Процессы структурообразования при получении наночастиц L- И D-аспарагината хитозана

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Обсуждаются процессы структурообразования, протекающие в системе хитозан + L-(D-)аспарагиновая кислота + вода при самопроизвольном формировании полимерных наночастиц. Установлено, что молярная электрическая проводимость растворов L-(D-)аспарагината хитозана в координатах Кольрауша уменьшается с повышением концентрации полимера вследствие снижения подвижности ионов кислотного остатка под действием электростатического потенциала макроиона. Концентрационная зависимость удельной электропроводности и гидродинамические параметры указывают на частичную компенсацию зарядов макроцепей посредством формирования ионных пар [~-NH3+] – анион. Обнаруженные закономерности являются сложной функцией ассоциации противоионов с поликатионом, приводящей к фазовой сегрегации полимерного вещества на уровне наночастиц. Эффекты противоионной конденсации и диаметр формирующихся наночастиц в значимой степени определяются мольным соотношения [кислота]: [~-NH2] и энантиомерной формой кислотного остатка.

Full Text

Restricted Access

About the authors

К. М. Шипенок

СГУ им. Н. Г. Чернышевского

Author for correspondence.
Email: tlugovitskaja@mail.ru
Russian Federation, 410012, Саратов

Т. Н. Луговицкая

УРФУ им. Б. Н. Ельцина

Email: tlugovitskaja@mail.ru
Russian Federation, 620002, Екатеринбург

A. Б. Шиповская

СГУ им. Н. Г. Чернышевского

Email: tlugovitskaja@mail.ru
Russian Federation, 410012, Саратов

References

  1. Волков Е.В., Филиппова О.Е., Хохлов А.Р. // Коллоидн. журн. 2004. Т. 66. № 6. С. 739.
  2. Volkov, E.V., Filippova, O. E., Khokhlov, A. R. // Colloid. J. 2004. V. 66. № 6. P. 663.
  3. Kramarenko E.Y., Khokhlov A.R. // Polymer Sci. Ser. A. 2007. V. 49. № 9. P. 1053.
  4. Schneider H.J. // Royal Society of Chemistry. 2022.
  5. Ge L., Tan X., Sheng R. et al. // Colloid Interface Sci. Commun. 2022. V. P. 100603.
  6. Кузьменко В.А., Русанова А.И., Одинцова О.И. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2014. Т. 57. № 6. С. 102.
  7. Li Q., Song B., Yang Z. et al. // Carbohydr. Polym. 2006. V. 63. № 2. P. 272.
  8. Бобрешова О.В., Бобылкина О.В., Кулинцов П.И. и др. // Электрохимия. 2004. Т. 40. № 7. С. 793.
  9. Bobreshova O.V., Bobylkina O.V., Kulintsov P.I. et al. // Rus. J. Electrochem. 2004. V. 40. № 7. P. 694.
  10. Endres M.B., Weichold O. // Carbohydr. Polym. 2019. V. 208. P. 108.
  11. Pigaleva M.A., Portnov I.V., Rudov A.A. et al. // Macromolecules. 2014. V. 47. № 16. P. 5749.
  12. Михайлов Г.П., Тучков С.В., Лазарев В.В. и др. // Журн.физ.химии. 2014. T. 88. № 6. C. 973.
  13. Mikhailov, G. P., Tuchkov, S. V., Lazarev, V. V. et al. // Rus. J. Phys. Chem. A. 2014. V. 88. P. 936.
  14. Саломатина Е.В., Маркин А.В., Климова М.Н. и др. // Журн.физ.химии. 2017. T. 91. № 12. С. 2063.
  15. Lugovitskaya T.N., Shipovskaya A.B., Shmakov S.L. et al. // Carbohydr. Polym. 2022. V. 277. P. 118773.
  16. Lugovitskaya T.N., Shipovskaya A.B., Shipenok X.M. // Chimica Techno Acta. 2021. V. 8. № 4. P. 20218405.
  17. Луговицкая Т.Н., Зудина И.В., Шиповская А.Б. // Журн.прикл.химии. 2020. Т. 93. № . 1. С. 90.
  18. Lugovitskaya T.N., Zudina I.V., Shipovskaya A.B. // Rus. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. № 1. P. 80.
  19. Шиповскаяa А.Б., Луговицкая Т.Н., Зудина И.В. // Микробиология. 2023. Т. 92. № 1. С. 68.
  20. Shipovskaya A.B., Lugovitskaya T.N., Zudina I.V. // Microbiology. 2023. V. 92. № . 1. P. 75.
  21. Ayon N.J. // AIMS Molec. Sci. 2020. V. 7. № 3. P. 229.
  22. Червяков А.В., Захарова М.Н., Пестов Н.Б. // Анналы клин. и эксперим. неврологии. 2014. Т. 8. № 2. С. 51.
  23. Wang J., Wang J., Liu J. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2010. V. 55. № 4. P. 1735.
  24. Sang-Aroon W., Ruangpornvisuti V. // Int. J. Quantum Chem. 2008. V. 108. № 6. P. 1181.
  25. Apelblat A., Manzurola E., Orekhova Z. // J. Solution Chem. 2008. V. 37. P. 97.
  26. Shipovskaya A., Shipenok X., Lugovitskaya T. et al. // Materials Proceedings. 2023. V. 14. № 1. P. 31.
  27. Луговицкая Т.Н., Шиповская А.Б. // ЖОХ. 2017. Т. 87. № 4. С. 650.
  28. Lugovitskaya T.N., Shipovskaya A.B. // Rus. J. General Chem. 2017. V. 87. № 4. P. 782.
  29. Rinaudo M., Pavlov G., Desbrieres J. // Polymer. 1999. V. 40. № 25. P. 7029.
  30. Wolf B.A. // Macromol. Rapid Commun. 2007. V. 28. № 2. P. 164.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural formulas of the enantiomers of L-AspA (a), D-AspA (b) and the structure of AspA ions at different pH values ​​(c).

Download (220KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concentration dependences of equivalent (a) and specific conductivity (b) of freshly prepared aqueous solutions of CS in L-AspA (1, 2) and D-AspA (1ʹ, 2ʹ) with CAspA = 0.4 (1, 1ʹ) and 0.8 g/dl (2, 2ʹ).

Download (117KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentration dependences of the viscosity number of aqueous solutions of CS in L-AspA (a, b) and D-AspA (c, d) with CAspA = 0.2 (1), 0.4 (2) and 0.8 g/dl (3): freshly prepared (a, c) and after 4 days of storage (b, d).

Download (230KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. SEM (a, b) and AFM images of nanoparticles (c, d) isolated from freshly prepared CS solutions in L-AspA (a) and D-AspA (b) with CCS = 0.25 g/dL and CAspA = 0.4 g/dL.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences