Взаємодія N-aцетилнейрамінової кислоти з поверхнею кремнезему за участі фруктози у водному розчині
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.22.1.94-100Ключові слова:
N-ацетилнейрамінова кислота, фруктоза, поверхня кремнезему, кластер води, адсорбція, супермолекулярне наближення, метод теорії функціонала густиниАнотація
Проведено квантовохімічне моделювання адсорбції N‑ацетилнейрамінової кислоти (NANA) на поверхні кремнезему за участі молекули фруктози методом теорії функціоналу густини B3LYP, 6-31G(d,p). Вплив розчинника враховувався в супермолекулярному та континуальному наближеннях, для адсорбційних комплексів застосовано кластерний підхід. Адсорбція NANA гідратованої поверхні кремнезему розглядались як процес заміщення молекул води на поверхні кремнезему молекулами адсорбату. Розглянуто дві схеми впливу молекули фруктози на адсорбцію NANA. Згідно першої гідратована молекула NANA взаємодіє з гідратованим адсорбційним комплексом кремнезем–фруктоза. Згідно другої кластер гідратованого кремнезему взаємодіє з гідратованим комплексом NANA–фруктоза. Енергія міжмолекулярної взаємодії згідно схеми 1 становить -9,2 кДж/моль, що значно нижче в порівнянні з аналогічною величиною за участі глюкози або сахарози (-20,5 і -86,2 кДж/моль). Схема 2 виявилася термодинамічно невигідним процесом, оскільки її енергетичний ефект становить +6,9 кДж/моль, на відміну від аналогічних процесів для глюкози (-21,8) і сахарози (-87,7 кДж/моль). Це підтверджує експериментальний факт, взаємного впливу речовин в суміші NANA з вуглеводами щодо взаємодії з кремнеземом в порівнянні із взаємодією речовин з кремнеземом окремо.
Посилання
O.O. Chuiko, Silica surface chemistry (IPF UkrINTEI, Kyiv, 2001), Part 1.
L.J. White, G.J. Duffy, Ind. Eng. Chem. 51(3), 232 (1959) (https://doi.org/10.1021/ie51394a019).
V.E. Nedava, O.I. Smirnova, M.P. Zhuravelʹ, N.P. Galagan, V.I. Bogomaz, A.A. Chuiko, A.P. Sinelnik, V.P. Mikhniuk, Agricultural Вiology: Animal Biology (4), 20 (1992).
L. Bondioli, B. Ruozi, D. Belletti, F. Forni, M.A. Vandelli, G. Tosi, Expert opinion on drug delivery 8(7), 921 (2011) (https://doi.org/10.1517/17425247.2011.577061).
L.V. Nosach, Surface 6(21), 83 (2014) (https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/541).
T.L. Polesia, Ph.D. dissertation, Scientific Research Institute of Pharmacology of the Russian Academy of Medical Sciences (1992).
T.V. Kulyk, Ph.D. dissertation, Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine (2000).
T.V. Kulyk, B.B Palianytsia, N.P. Galagan, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 1(2), 681 (2003).
N.P. Galagan, A.P. Sinelnik, V.I. Bogomaz et al., IV All-Union Conf. "Biological activity of silicon, germanium and tin compounds" (Irkutsk, 1990), p. 67.
G.D. Parfitt and C.H. Rochester, editors, Adsorption from solution at the solid/liquid interface (Academic Press, London, New York, 1983).
M.B. Smith March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 8th ed. (Wiley, 2019).
L.M. Ushakova, E.M. Demianenko, M.I. Terets, V.V. Lobanov, N.T. Kartel, Physics and Technology of Surface 11(3), 420 (2020) (https://doi.org/10.15407/hftp11.03.420).
A.D. Becke, J. Chem. Phys. 98(7), 5648 (1993) (https://doi.org/10.1063/1.464913).
C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 37(2), 785 (1988) (https://doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785).
S. Grimme, WIREs Comput. Mol. Sci. 1(2), 211 (2011) (https://doi.org/10.1002/wcms.30).
S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk, Journal of Computational Chemistry 32(7), 1456 (2011) (https://doi.org/10.1002/jcc.21759).
M. Cossi, V. Barone, R. Cammi, J. Tomasi, Chem. Phys. Lett. 255(4-6), 327 (1996) (https://doi.org/10.1016/0009-2614(96)00349-1).
J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi, Chem. Rev. 105(8), 2999 (2005) (https://doi.org/10.1021/cr9904009).
M.W. Schmidt, K.K. Baldridge, J A. Boatz, S.T. Elbert, M.S. Gordon, J.H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K.A. Nguyen, S. Su, T.L. Windus, M. Dupuis, J.A. Montgomery Jr, Journal of Computational Chemistry 14(11), 1347 (1993) (https://doi.org/10.1002/jcc.540141112).
F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, 3th ed. (John Wiley & Sons, Odense, 2017).
L.M. Ushakova, E.M. Demianenko, M.I. Terets, V.V. Lobanov, N.T. Kartel, Chemistry, Physics and Technology of Surface 11(4), 516 (2020) (https://doi.org/10.15407/hftp11.04.516).
L.M. Ushakova, E.M. Demianenko, M.I. Terets, V.V. Lobanov, N.T. Kartel, Surface 12(27), 36 (2020) (https://doi.org/10.15407/Surface.2020.12.036).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
