
