БУФЕРНІ РОЗЧИНИ НА ОСНОВІ ГЛІЦИНУ

R. E. Khoma, A. N. Chebotaryov, L. S. Bud’ko, L. T. Osadchiy

Анотація


Здійснено рН-метричне дослідження кислотно-основної взаємодії в системах гліцин – NaOH – H2O та гліцин – моноетаноламін – H2O в температурому інтервалі 293 – 313 К. Розраховані концентраційні константи дисоціації за другим ступенем амінометанкарбонової кислоти (Gly) в ізоелектричній точці та визначені температурні залежності ΔG, ΔH та ΔS вказаного процесу в ізоелектричній точці (μ = 4,94·10-3 M) в області 293 – 313 К. Відзначено ентальпійно-ентропійну компенсацію, для якої ізотермодинамічна температура дорівнює 303 К. Визначено границі рН буферної дії та зроблено оцінку буферної ємності вказаних систем. Встановлено, що зони ефективної буферної дії водних розчинів Gly дозволяють підтримувати кислотність в області фізіологічних значень рН та інтервалі температур 308–313 К.


Ключові слова


гліцин; водні розчини; термодинаміка дисоціації; буферна ємність

Повний текст:

PDF

Посилання


Goldberg R.N., Kishore N., Lennen R.M. Thermodynamic Quantities for the Ionization Reactions of Buffers. J. Phys. Chem. Ref. Data. 2002. vol. 31, no 2, pp. 231-370. https://doi.org/10.1063/1.1416902.

Ruan J., Sun C.J., Chen F., Zhou C., Li Y.Q., Liu Y.P., Li Y.X. Capillary Electrophoresis-Based Detection for Foodborne Enteroviruses in Vegetable Samples // Chromatogr. 2015, vol. 78, no 17-18, pp. 1191-1199. https://doi.org/10.1007/s10337-015-2931-x

Hunter K.A. Acid-base Chemistry of Aquatic Systems. Dunedin, 1998. pp. 51-52.

Benamor A., Al-Marri M.J., Khraisheh M., Nasser M.S., Tontiwachwuthikul P. Reaction kinetics of carbon dioxide in aqueous blends of N-methyldiethanolamine and glycine using the stopped fl ow technique. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2016, vol. 33, pp. 186-195. DOI: 10.1016/j.jngse.2016.04.063

Thee H., Nicholas N.J., Smith K.H., da Silva G., Kentish S.E., Stevens G.W. A kinetic study of CO2 capture with potassium carbonate solutions promoted with various amino acids: Glycine, sarcosine and praline. Int.J. Greenhouse Gas Control. 2014, vol. 20, pp. 212-222. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2013.10.027

Ennan A.A.-A., Khoma R.E., Dlubovskiу R.M., Abramova N.N. Composition for Impregnation of Filter MaterialPatent UA, no 113021, publ. 10.01.2017. (in Ukrainian)

Ennan A.A.-A., Khoma R.E., Dlubovskiу R.M., Abramova N.N. Composition for Impregnation of Filter Material. Patent UA, no 115533, publ. 25.04.2017. (in Ukrainian)

Shen W.-F., Galula J.U., Chang G.-J.J., Wu H.-C., King C.-C., Chao D.-Y. Change Improving dengue viral antigens detection in dengue patient serum specimens using a low pH glycine buffer treatment. J. Microbiol. Immunol. Infection, 2017, vol. 50, no 2, pp. 167–174. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2015.05.008

Vandeventer P.E., Lin J.S., Zwang T.J., Nadim A., Johal M.S., Niemz A. Multiphasic DNA Adsorption to Silica Surfaces under Varying Buffer, pH, and Ionic Strength Conditions. J. Phys. Chem. B. 2012, vol. 116, no 19, pp. 5661–5670. https://doi.org/10.1021/jp3017776

Han J., Zhuo Y., Chai Y.Q., Mao L., Yuan Y.-L., Yuan R. Highly conducting gold nanoparticles–grapheme nanohybrid fi lms for ultrasensitive detection of carcinoembryonic antigen. Talanta, 2011, vol. 85, no 1, pp. 130-135. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.03.036

Puttige K., Nooralabettu K.P. Alkaline Phosphatase Activity durin g Homogenisation of Hepatopancreatic Tissues of Shrimps using Sodium acetate, KCl solution, Tris-HCl and Glycine – NaOH buffer. Intern. J. Sci. Eng. Res., 2011, vol. 2, no 10, pp. 1-7.

