Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бакасова З.Б. Физико-химические основы получения, свойств, строения новых производных L-глутаминовой кислоты и L-глутамината натрия

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.86 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

кристаллы

красно-лилово­

 

 

 

 

 

 

 

 

го

цвета,

моноклинной

гоо

 

 

 

 

 

 

 

сингонии, удельная

 

плот­

 

 

 

 

 

 

 

ность

его — 1,84

 

г/см3,

80

 

 

 

 

 

 

 

температура

плавления

 

 

 

 

 

 

 

лежит в пределах 85—87°>

60'

 

 

 

 

 

 

 

Соль хорошо растворима а

 

 

 

gCoCli;-6H;O*CoCU-4H?0

воде,

спирте и хуже

— в

 

 

 

 

40-

 

 

 

 

 

 

 

ацетоне,

эфире.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Химическое

взаимодей­

 

 

 

 

 

 

 

 

2Q-

 

 

 

 

 

 

 

ствие хлористого кобальта

 

 

 

 

 

 

 

с водой

изучалось

многи­

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

ми

исследователями

[45,

-20

 

 

 

 

 

 

 

182,

 

208]. Данные,

 

полу­

 

 

 

 

 

 

 

ченные

А. Зейделем [113]

•215

Пед +

 

СоС1?-6Нг0

 

в широком температурном

 

 

 

 

 

 

 

 

интервале

(от

—10° до

 

 

20

40

60

80 100

+ 100°), указывают

на су­

 

 

ществование шести-, четы­

вес °/0 ВоС12

 

 

рех- и двуводного

гидра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тов

 

(рис. 9).

Гидратные

Рис. 9. Политерма

растворимости хло­

формы хлорида

кобальта.,

 

рида

кобальта

в воде.

 

по данным

растворимости

представлены

 

четырьмя

ветвями.

Первая

ветвь

(от 0° до

—22,5°)

отвечает выделению льда. От эвтектики

(—22,5°)

идет

довольно

большая

ветвь

кристаллизации,

соответствующая

шестиводному

гидрату. Содержание соли в растворах

колеб­

лется от 30,3 до 46,0%. При температуре 40° шестиводная

фор­

ма переходит

в четырехводный гидрат

 

(третья ветвь),

при

дальнейшем повышении температуры до 58° выделяется дигидрат хлористого кобальта, который переходит в одноводную соль при температуре выше 125°. Полное обезвоживание хло­ ристого кобальта наступает при 140°.

Хлорид никеля; (NiCl2 ) выделяется в виде шестиводного, четырехводного и двуводного гидратов. Кристаллы безводного хлорида никеля относятся к тригональной сингонии. Кристал­ лическая решетка его характеризуется следующими парамет­ рами: а = 3,527 А, с = 17,31 А, теплота образования составляет 78,50 ккал/моль, удельная плотность соли равна 3,55 г/см3, температура кипения лежит около 1400°.

Шестиводный хлорид никеля характеризуется аквокомплексными ионами, где никель окружен шестью молекулами воды, расположенными по вершинам октаэдра, удельная мас-

20

ЗО

40

50

вес.Уо ЛШг

Рис. 10. Политерма растворимости хлорида никеля в воде.

MnCl2 -4Hg 0 MnCl2-2H2Q

ЛеД+МпСи^НгО

г—і—і—і—і г

20 40 60 80 100

Рис .11. Политерма растворимости хлорида марганца в воде.

Рис. 12. Политерма растворимости хлорида меди в воде.

са соли — 2,07 г/см3, показатель преломления Np равен 1,57. Шестиводный хлорид никеля относится к моноклинной синго-

нии с параметрами решетки: а = 10,23А, с = 6 , 5 7 А ,

0 = 122,10,

z=2.

 

Г. Бенреат [45], изучая бинарную систему хлорид никеля—

вода от 0 до 100°, показал, что в этом интервале

температур

существуют следующие гидраты хлорида никеля: от Одо 29°— шестиводный, от 29° до 64° — четырехводный и выше 64° — двуводный. Ниже 33,3° существует семиводный хлорид нике­ ля (рис. 10).

Хлорид марганца (МпС12 ) в безводном состоянии пред­ ставляет хорошо растворимую в воде и спирте соль. Бледно-

розовые кристаллы этой соли относятся к кубической сингонии с удельной массой 2,997 г/см3, плавятся при температуре 650°, а расплав кипит при 1190°.

При обычных условиях хлорид марганца существует в форме четырехводного гидрата, который представляет собой кристаллы розового цвета моноклинной сингонии; удельная масса равна 2,01 г/см3, показатели преломления: Np = 1,555; Ng=l,575; Nm = 1,607. При нагревании эта гидратированная соль превращается в двуводную, а при температуре 198° пере­ ходит в одноводный гидрат. Полное обезвоживание происхо­ дит при температуре 362° в атмосфере хлористого водорода.

Данные, полученные А. Зейделем [113] в широком темпера­ турном интервале от —20° до +140°, указывают на существо­ вание четырех- и двуводиого гидратов (рис. 11).

Хлорид меди из

водных растворов выделяется в виде

СиСІ2-2НгО. Кристаллы

блестящие, зеленовато-голубые, ром-

ZnCl2 -4H2 0+ZnCt2 -3H2 0

100

200

300

400

500

600

Рис. 13. Политерма растворимости хлорида цинка в воде.

лед+гесіїЩо

 

 

 

20

 

40

60

80

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вес.Уо

ГеС(г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

14. Политерма

растворимости

хлорида

железа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в воде.

 

 

 

 

 

 

 

бической

сингонии.

Соль

характеризуется

следующими

пара­

метрами:

а=7,38

А, в = 8,04 А, с = 3,72

А,

плотность ее

равна

2,38

г/см2,

теплота

образования

— 49,2

ккал/моль.

Хлорид

ме­

ди хорошо растворим в воде:

его растворимость

при 30°С со­

ставляет

44%.

Кристаллы двухводной

соли

обезвоживаются

при

134°, плавятся при 630°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

Хлорид цинка

(2пС1г)

выделяется

в виде

белых кристал­

лов

тригональной

сингонии

с

параметрами:

а = 3,77

А,

с = 17,60

А,

показатель

преломления

1,687,

плотность

2,913

г/см3,

соль плавится

при 76,5°,

температура

кипения

со-

ставляет +120°, теплота образования +96,8°; хорошо раство­ ряется в воде при 30°С — 40% [207, 208].

Включение хлорида железа (FeCb) в группу выбранных компонентов с глутаминовой кислотой и солью натрия, наря­ ду с солями микроэлементов, определялось прежде всего боль­ шим значением иона железа как центрального атома при об­ разовании жизненноважных соединений крови животных.

Большую роль в усвоении организмом железа играет медь, которая, вероятно, является составной частью энзима, участ­ вующего в некоторых этапах биосинтеза гемоглобина. Кроме того, медь входит в состав стромы эритроцитов и ряда окис­ лительных ферментов [74, 75]. Политермы растворимости хло­ ридов меди, цинка и железа приведены на рис. 12,. 13, 14.

Глава III

МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ РАВНОВЕСИЙ

ИХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

1.Методика исследования равновесий

Для изучения реакционной способности L-глутаминовой кислоты и глутамината натрия с неорганическими соединения­ ми были выбраны гидроокиси щелочных металлов и хлориды двухвалентных элементов переходного четвертого периода таблицы Д. И. Менделеева. Исследования проводились в виде тройных, конденсированных систем в водных средах. Было изучено 15 систем при 25 и 30°С, из них при участии глутами­ новой кислоты — пять систем:

1)глутамииовая кислота — гидроокись натрия — вода;

2)глутамииовая кислота — гидроокись кальция — вода;

3)глутамииовая кислота — гидроокись магния — вода;

4)глутамииовая кислота — углекислый литий — вода;

5)глутамииовая кислота — хлорид кобальта — вода.

Взаимодействие глутамината натрия в водной среде изуча­ лось с хлоридами десяти солей: магния, кальция, стронция, бария, марганца, кобальта, никеля, меди, цинка и железа.

Исследования реакции взаимодействия глутаминовой кис­ лоты и глутамината натрия с выбранными веществами осуще­ ствлялись классическим изотермическим методом растворимо­ сти. Как показала практика, этот метод изучения тройных систем является наиболее простым, удобным и обеспечивает надежность и воспроизводимость полученных данных, особен­ но при выделении новых двойных и комплексных соединений, гидратных форм и фаз переменного состава — твердых раст­ воров. Метод был предложен Розебумом и Скрейнемакерсом,

затем

расширен и усовершенствован

в

Советском Союзе

Н. С. Курнаковым,

Г. Г. Уразовым,

PI. Г.

Дружининым,

И. Н. Лепешковым,

А. Г. Бергманом и другими [9, 16, 50, 56,

82,

106,

117,

141,

230].

 

 

 

 

 

 

Равновесие

устанавливалось при участии

L-глутаминовой

кислоты примерно

через

двое—трое суток,

а

с L-глутамина-

том натрия — через 4—5

часов. Наиболее

ответственные

про­

бы,

например, для

эвтонических и переходных

растворов

(то-

чек), выдерживались при заданной температуре месяц и

дольше.

Отбор жидких и твердых фаз при исследовании произво­ дился двумя приемами. В случае менее вязких растворов про­ бы отбирались пипеткой, на узкий конец которой с помощью резинки прикреплялась стеклянная трубка длиной 5 см. Диа­ метр стеклянной трубки не превышал толщины заборного конца пипетки. В случае густых, вязких растворов был приме­ нен второй прием отбора проб. Шотовская воронка № 3 вмонтировалась в бунзеновскую колбу, нижний конец которой вхо­ дил в пробирку (стаканчик), поставленную на дно колбы. За­ тем прибор помещался в водный термостат так, чтобы верх­ ний край вороики был выше уровня воды на 1,5—2,0 мм. Пос­ ле этого в воронку вводилась испытуемая смесь раствора с осадком. В тех же условиях в термостате с помощью насоса Камовского раствор отсасывался в пробирку (стаканчик), а на фильтре оставался донный осадок. Затем стаканчик с отоб­

ранным равновесным

раствором извлекался

из колбы

пинце­

том и переводился

во взвешенный

бюкс.

 

Во второй

бюкс с

фильтра отбиралась

 

проба

твердой

фазы,

Отобранные коли­

чества жидких фаз

колебались

примерно от 1 до 3 г, а твер­

дых — от 1 до 2 г.

После взвешивания взятые пробы раство­

рялись в мерных

колбах

(100 мл)

дистиллированной

водой.

Приготовленные

растворы по 10—25 мл

отбирались

на ана­

лиз. Анализ как растворов, так и осадков

всегда проводился

в двух параллельных

пробах.

Содержание

L-глутаминовой

кислоты и L-глутамнната

натрия

устанавливалось по азоту.

Натрий находился

преимущественно пламенно-фотометриче­

ским методом и редко—весовым в виде Na 2 S0 4 [201]. Кальций,

магний, стронций, барий, кобальт, никель, марганец,

медь,

цинк и железо определялись трилонометрическим

титрова­

нием [87, 218, 263], а количество хлора устанавливалось

объ­

емным методом по Мору. По содержанию указанных

катионов

рассчитывались весовые количества хлоридов. На основании полученных цифровых данных, строились диаграммы раство­ римости.

2. Методики химического анализа

главных компонентов равновесных систем

При исследовании растворы твердых фаз равновесных си­ стем подвергались химическому анализу по известным пропи­ сям [19, 89, 131, 191, 263]. Определение каждой составной ча­ сти изучаемых систем кратко излагается ниже.

Определение L-глутаминовой кислоты и L-глутамината натрия производилось по азоту. Количественное содержание его можно найти несколькими методами: по микрометоду Дю­ ма (123] и полу микрометоду Къельдаля [89]. Из них наиболееточным для определения количества азота считается полумикрометод Къельдаля [131, 189].

Принцип этого метода сводится к следующему: вначалеиспытуемый раствор сжигается в концентрированной серной кислоте с целью образования аммиака, который при нейтра­ лизации с кислотой переходит в сульфат аммония. Далее суль­ фат аммония разлагается кипячением с избытком 40%-ного раствора натриевой щелочи по реакции:

(NH4)2 S04 + 2NaOH = Na2 S04 + 2NH3 + H 2 0 .

Выделившийся аммиак отгоняется и улавливается титро­ ванным раствором борной кислоты. Проба оттитровывается в- присутствии индикатора децинормальным раствором соляной кислоты. Индикатор применяется смешанный; он готовится изсмеси спиртовых растворов метиленовой сини и метилового красного [89]. Найденные содержания L-глутаминовой кисло­ ты и L-глутамината натрия в растворах и твердых остатках вычисляются по уравнению:

 

 

 

К

1 0 0 , Т

 

1

0 0

 

% C5H9NO4, C 5 H 8 N 0 4 N a =

_

 

- У-М

'

 

 

где К

— количество кислоты,

приходящееся

 

на связывание

 

аммиака, мл;

 

 

 

 

 

 

Т

— титр соляной кислоты

соответственно

по L-глутами­

новой кислоте и L-глутаминату натрия;

Уобъем раствора, взятого из колбы для анализа, мл?

Мисходная навеска пробы.

Определение ионов щелочноземельных металлов (магния, кальция, стронция, бария) может быть проведено рядом ме­ тодов, в том числе и классически-весовыми. В нашем исследо­ вании наиболее простым, обеспечивающим быстрое и надеж­ ное получение данных, оказалось трилонометрическое титро­ вание. По количеству найденных катионов вычислялись про­ центные содержания хлоридов магния, кальция, стронция и бария.

В качестве титрованного раствора былпринят трилон Б, титр которого устанавливался по раствору сульфата магния. При определении кальция в качестве индикатора использо­ вался мурексид (переход от малинового до фиолетового), а

при определении магния, стронция и бария в качестве индика­ тора применялся эриохром черный (переход от малинового до синего).

Кобальт, никель, марганец в растворенном состоянии мо­ гут быть определены весовым, объемным, потенциометрическим и другими методами. Нами был применен также трилонометрический метод как более простой, достаточно точный и быстрый. В качестве титрованного раствора использовался трилон Б, титр которого проверялся по раствору сульфата магния, при определении кобальта и никеля использовался индикатор мурексид, а при установлении марганца — индикатор эриохром черный.

Содержание ионов кобальта, никеля и марганца в раство­ рах и твердых остатках вычислялось по уравнению::

 

n,r*

,4- К-100-Т-100

,

 

 

 

?^Со++, Ni++, Мп+ + =

^ - ^

 

 

где К

— количество

израсходованного трилона

при титро­

 

вании, мл;

 

 

 

 

 

Т

— титр раствора трилона по кобальту, никелю и мар­

 

ганцу;

раствора, взятого из колбы при анализе, мл;

У

— объем

М — исходная навеска пробы.

 

 

 

 

Ионы меди,

цинка

и железа количественно

 

могут

нахо­

диться

как весовыми, так и объемными

методами. Нами

было

отдано предпочтение трилонометрическому и йодометрическому методам как наиболее точным, быстрым и дающим уверен­ ные результаты.

Цинк определяли трилонометрическим методом, который в настоящее время получил большое признание [191]. Индикато­ ром служил эриохром черный. Определение железа проводили также трилонометрическим методом, но в качестве индикато­ ра использовали 2%-ный раствор салициловой кислоты. Пред­

варительно

была

проведена

проверка

метода

на

Fe+ 2 и

Fe+ 3 (по железосинеродистому

калию

и

сульфосалициловой

кислоте). Проверка

показала, что взятое для анализа

двухва­

лентное железо не окисляется до трехвалентного.

 

 

Определение меди проводилось йодометрическим

мето­

дом [263]

 

 

 

 

 

 

 

Окисление йодид-иона медью (II) происходило

вследствие

образования

малорастворимого

йодида

меди. Выделившийся

йод титровали раствором тиосульфата

в присутствии

крахма-'

ла. Осадок йодида меди (I) адсорбировал некоторое количе­ ство йода, поэтому к концу титрования в раствор вводили ро-

4*

2832

49

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