Сорбция ароматических аминокислот на низкоосновных анионообменниках в непротонированной форме

Аннотация

Известно, что низкоосновные ионообменники, содержащие в составе функциональных групп азот различной степени основности, обладают способностью к ионообменной сорбции только в кислой среде. Использование таких сред существенно сужает круг растворов, деминерализация которых возможна с помощью таких анионообменников. Рассматриваемые сорбенты обладают высокими емкостями, а функциональные группы могут служить сорбционными центрами при поглощении веществ по механизмам, исключающим ионный обмен. Однако сорбции аминокислот низкоосновными анионообменниками в непротонированных формах уделялось неоправданно мало внимания. Поэтому цель работы – исследование сорбции ароматических аминокислот и механизма их закрепления в фазе сорбента при использовании анионообменников в непротонированной форме, и сравнение результатов с данными, полученными при использовании сорбентов в солевой форме. Сорбция ароматических аминокислот фенилаланина, тирозина, гистидина из водных растворов изучалась в статических условиях методом переменных концентраций на анионообменниках АН-221, АН-251, АН-31. Определение аминокислот в равновесных растворах проводили спектрофотометрически. Показано, что вид изотерм, а, следовательно, механизм закрепления определяется природой аминокислоты, а количество поглощенного вещества – типом ионообменника.

Установлено принципиальное отличие механизма закрепления аминокислот при сорбции на непротонированной форме по сравнению с Сl-формой анионообменников. Необменное закрепление аминокислот в фазе анионообменников в протонированной форме протекает за счет ион-дипольных взаимодействий между противоположно заряженными функциональными группами (ионами) сорбата и сорбента и водородных связей, формирующихся между их гидратными оболочками, а на непротонированной форме закрепление протекает преимущественно за счет переноса протона от аминогруппы аминокислоты к непротонированному азоту функциональной группы анионообменника. Для непротонированной формы поглощение аминокислот увеличивается с ростом основности функциональных групп сорбента, что обусловлено их способностью протонироваться. В целом, для сорбентов в непротонированной форме, как и для солевой формы механизм поглощения одинаков для каждой аминокислоты, а количество поглощенного вещества определяется типом ионообменника.