Nooredeen N.M., Abd El-Ghaffar M.A., Darwish W.M., Elshereafy E., Radwan A.A., Abbas M.N. Graphene oxide with covalently attached zinc monoamino-phthalocyanine coated graphite electrode as a potentiometric platform for citrate sensing in pharmaceutical preparations. J. Solid State Electrochem., 2015, vol. 19, no 7, pp. 2141-2154. https://doi.org/10.1007/s10008-015-2832-9

Belleville T., Noé G., Huillard O., Thomas-Schoemann A., Vidal M., Goldwasser F., Alexandre J., BlanchetB. A HPLC-fl uorescence method for the quantifi cation of abiraterone in plasma from patients with metastatic castration-resistant prostate cancer. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci., 2015, vol. 989, pp. 86-90. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.03.001

Ramamurthy J., Nd J., Varghese S. Comparison of salivary beta glucuronidase activity in chronic periodontitis patients with and without diabetes mellitus. J. Clinical Diagnostic Res., 2014, vol. 8, no 6, pp. ZC19-ZC21. https://doi.org/10.7860/JCDR/2014/8713.4476

Munenobu K., Hase T., Oyoshi T., Yamanaka M. Supramolecular Gel Electrophoresis of Acidic Native Proteins. Anal. Chem., 2014, vol. 86, no 19, pp. 9924-9929. https://doi.org/10.1021/ac5026539

Lur’e Ju.Ju. Spravochnik po analiticheskoj himii. Moscow. Himiya, 1989, 448 с. (in Russian)

Khoma R.Е. Electrochemical properties of aminomethanesulphonic acid – water system. Vіsn. Odes. nac. unіv.,Hіm., 2013, vol. 18, no 3, pp. 89-95. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2013.3(47).31179 (in Russian)

Khoma R.Е. Electrochemical properties of aminomethanesulphonic acids N-derivatives. Vіsn. Odes. nac. unіv.,Hіm., 2013, vol. 18, no 4, pp. 63-68. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2013.4(48).37890 (in Russian)

Khoma R.Е., Osadchiy L.T., Dlubosskiy R.М. Aminomethanesulphonic acids and its N-derivatives are components of N. Goods buffers. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2015, vol. 20, no 3, pp. 66-75. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2015.3(55).54005 (in Russian)

Urbansky E.T., Schock M.R. Understanding, Deriving, and Computing Buffer Capacity. J. Chem. Educ., 2000,vol. 77, no 12, pp. 1640-1644. https://doi.org/10.1021/ed077p1640

Roy R.N., Robinson R.A., Bates R.G. Thermodynamics of the two dissociation steps of N-tris (hydroxymethyl)methylglycine (Tricine) in water from 5 to 500 // J. Am. Chem. Soc. 1973, vol. 95, no 25, pp. 8231-8235. https://doi.org/10.1021/ja00806a004

Khoma R.E. Thermodynamics of the dissociation of aminomethanesulfonic acid and its N-substituent derivatives at 293-313 K. Russ. J. Phys. Chem., 2017, vol. 91, no 1, pp. 76-79. https://doi.org/10.1134/S0036024417010125

Hamborg E.S., Niederer J.P.M., Versteeg G.F. Dissociation Constants and Thermodynamic Properties of Amino Acids Used in CO2 Absorption from (293 to 353) K. J. Chem. Eng. Data., 2007, vol. 52, no 6, pp. 2491-2502. https://doi.org/10.1021/je700275v

Roy R.N., Roy L.N., Hundley K.E., Wehmeyer T.R., Tebbe L.S. Thermodynamics of the Second Dissociation Constants (pK2) of Piperazine-N,N′-bis-2-hydroxypropanesulfonic Acid (POPSO Sesquisodium Salt) and Associated Thermodynamic Functions from (278.15 to 328.15) K. J. Biophys. Chem., 2014, vol. 5, no 4, pp. 143-151.https://doi.org/10.4236/jbpc.2014.54016

Starikov E.B., Norden B. Entropy-enthalpy compensation as a fundamental concept and analysis tool for systematical experimental data. Chem. Phys. Lett., 2012, vol. 538, pp. 118–120. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.04.028

Ryde U. A fundamental view of enthalpy-entropy compensation // Med. Chem. Comm., 2014, vol. 5, no 9,pp. 1324-1336. https://doi.org/10.1039/C4MD00057A

