ТЕРМОДИНАМИКА СОЛЬВАТАЦИИ КВЕРЦЕТИНА В РАСТВОРИТЕЛЕ ВОДА-ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД

  • Natalia N. Kuranova Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Dzhovidon N. Kabirov Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Olga V. Kashina Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Tatyana R. Usacheva Ивановский государственный химико-технологический университет
Ключевые слова: кверцетин, коэффициент распределения, водно-диметилсульфоксидный растворитель, энергия Гиббса переноса, сольватация

Аннотация

Коэффициенты распределения кверцетина (QCT) в водно-диметилсульфоксидных растворителях с содержанием диметилсульфоксида от 0,0 до 0,5 мол. д. определены методом межфазного распределения вещества между двумя несмешивающимися фазами: водного или водно-диметилсульфоксидного раствора и н-гексана при 298,2 К. Значения коэффициентов распределения меньше единицы, что свидетельствует о лучшей сольватации кверцетина в воде и водно-диметилсульфоксидном растворителе, чем в гексане. Изменение значений коэффициентов распределения кверцетина не коррелировано с плавным увеличением содержания диметилсульфоксида (DMSO) в растворителе. С использованием полученных значений коэффициентов распределения рассчитаны изменения энергии Гиббса пересольватации кверцетина в водно-диметилсульфоксидных растворителях. Зависимость энергии Гиббса пересольватации QCT от состава растворителя имеет экстремальный вид с минимумом в области концентраций DMSO, соответствующей 0,3 мол. д. Проведен сравнительный анализ влияния водно-диметилсульфоксидного растворителя на изменение энергии Гиббса пересольватации кверцетина, никотинамида и никотиновой кислоты.
В случае как никотинамида, так и никотиновой кислоты наблюдается экстремальное изменение энергии Гиббса пересольватации частиц с максимумом в области с низким содержанием неводного компонента ХDMSO ≈ 0,1 мол.д. Основной вклад в ослабление сольватации никотинамида и никотиновой кислоты вносит энтальпийная составляющая, а с ростом концентрации диметилсульфоксида наблюдается увеличении вклада энтропии в изменение энергии Гиббса переноса. Экстремальное изменение энергии Гиббса переноса кверцетина от состава растворителя позволяет предположить, что минимум на зависимости ∆trGº(QCT) = F (χDMSO) также является следствием смены преобладающего фактора в изменении сольватного состояния кверцетина.

Литература

Tarakhovskii S., Kim Yu.A., Abdrasilov B.S., Muzafarov E.N. Flavonoids: Biochemistry, Biophysics, Medicine. Pushchino: Synchrobook. 2013. 310 р. (in Russian).

Hollman P.C.H., Katan M.B. Dietary flavonoids: intake, health effects and bioavailability. Fd Chem. Toxic. 1999. V. 37. P. 937-942. DOI: 10.1016/S0278-6915(99)00079-4.

Robaszkiewicz A., Balcerczyk A., Bartosz G. Antioxidative and prooxidative effects of quercetin on A549 cells. Cell Biol. Int. 2007. V. 31. P. 1245–1250. DOI: 10.1016/j.cellbi.2007.04.009.

Alvarez-Parrilla E., De La Rosa L.A., Torresrivas F. Complexation of apple antioxidants: chlorogenic acid, quer-cetin and rutin by β-cyclodextrin (β-CD). J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2005. V. 53. P. 121–129. DOI: 10.1007/s10847-005-1620-z.

Savic I.M., Nikolic V.D., Nikolic L.B. Investigation of properties and structural characterization of the quercetin inclusion complex with (2-hydroxypropyl)-β-cyclodextrin. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2015. V. 82. P. 383–394. DOI: 10.1007/s10847-015-0500-4.

D’Aria F., Serri C., Niccoli M. Host–guest inclusion complex of quercetin and hydroxypropyl-β-cyclodextrin. J. Therm. Anal. Calorim. 2017. P. 1-6. DOI: 10.1007/s10973-017-6135-5.

