Кодиров Т.Ж., Азимов Ж.Ш., Шойимов Ш.Ш.
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ КОЛЛАГЕНА КАРАКУЛЕВОГО МЕХА С ГЛУТАРОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ *
Аннотация:
в данной статье приведена спектроскопическая идентификация структуры коллагена каракулевого меха с глутаровым альдегидом, а также анализ сравнения степени и глубины структурных изменений коллагена и ее производных были сняты спектры образцов
Ключевые слова:
глутаровый альдегид, сухой коллаген, полоса поглощения, полоса умеренной или низкой интенсивности
УДК 1
Кодиров Т.Ж.
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности
(г. Ташкент, Республика Узбекистан)
Азимов Ж.Ш.
Бухарский инженерно-технологический институт
(г. Бухара, Республика Узбекистан)
Шойимов Ш.Ш.
Бухарский инженерно-технологический институт
(г. Бухара, Республика Узбекистан)
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ
СТРУКТУРЫ КОЛЛАГЕНА КАРАКУЛЕВОГО МЕХА
С ГЛУТАРОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ
Аннотация: в данной статье приведена спектроскопическая идентификация структуры коллагена каракулевого меха с глутаровым альдегидом, а также анализ сравнения степени и глубины структурных изменений коллагена и ее производных были сняты спектры образцов.
Ключевые слова: глутаровый альдегид, сухой коллаген, полоса поглощения, полоса умеренной или низкой интенсивности.
Отнесение характеристических полос спектров исходных веществ и продуктов их взаимодействия проводили в соответствии с известными методиками.
Пленки отливали из 6,0 %-ного раствора (рН = 5,3) на чашки Петри над ртутью. Обработку вели в 10 % -ном растворе коллагена, предварительно обработанного мономерами (из расчета 2,5 % от массы сухого коллагена), при температуре 20 оС в течение 3 ч.
С целью удаления нефиксированного альдегида, адсорбировавшегося на поверхности пленок, их многократно промывали в нескольких порциях дистиллированной водой и затем высушивали. О взаимодействии глутарового альдегида с коллагеном свидетельствуют значительные различия в полученных нами спектрах исходного и обработанного коллагена.
Объектов исследования подготовили и путем смешивания исходных компонентов. Пленки готовились при температуре 20 оС, в течение 24 ч, толщина которых составляла 10,0±2,0 мкм.
Для выяснения, а также сравнения степени и глубины структурных изменений коллагена и ее производных были сняты спектры ниже указанных образцов: 1- глутарового альдегида, 2-коллагена и коллагена обработанный с глутаровым альдегидом.
Глутаровый альдегид - (глутаровый диальдегид, пентандиаль) — органическое соединение, альдегид с химической формулой C5H8O2. Прозрачная и бесцветная жидкость, легко растворимая в воде, раздражающе действующая на глаза и лёгкие. Применяется как дубящее средство в производстве кож, также используется в текстильной промышленности и микроскопии [9].
ИК-спектроскопические исследования проводили на спектро-фотометре «Spekord-75UR» в интервале длин волн 4000-500 см-1. Отнесение характеристических полос поглощения интерпретировали согласно по методике.
В спектрах альдегидов имеется интенсивная полоса валентного колебания в диапазоне 1775-1645 см-1; другая полоса умеренной или низкой интенсивности при 2830-2690 см-1, характерная только для спектров альдегидов, часто имеет форму дублета (рис. 1 ).
В ИК –спектрах глутарового альдегида наблюдается первый обертон полос поглощегия νС=О в области 3400 см-1. Полоса высокой интенсивности валентных колебаний проявляет карбонильной группы νС=О в области частот 1765 см-1(рис. 1 ).
Рис. 1 ИК- спектр глутарового альдегида
Проявлены две полосы слабой интенсивности характерные для С-Н групп в области 2850 см-1 и С=О групп в области 2720 см-1.
Существует очень широкая полоса высокой интенсивности связанной гидроксильной группы νО-Н в области частот 1800-1700 см-1.
С-Н связи и группы менее сильно поглощается в области частот 1400 см-1.
Две слабые колебания также, nС-О группы обнаружены в области частот 1010 и 900 см-1 относящиеся к спиртовым соединениям.
По- видимому, валентные колебания связей С=О алкил –СНО в области полосы поглощения 750-400 малоинформативны [8].
При изучении спектров образцов можно наблюдать присутствие сильных межмолекулярных водородных связей в коллагене и в смеси обработанного коллагена с глутаровым альдегидом 2340-2310 см-1.
Сравнивая ИК-спектров коллагена и глутарового альдегида было замечено, имеющие четкие пики, рис. 2 .
Для 2-3 спектрах образцов в области 3500-3000 см-1 наблюдается широкая размытая полоса. Это можно объяснить наличием внутри и межмолекуляных водородных связей коллагена.
Рис. 2. ИК- спектр коллагена не обработанный с глутаровым альдегидом
Кроме вышеуказанных, также прослеживается появление насыщенной С-О связи для образца коллагена каракуля 1050 см-1.
Широкие полосы в области 700-500 см-1 соответствуют на внеплоскостным колебаниям =N-Н групп (рис.3) .
Изучая спектров образцов, было заключено о том, что проявление частоты валентных колебаний ОН, в областях 3350 см-1 (коллаген), 3370 см-1 (коллаген обработанный с глутаровым альдегидом) надо полагать, что эти группы весьма склонны к образованию водородных связей, по этому и наблюдается сильное изменение характер спектра.
Можно также предположить, что в обработанном образце гидроксильная аиногруппа группа коллагена активно участвует в образовании водородной связи и поэтому частота ее колебаний понижается. Одновременно полоса поглощения сильно уширяется и становится более интенсивной. Полоса поглощения, характерная ОН-группам, участвующих в образовании внутримолекулярной водородной связи, представляется менее уширеной чем полос поглощения, обусловленная ОН-группами, участвующими в межмолекулярной связи.
Образование водородной связи оказывает существенное влияние на это колебание. Поэтому частота указанного колебания смещается, особенно в случае перехода из одного агрегатного состояния в другое.
Было обнаружено, что первичные и вторичные амиды, кроме валентных колебаний С=О имеют полосы поглощения валентных и деформационных колебаний N-H. Эти полосы в совокупности с амидной полосой полностью характеризуют амидную группировку. Вторичная амидная группа встречается у немодифицированных образцов производных коллагенов в области 1550 см-1.
В образцах коллагена обработанны с глутаровым альдегидом в области 1550 см-1 частота колебаний исчезает. Очевидно, это связано с возможным участием реакции аминогрупп коллагена с глутаровым альдегидом, рис. 3.
Наиболее низкочастотная II аминокислотная полоса с деформационными колебаниями NН3+ лежит в области 1520 см-1. В спектры в образцах (рис. 3) полоса с деформационными колебаниями сдвигаются в наименьших волновых чисел 1615 см-1. Сдвиг полосы поглощения происходит очевидно, благодаря реакциям взаимодействующих компонентов.
ИК-спектры далее указывают, что полоса поглощения, обусловленная валентными колебаниями N-Н групп обнаруживается в области 3100 см-1 . При этом также, как и в случае гидроксильной группы в модифицированных образца, снижение и последующее исчезновение частоты колебания N-Н групп, можно объяснить участием в образовании водородных связей между альдегидом.
Рис. 2. ИК- спектр коллагена обработанный с глутаровым альдегидом
Валентные колебания обычно ответственны за поглощение в области 3300-2700 см-1. спектры показывают, что полосы поглощения колебания –С-Н групп расположен в области 2960 см-1.
Исчезновение деформационных колебаний СН, в спектрах производного коллагена обработанного с глутаровым альдегидом в области 1400 см-1, свидетельствует о появлении группировки СН2 за счет ковалентной связи альдегида с коллагеном.
Таким образом, можно заключить что, взаимодействие входящих в состав импрегнантовакрилатных мономеров с коллагеном кожи осуществляется путем образования связей ионного типа между полипептидными, ионизированными гидроксильными, амино группами коллагена и активными группами карбоксильными акриловых мономеров и их двойными связями. Наряду с этим, может быть образоватся водородные связи между акриловыми полимером и коллагеном кожи.
На основании известных литературных данных и проведенних исследований можно предположить механизм реакции коллагена с акриловыми мономерами таким образом:
Результаты ИК-спектроскопических исследований четко определяя виды химических связей, позволяет заключить, о правомочности механизма взаимодействия глутарового альдегида с коллагеном. Так, установлены возникновения в основном водородных связей между пептидными группами коллагена с одной стороны и карбоксильными, гидроксильными группами и за счет карбонильной группы глутарового альдегида.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединении. М: Мир, 2006.
Браун Д., Флойд А., Сензбери М. Спектроскопия органических веществ. М: Мир-. 1992.
Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. М.: Мир. 1971. Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды, “Наука”, М., 1973
Shoyimov Sh., KodirovТ. Diffusion of Fillers in the Structure of Chrome Leather and the Impact on Their Air and Water Performance. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE). ISSN: 2277-3878, Volume-8 Issue-3, September 2019. –Р. 2027-2032.
Рамазанов Б.Г.,Кодиров Т.Ж. Исследование структурообразования аминоальдегидных олигомеров во внутренней поверхности кожиUNIVERSUM: технические науки: электрон. научн. журн. -2019. №4(61) URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/category/461
ShoyimovSh.Sh.,KodirovТ.J. Degradation, Hydrolysis, Synthesis and Properties of COLLAGEN from Waste of Chrome Tanning of Tanning Industry. International Journal of AdvancedResearch in Science, Engineering and Technology(I JARSET). ISSN: 2350-0328. Vol. 5, Issue 12, December 2018. Р. 7459-7463.
Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир. 1965.
Свердлов Л.М., Ковнер М.А., Крайнов Е.П. Колебательные спектры многоатомных молекул, “Наука”, М., 1970.
Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. Кнунянц И. Л. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — С. 139. — 792 с.
Kodirov T.Zh.
Tashkent Institute of Textile and Light Industry
(Tashkent, Republic of Uzbekistan)
Azimov Zh.Sh.
Bukhara Institute of Engineering and Technology
(Bukhara, Republic of Uzbekistan)
Shoyimov Sh.Sh.
Bukhara Institute of Engineering and Technology
(Bukhara, Republic of Uzbekistan)
SPECTROSCOPIC IDENTIFICATION
OF STRUCTURE OF ASTRAKHAN FUR COLLAGEN
WITH GLUTARALDEHYDE
Abstract: this article presents a spectroscopic identification of the structure of the collagen of astrakhan fur with glutaraldehyde, as well as an analysis of the comparison of the degree and depth of structural changes of collagen and its derivatives, the spectra of samples were taken.
Keywords: glutaraldehyde, dry collagen, absorption band, moderate or low intensity band.
Номер журнала Вестник науки №11 (56) том 2
Ссылка для цитирования:
Кодиров Т.Ж., Азимов Ж.Ш., Шойимов Ш.Ш. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ КОЛЛАГЕНА КАРАКУЛЕВОГО МЕХА С ГЛУТАРОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ // Вестник науки №11 (56) том 2. С. 276 - 283. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/6463 (дата обращения: 25.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+