Khoma R.Е., Ennan А.А.-А., Chebotaryov А.N., Vodzinskii S.V., Mayans’kaya А.O. Thermodynamics of ethanolammonium cationes dissociation in aqueous solutions. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2017, vol. 22, no 1,pp. 6-19. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2017.1(61).94707 (in Russian)


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Goldberg R.N., Kishore N., Lennen R.M. Thermodynamic Quantities for the Ionization Reactions of Buffers //J. Phys. Chem. Ref. Data. – 2002. – Vol. 31, N. 2. – P. 231-370. https://doi.org/10.1063/1.1416902.

2. Ruan J., Sun C.J., Chen F., Zhou C., Li Y.Q., Liu Y.P., Li Y.X. Capillary Electrophoresis-Based Detection for Foodborne Enteroviruses in Vegetable Samples // Chromatogr. – 2015. – Vol. 78, N 17-18. – P. 1191-1199.https://doi.org/10.1007/s10337-015-2931-x

3. Hunter K.A. Acid-base Chemistry of Aquatic Systems. – Dunedin, 1998. – P. 51-52.

4. Benamor A., Al-Marri M.J., Khraisheh M., Nasser M.S., Tontiwachwuthikul P. Reaction kinetics of carbon dioxide in aqueous blends of N-methyldiethanolamine and glycine using the stopped fl ow technique // J. Nat.Gas Sci. Eng. – 2016. – Vol. 33. – P. 186-195. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.04.063

5. Thee H., Nicholas N.J., Smith K.H., da Silva G., Kentish S.E., Stevens G.W. A kinetic study of CO2 capture with potassium carbonate solutions promoted with various amino acids: Glycine, sarcosine and praline // Int. J.Greenhouse Gas Control. – 2014. – Vol. 20. – P. 212-222. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2013.10.027

6. Патент України на корисну модель UA 113021, МПК В01D 39/00 Склад для просочування фільтруючого матеріалу. / Еннан А.А., Хома Р.Є., Длубовський Р.М., Абрамова Н.М. – № u201606322. Заявл. 10.06.2016Опубл. 10.01.2017, Бюл. № 1

7. Патент України на корисну модель UA 115533, МПК В01D 39/00 Склад для просочування фільтруючого матеріалу. / Еннан А.А., Хома Р.Є., Длубовський Р.М., Абрамова Н.М. – № u201608800. Заявл. 15.08.2016 Опубл. 25.04.2017, Бюл. № 8.

8. Shen W.-F., Galula J.U., Chang G.-J.J., Wu H.-C., King C.-C., Chao D.-Y. Change Improving dengue viralantigens detection in dengue patient serum specimens using a low pH glycine buffer treatment // J. Microbiol.Immunol. Infection. – 2017. – Vol. 50, N 2. – P. 167–174. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2015.05.008

9. Vandeventer P.E., Lin J.S., Zwang T.J., Nadim A., Johal M.S., Niemz A. Multiphasic DNA Adsorption to Silica Surfaces under Varying Buffer, pH, and Ionic Strength Conditions. // J. Phys. Chem. B. – 2012. – Vol. 116, N19. – P. 5661–5670. https://doi.org/10.1021/jp3017776

10. Han J., Zhuo Y., Chai Y.Q., Mao L., Yuan Y.-L., Yuan R. Highly conducting gold nanoparticles–grapheme nanohybrid fi lms for ultrasensitive detection of carcinoembryonic antigen. // Talanta. – 2011. – Vol. 85, N 1. –P. 130-135. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2011.03.036

11. Puttige K., Nooralabettu K.P. Alkaline Phosphatase Activity durin g Homogenisation of Hepatopancreatic Tissues of Shrimps using Sodium acetate, KCl solution, Tris-HCl and Glycine – NaOH buffer. // Intern. J. Sci. Eng. Res. – 2011. – Vol. 2, N 10. – P. 1-7.

12. Nooredeen N.M., Abd El-Ghaffar M.A., Darwish W.M., Elshereafy E., Radwan A.A., Abbas M.N. Graphene oxide with covalently attached zinc monoamino-phthalocyanine coated graphite electrode as a potentiometric platform for citrate sensing in pharmaceutical preparations // J. Solid State Electrochem. – 2015. – Vol. 19,N 7. – P. 2141-2154. https://doi.org/10.1007/s10008-015-2832-9

13. Belleville T., Noé G., Huillard O., Thomas-Schoemann A., Vidal M., Goldwasser F., Alexandre J., Blanchet B. A HPLC-fl uorescence method for the quantifi cation of abiraterone in plasma from patients with metastatic castration-resistant prostate cancer // J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. – 2015. – Vol. 989. –P. 86-90. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.03.001

14. Ramamurthy J., Nd J., Varghese S. Comparison of salivary beta glucuronidase activity in chronic periodontitis patients with and without diabetes mellitus // J. Clinical Diagnostic Res. – 2014. – Vol. 8, N 6. – P. ZC19-ZC21.https://doi.org/10.7860/JCDR/2014/8713.4476

15. Munenobu K., Hase T., Oyoshi T., Yamanaka M. Supramolecular Gel Electrophoresis of Acidic Native Proteins.// Anal. Chem. – 2014. – Vol. 86, N 19. – P. 9924-9929. https://doi.org/10.1021/ac5026539

16. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии – М.: Химия, 1989. – 448 с.

17. Хома Р.Е. Электрохимические свойства системы аминометансульфокислота – вода // Вісник ОНУ.Хімія. – 2013. – T. 18, № 3. – С. 89-95. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2013.3(47).31179

18. Хома Р.Е. Электрохимические свойства N-производных аминометансульфокислоты // Вісник ОНУ.Хімія. – 2013. – T. 18, № 4. – С.63-68. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2013.4(48).37890

19. Хома Р.Е., Осадчий Л.Т., Длубовский Р.М. Аминометансульфокислота и ее N-производные – компоненты буферных растворов Н. Гуда // Вісник ОНУ. Хімія – 2015. – Т. 20, № 3. – С. 66-75. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2015.3(55).54005

20. Urbansky E.T., Schock M.R. Understanding, Deriving, and Computing Buffer Capacity // J. Chem. Educ. –2000. – Vol. 77, N 12. – P. 1640-1644. https://doi.org/10.1021/ed077p1640

21. Roy R.N., Robinson R.A., Bates R.G. Thermodynamics of the two dissociation steps of N-tris (hydroxymethyl)methylglycine (Tricine) in water from 5 to 500 // J. Am. Chem. Soc. – 1973. – Vol. 95, N 25. – P. 8231-8235.https://doi.org/10.1021/ja00806a004.

22. Хома Р.Е. Термодинамика диссоциации аминометансульфокислоты и ее N-замещенных производных в водных растворах при 293 – 313 K // Журн. физич. химии. – 2017. – Т. 91. – С. 79-82. https://doi.org/10.1134/S0036024417010125

23. Hamborg E.S., Niederer J.P.M., Versteeg G.F. Dissociation Constants and Thermodynamic Properties of Amino Acids Used in CO2 Absorption from (293 to 353) K // J. Chem. Eng. Data. – 2007. – Vol. 52, N 6. – P. 2491-2502. https://doi.org/10.1021/je700275v

24. Roy R.N., Roy L.N., Hundley K.E., Wehmeyer T.R., Tebbe L.S. Thermodynamics of the Second Dissociation Constants (pK2) of Piperazine-N,N′-bis-2-hydroxypropanesulfonic Acid (POPSO Sesquisodium Salt) and Associated Thermodynamic Functions from (278.15 to 328.15) K // J. Biophys. Chem. – 2014. – Vol. 5, N 4. – P.143-151. https://doi.org/10.4236/jbpc.2014.54016

25. Starikov E.B., Norden B. Entropy-enthalpy compensation as a fundamental concept and analysis tool for systematical experimental data. // Chemical Physics Letters. – 2012. – Vol. 538. – P. 118–120. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.04.028

26. Ryde U. A fundamental view of enthalpy-entropy compensation // Med. Chem. Comm. – 2014. – Vol. 5, N 9. –P. 1324-1336. https://doi.org/10.1039/C4MD00057A

27. Хома Р.Е., Эннан А.А.-А., Чеботарев А.Н., Водзинский С.В., Маянская А.O. Термодинамика диссоциации этаноламмоннийных катионов в водных растворах // Вісник ОНУ. Хімія. – 2017. – Т. 22, № 1. – С. 6-19.https://doi.org/10.18524/2304-0947.2017.1(61).94707





DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2018.1(65).124551

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.