Liu M., Dong L., Chen A. Inclusion complexes of querce-tin with three β-cyclodextrins derivatives at physiological pH: spectroscopic study and antioxidant activity. Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol. Spectrosc. 2013. V. 115. P. 854-860. DOI: 10.1016/j.saa.2013.07.008.

Chervyakovskij E.M., Vlasova T.M., Gilep A.A. Chromatographic analysis and identification of the main products of quercetin oxidation. Tr. BGU. Ser.: Fiziolog., Biology. Molekul. Osnovy Funkts. Biosistem. 2006. V. 1. N 1.

P. 159-170 (in Russian).

Erina O.V., Mokshina N.YA., Selemenev V.F., Nechaeva L.S. Extraction-photometric determination of rutin in aqueous media. Vestn. VGU. Ser.: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya. 2005. N 1. P. 26-28. (in Russian).

Korenman Ya.I. Coefficients of distribution of organic compounds. Voronezh: Izd-vo VGU. 1992. 336 p. (in Rus-sian).

Lucas-Abellan С., Fortea I., Gabaldon J. A. Encapsulation of quercetin and myricetin in cyclodextrins at acidic pH. J. Agric. Food Chem. 2008. V. 56. P. 255-259. DOI: 10.1021/jf0720640.

Kukushkin Yu.N. The contribution of studies on dimethyl sulfoxide complexes to theoretical coordination chemistry. Russ. J. Coord. Chem. 1997. V. 23. N 3. P. 149-159.

Mashkovskij M.D. Medicinal products. M.: Novaya Volna. 2002. 540 p. (in Russian).

Melnikova N.B., Solovyova O.N., Kochetkov E.N. Biomimetic approaches to study of properties of medicinal substances. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 10. P. 4-29 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196210.5917.

Usacheva T.R., Kuz’mina I.A., Dzhumasheva M.O. Thermodynamics of 18-crown-6 ether solvation in a binary water-ethanol mixture. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. V. 53. N 12. P. 51-54 (in Russian).

Usacheva T.R., Kuz’mina I.A., Sharnin V.A. The influence of solvation on the formation of Ag+complexes with 18-crown-6 ether in water-dimethyl sulfoxide solvents. Russ. J. Phys. Chem. A. 2011. V. 85. N 6. Р. 952-954. DOI: 10.1134/S0036024411060331

Golikov A.N., Kuz’mina I.A., Sharnin V.A. Thermo-chemistry of 18-crown-6 ether solvation in mixtures of bina-ry solvents methanol-dimethylformamide. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. V. 50. N 12.

P. 18-21 (in Russian).

Moshorin G.V., Repkin G.I., Sharnin V.A. The Gibbs energies of transfer of 2,2′-dipyridyl and pyridine from methanol into methanol-dimethylformamide mixed solvents. Russ. J. Phys. Chem. 2010. V. 84. N 4. P. 538-540. DOI: 10.1134/S0036024410040035.

Grazhdan K.V., Gamov G.A., Dushina S.V. Complexation between iron(III) and nicotinamide in aqueous dimethyl sulfoxide. Russ. J. Coord. Chemistry. 2009. V. 35. N 12. P. 912-915. DOI: 10.1134/S1070328409120094.

Grazhdan K.V., Gamov G.A., Dushina S.V. Coefficients of interphase distribution and Gibbs energy of the transfer of nicotinic acid from water into aqueous solutions of ethanol and dimethylsulfoxide. Russ. J. Phys. Chem. A. 2012. V. 86. N 11. P. 1679-1681. DOI: 10.1134/S0036024412110131.

Chesnokova N.A. Acid-base equilibria in water-dimethylsulfoxide solutions of nicotinic acid. Tez. dokl. Vse-ross. shkoly-konf. «Fundament. nauki – specialistu novogo veka». Ivanovo: IGKhTU. 2017. P. 92 (in Russian).

Опубликован
2020-09-08
Как цитировать
Kuranova, N. N., Kabirov, D. N., Kashina, O. V., & Usacheva, T. R. (2020). ТЕРМОДИНАМИКА СОЛЬВАТАЦИИ КВЕРЦЕТИНА В РАСТВОРИТЕЛЕ ВОДА-ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(10), 23-29. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206310.6285
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений