сивных полос в области 1100–1000 см–1, то в спектрах спиртовых – эти полосы отсутствуют. Следовательно, все углеводные соединения, в том числе и гликозиды, экстрагируются водой и все полосы в спектрах ЖФ 1.2 и ЖФ 1.3 не угле - водной природы. В области характеристических частот ν (С=О) и ν (С=С) бензольного кольца ИК-спектры водного и спиртового экстрактов различаются: интенсивные полосы 1401 и 1607 см–1 в спектре ЖФ 1.4. в спектрах ЖФ 1.2. и 1.3. отсутствуют. Вместо них наблюдаются интенсивные полосы 1377, 1627, 1731 см-1, отсутствующие в спектре ЖФ 1.4., что свидетелсьтвует о принципиальном различии в составе водного и спиртового экстрактов из цветов зверобоя. Выводы. Экспериментально показана возможность применения ИК-спектроско- пии для изучения экстракции различных групп соединений из цветов зверобоя. Установлена зависимость спектральных характеристик экстрактов от способа экстракции. Исходя из спектральных данных, можно сделать следующие выводы: 1. Водой экстрагируются полифенолы с углеводным остатком и практически не экстрагируются полифенолы, содержащие несопряженные карбонилы. 2. Из этого экстракта спиртом осаждаются полисахариды свободные и частично связанные с белком. 3. Состав спиртового экстракта из ТФ 1.1 не зависит от tº экстракции. Повышение tº лишь существенно увеличивает скорость экстракции. 4. Резкое отличие спектра ЖФ 1.4 от спектров ЖФ 1.2 и ЖФ 1.3 свидетельствует о том, что вода экстрагирует одну группу веществ, а вторая может быть вы - делена последующей экстракцией спиртом.

Литература

1.Ming, De Shan, Li, Hong Hu, and Zhong, Liang Chen. J. Nat. Prod. – 2001. – №

64(1), 127–130.

2.Кукина, Т.П., Баяндина, И.И., Покровский, Л.М. // Химия раст. Сырья. – 2007. – № 3, 39–45.

3.Verotta, L., Appendino G., Belloro E. J. Nat. Prod. – 1999. – № 62 (5), 770–772.

4.Verotta, L., Appendino G., Jakupovic J. J. Nat. Prod. – 2000. – № 63 (3), 412–415.

5.Правдивцева, О.Е., Куркин, В.А. // Химия раст. Сырья. – 2008. – № 1, 81–86.

6.Steen, Honor Hansen, Anette, Gemal Jensen, Claus, Cornett. Anal. Chem. – 1999.

– № 71 (22), Р. 5235–5241.

7. Жбанков, Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов /

Р. Г. Жбанков // М.: Наука и техника, 1972.

8.Сивчик, В.В., Филиппов, М.П., Жбанков, Р.Г. // Журнал прикл. спектр. – 1986. – № 45 (3), 513.

9.Чиргадзе, Ю.И. Инфракрасные спектры и структура полипептидов и белков / Ю. И. Чиргадзе – М.: Наука, 1965.

Shepel D. F.

APPLICATION OF IR SPECTROSCOPY FOR STUDY THE DEPENDENCE OF THE SPECTRAL CHARACTERISTICS ON THE METHOD OF EXTRACTION FROM HYPERICUM PERFORATUM FLOWERS

Institute of Chemistry, Academy of Sciences of Moldova, Chisinau

Summary

The possibility of using IR spectroscopy for study the extraction of various groups of compounds from Hypericum perforatum flowers was demonstrated experimentally. The dependence of the spectral characteristics of extracts from the extraction method was investigated: sequential extraction, first with hot water, then with ethyl alcohol at room temperature and the boiling point. In the IR spectra of the extracts revealed free and partly fixed polysaccharides, polyphenols with carbohydrate residue and free polyphenols containing nonconjugated carbonyls.

656

УДК 541.183

Комаров В.С.1, Бесараб С.В. 1

НОВЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА СИЛИКАГЕЛЕЙ С ОДНОРОДНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ

1 ГНУ Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, Минск

Развитие современной химической промышленности теснейшим образом связано с широким применением катализаторов и адсорбентов. Широкое использование силикагеля как носителя каталитически активных веществ и адсорбента обусловлено многими свойствами, основным из которых являются : легкость регулирования его пористой структуры и серьезное влияние пористой структуры на кинетику процессов сорбции и катализа [1,2].

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения ряда адсорбционных и каталитических задач часто требуются однороднопористые твердые тела, которые невозможно получить существующими методами их синтеза. Причин здесь несколько и основная среди них заключается в том, что в процессе осаждения гидроксидов происходит постепенное разбавление концентрации солевого раствора, т.е. первые порции гидроксида синтезированы из более концентрированного солевого раствора, а все последующие формируются из раствора более низких концентраций. В связи с этим общая структура полученного образца представлена гидроксидами различной структуры, т.е. имеет полипористый состав, определяемый с одной стороны, концентрацией исходного солевого раствора, а с другой – концентрацией осадителя. Целью исследования ставилась разработка метода, который позволял бы получать однороднопористые силикагели, т.е. позволял бы свести к минимуму влияние разбавления на структуру получаемых материалов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для получения образцов , из раствора силиката натрия с помощью раствора H2SO4 осаждался гель кремниевой кислоты. Синтезированный продукт после получасового старения под маточным раствором отмывали от солей до отсутствия анионов в промывной воде, сгущали на фильтре и при помощи экструде - ра формировали в цилиндрические гранулы, сушили на воздухе, затем в сушильном шкафу при 110 º С . Изотермы адсорбции-десорбции паров четыреххлористого углерода на образцах полидисперсных силикагелей и на соответствующих контрольных образцах были измерены весовым методом при 20 ºС в вакуумной установке с кварцевыми пружинными весами Мак-Бена [3]. Величины (S) удельных поверхностей изученных образцов вычислялись из изотерм адсорбции четыреххлористого углерода методом БЭТ. Наиболее вероятные радиусы пор силикагелей также определялись по десорбционным ветвям изотерм сорбции CCl4.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Нами был предложен метод, позволяющий, в зависимости от концентрации солевого раствора, получать пористые материалы с достаточно однородным размером пор. Суть его заключается в том, что для уменьшения образования гидроксидов различной пористой структуры, требуется мгновенное осаждение гидроксида, что полностью исключает постепенное разбавление раствора.

Адсорбционно-структурные исследования (табл. 1, Рис. 1 ) показывают, что форма изотерм сорбции полидисперсных образцов синтезированных по новому

657

методу из различных концентраций солей имеют строго определенную форму

схарактерным подъемом в области пор, соответствующих той или иной концентрации раствора. Подобная закономерность присуща и кривой распределения объема пор по радиусам (Рис. 2) , максимумы которых хорошо сочетаются

сподъемами изотерм сорбции.

Рисунок 1. – Изотермы адсорбции-десорбции образцов : I – трехдисперсной структуры, II – бидисперсной структуры, III – однороднопористый монодисперный, IV – контрольный образец.

Таблица 1.– Адсорбционно-структурные характеристики полученных силикагелей

Рисунок 2. – Интегральные кривые распределения радиусов пор образцов : I – контрольный монодисперсны образец, II – образец трехдисперсной структуры, III –бидисперный образец, IV – монодисперсный образец.

Сопоставление структурных параметров образцов синтезированных по предложенному методу, показывает, что форма адсорбционно-десорбционных изотерм и кривые распределения объема пор по радиусам существенно отличаются друг от друга. Так, например, на кривых распределения объема пор по эффективным радиусам для всех изученных концентраций солевого раствора имеются четко выраженные максимумы, которых по обсциссе с разбавлением раствора смещаются в область мелких пор. При осаждении контрольных образцов обычным методом данная зависимость практически не просматривается (рис.1- IV, рис. 2 - I) т.е. образуются образцы с нечетко выраженными структурными характеристиками, что полностью подтверждает теоретические предположения

ВЫВОДЫ

Разработан новый метод синтеза силикагелей с однородной пористостью, что позволяет в желаемом направлении изменять содержание в образце пор того или иного размера. Именно это и дает возможность влиять на активность и селективность протекающих каталитических реакций. Разработанный нами метод синтеза не требует дополнительных усилий, нового оборудования , материальных затрат, так как оно основан только на изменении условий осаждения. Предлагаемый метод синтеза однороднопористых материалов, открывает путь для синтеза бипористых и трехпористых твердых тел с весьма четко выраженным распределением объема пор по радиусам.

ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ

658

1.Влияние пористой структуры катализаторов на их активность / Боресков Г.К. [и др.] // ЖФХ. – 1950. - № 9. - с. 1135

2.Влияние пористой структуры катализаторов на избирательность их действия / Боресков Г.К. [и др.] // ЖФХ. – 1954. - № 6 - с. 1055

3.Адсорбционные методы измерения удельной поверхности и структуры пор катализаторов / Карнаухов А.П. // Кинетика и катализ. – 1962. - № 4. - с. 583-598

Komarov V.S.1, Besarab S.V. 1

THE NEW METHOD OF SYNTHESIS OF UNIFORM PORE SIZE SILICA GELS

1Institute of General and Inorganic Chemistry, National Academy of Sciences, Minsk

Summary

The new method of silica gel with uniform pore size synthesis has been studied. The porous structure and adsorptive properties of silica gel prepared in our laboratory have been determined with the aid of meashurements of the adsorption of ССl4 vapours. It has been reported that silica gels with uniform pore size may be prepared by the instantaneous deposition of hydroxide.

УДК 547.913:543.544.32

Хваль А.С., Кулинчик А.А. , Коваленко Н.А., Супиченко Г.Н.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНАНТИОМЕРОВ α-ПИНЕНА И ЛИМОНЕНА В ЭФИРНЫХ МАСЛАХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА PINUS

Белорусский государственный технологический университет, г. Минск

Эфирные масла представителей рода Pinus содержат ценные биологически активные компоненты и широко используются в медицине, поскольку обладают иммуномоделирующими, антимикробными, противовоспалительными, ранозаживляющими и другими важными свойствами. По химической природе вещества, входящие в состав эфирных масел, представляют собой смесь терпеновых углеводородов и их кислородсодержащих производных, гетероциклических соединений и соединений ароматического ряда. Многие терпеноиды, входящие в состав эфирных масел, являются оптически активными и присутствуют в маслах в виде оптических изомеров. Энантиомерный состав эфирных масел зависит от многих факторов, основными из которых являются почвенно-климатиче- ские и географические условия произрастания растений, их хемотипах, технологии производства и хранения и т.п. В этой связи хироспецифический анализ имеет огромное значение при определении происхождения и подлинности эфирных масел и лекарственных препаратов на их основе. Для идентификации и определения оптических изомеров летучих растительных и душистых веществ наиболее широко применяется газожидкостная хроматография (ГЖХ).

Целью настоящей работы явилась разработка методики идентификации и определения энантиомеров α-пинена и лимонена в эфирных маслах представителей рода Pinus, выращенных в условиях Республики Беларусь, с помощью метода ГЖХ.

Объектами исследования были эфирные масла сосны кедровой Pinus pumila, сосны кедровой корейской Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.и сосны кедровой европейской Pinus cembra «Columnaris». Эфирные масла получили методом перегонки с водяным паром.

Разделение энантиомеров эфирных масел выполняли на хроматографе «Цвет 800», оснащенном пламенно-ионизационным детектором и оборудованном капиллярной колонкой Cyclosil B длиной 30 м, внутренним диаметром 0,32 мм и неподвижной фазой β-циклодекстрин (0,25 мкм), при следующем температурном режиме: от 70 0С (изотерма в течение 5 минут) со скоростью 3 0С/мин до 115 0С (изотерма в течение 20 минут) со скоростью 4 0С/мин до 200 0С в токе га- за-носителя азота. Линейная скорость газа-носителя (азот) 16,2 см/с, величина сброса 1:26. Объем вводимой пробы – 1 мкл.

Идентификацию оптических изомеров проводили сравнением времен удерживания компонентов со временами удерживания эталонных соединений. Количе-

659

ственное определение оптических изомеров проводили с использованием метода внутренней нормализации по площадям газохроматографических пиков без использования корректирующих коэффициентов.

В рамках поставленной необходимо было решить следующие задачи:

∙оптимизировать условия проведения газохроматографического разделения компонентов эфирных масел;

∙идентифицировать энантиомеры α-пинена и лимонена в эфирных

маслах;

∙провести количественное определение энантиомеров α-пинена и лимонена эфирных масел.

Для идентификации энантиомеров в эфирных маслах сосны кедровой, сосны кедровой корейской и сосны кедровой европейской были сняты хроматограммы стандартных образцов (-)-α-пинена, (+)-α-пинена, 1S(-)-лимонена, R(+)-лимонена. Установлена определенная закономерность выхода пиков оптических изомеров исследуемых соединений. Показано, что первыми выходят пики левовращающих изомеров α-пинена и лимонена.

В таблице представленны данные по содержанию оптических изомеров α-пинена и лимонена в эфирных маслах сосны кедровой, сосны кедровой европейской и сосны кедровой корейской.

Таблица — Содержание оптических изомеров α-пинена и лимонена в эфирных маслах представителей рода Pinus, мас.%

Представленные данные позволяют проследить характерные особенности каждого образца. Энантиомеры α-пинена присутствуют во всех исследованных эфирных маслах, однако их концентрация существенно зависит от использованного растительного сырья. Так, содержание α-пинена в масле сосны кедровой европейской более, чем в 2 раза превышает концентрацию этого соединения в образце из сосны кедровой корейской. Эфирное масло сосны кедровой обеднено α-пиненом, где его концентрация практически в 3,5 раза меньше по сравнению с образцом из сосны кедровой европейской.

На рис. 1 приведен характер распределения энантиомеров α-пинена.

Рис. 1. Распределение энантиомеров α-пинена в образцах эфирных масел

Из представленных данных видно, что исследованные образцы эфирных масел существенно различаются как по количественному содержанию, так и по характеру распределения энантиомеров α-пинена.

На рис. 2 приведены данные по содержанию энантиомеров лимонена и характеру их распределения в эфирных маслах представителей рода Pinus.

660

Рис. 2. Распределение энантиомеров лимонена в образцах эфирных масел

В исследованных образцах содержание лимонена относительно невысоко и не превышает 13 мас.%. Концентрации лимонена в маслах из сосны кедровой корейской и кедровой европейской приблизительно равны. Несколько ниже содержание этого монотерпенового углеводорода в масле из сосны кедровой.

Во всех исследованных образцах наблюдается преобладание 1S(-)-форм лимонена, однако количественные характеристики распределения энантиомеров зависят от вида растительного сырья. Так, для масла из сосны кедровой отмечен небольшой энантиомерный избыток 1S(-)-лимонена, составляющий около 30 %, в то время как масло сосны кедровой европейской обогащено 1S(-)-формами лимонена (энантиомерный избыток составляет 76 %).

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о наличии индивидуальных особенностей энантиомерного состава эфирных масел представителей рода Pinus. Характер распределения энантиомеров α-пинена и лимонена является индивидуальной характеристикой эфирного масла и может быть использован для идентификации, стандартизации и установления подлинности образцов эфирных масел представителей рода Pinus и фитопрепаратов на их основе.

УДК 544.2:544.3

Когут С.В.

ДАВЛЕНИЕ ПАРА, ТЕРМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В СОСТОЯНИИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА ТРИФЛАТА 1-БУТИЛ-3-МЕТИЛИМИДАЗОЛИЯ

Белорусский государственный университет, Минск

Введение

Ранее считалось, что низкотемпературные ионные жидкости (ИЖ) – соли с объемным асимметричным органическим катионом – обладают пренебрежимо малым давлением пара. Однако, в [1,2] было впервые показано, что некоторые представители ИЖ с катионом 1-алкил-3-метилимидазолия в определенных условиях обладают хоть и малым, но поддающимся измерению давлением пара. За последнее десятилетие предложено множество вариантов потенциального использования ИЖ в различных областях промышленности, науки и техники [3]. ИЖ могут применяться в качестве катализаторов и сред для различных процессов, в том числе для промышленно важных, экстрагентов, при создании топливных элементов и композиционных материалов. Исследования летучести ИЖ являются ключевыми при оценке возможности их использования в газофазных процессах, а также чрезвычайно важны при выборе метода очистки веществ данного класса.

661

В настоящей работе выполнены измерения давления насыщенного пара ионной жидкости – трифлата 1-бутил-3-метилимидазолия ([C4mim]OTf) и определена его энтальпия испарения (∆vapHm). На основании спектральных и молекулярных параметров соединения, рассчитанных методами квантовой химии, получены значения термодинамических функций в интервале (5-1000) К в состоянии идеального газа. Сопоставлено рассчитанное значение энтропии и аналогичная величина, вычисленная на основании результатов эксперимента.

Экспериментальная часть

Коммерческий образец [C4mim]OTf (Solvent Innovation, исходная чистота > 99 мас. %) очищался путем выдерживания под вакуумом (остаточное давление ~1∙10–3 Па) при температуре от 293 до 373 К в течение 33 часов до постоянной в пределах погрешности взвешивания (± 5∙10–5 г) массы. Чистота образца, очищенного таким способом, была найдена методом фракционного плавления в адиабатическом калориметре и составила 99,6 мол. % . Перед проведением эффузионных измерений образец выдерживался в вакууме при T = 524 К до достижения постоянной скорости потери массы.

Измерения давления пара выполнены интегральным эффузионным методом Кнудсена. Принципиальная схема установки и порядок проведения измерений описаны ранее в [2]. В измерениях использовалась мембрана диаметром d = 3,1 мм и толщиной l = 2,1 мм.

Результаты и обсуждение

Полученная температурная зависимость давления насыщенного пара Psat [C4mim]OTf в интервале (483 – 525) K представлена на Рис.1. Значения Psat аппроксимировались уравнением вида:

ln(Psat / Па) = A – B∙T-1 = (27,4±0,7) – (15467±343)∙(T / K)-1 (1), где коэффициенты A и B найдены методом наименьших квадратов. Энтальпия испарения ∆vapHm при средней температуре опыта <T> = 499 K была

найдена по зависимости (1):

∆vapHm = (129±3) кДж·моль-1

Рис.1. Температурная зависимость давления насыщенного пара [C4mim]OTf в интервале (483 – 525) K

Термодинамические функции вещества в состоянии идеального газа могут быть вычислены при помощи известных соотношений статистической термодинамики, если известны его структурные и спектральные характеристики. При расчете свойств газообразного [C4mim]OTf предполагалось, что пар состоит из ионных пар. Методами квантовой химии рассчитаны геометрические параметры и колебательный спектр наиболее устойчивого конформера [C4mim]OTf. Так как обычно рассчитанные частоты нормальных колебаний превышают экспериментально наблюдаемые в инфракрасном спектре, полученные величины масштабировались с помощью колебательных масштабирующих множителей. Вклад внутреннего вращения был рассчитан исходя из уровней энергии волчков, полученных путем решения одномерного уравнения Шредингера для вращения. Вычислены термодинамические функции [C4mim]OTf в интервале (5-1000) K.

Значения стандартной энтропии [C4mim]OTf в состоянии идеального газа, полученные из эксперимента Sºexp и рассчитанные методом статистической термодинамики Sºcalc при средней температуре определения давления насыщенного пара данного вещества <T> = 499 К хорошо согласуются друг с другом, что подтверждает допустимость принятых предположений и корректность методики расчета.

Литература

[1] Y.U.Paulechka, Dz.H.Zaitsau, G.J. Kabo, A.A. Strechan, Thermochim. Acta 439 (2005) 158

662

[2]Dz.H. Zaitsau, G.J. Kabo, A.A. Strechan, Y.U. Paulechka, A. Tschersich, S.P. Verevkin, A. Heintz, J.Phys.Chem. A 110 (2006) 7303

[3]P.Wasserscheid, T.Welton (Eds.), Ionic Liquids in Synthesis, 2nd ed.; Wiley-V- CH: Weinheim, Germany, 2008.

Kohut S.V

VAPOR PRESSURE, THERMAL STABILITY AND THERMODYNAMIC PROPERTIES IN THE IDEAL-GAS STATE OF 1-BUTYL-3- METHYLIMIDAZOLIUM TRIFLATE IONIC LIQUID

Belarusian State University, Minsk

Summary

Vapor pressure of 1-butyl-3-methylimidazolium triflate ionic liquid was measured. The temperature dependence ln(Psat / Pa) = (27,4±0.7) – (15467±343)∙(T / K)-1 and the enthalpy of vaporization ∆vapHm(499 К) = (129±4) kJ·mol-1 was found from those data. The ideal-gas thermodynamic functions for the compound were calculated by the statistical thermodynamic method. The entropy value in the gaseous state obtained from the calculations is in a good agreement with the one obtained from the experimental data.

УДК 504.06(045)

Штыка О. С., Солярик Д. П., Билык Т. И.

ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ТЕРРИТОРИЙ

Национальный авиационный университет, Киев

Актуальность. Одной из доминирующих проблем сегодня является загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами. Эта проблема актуальна наравне с радиоактивным загрязнением и загрязнением почв пестицидами. Попадание тяжелых металлов в почву в значительном количестве может вызывать следующие негативные последствия: изменение химического состава, биогеоциклов элементов, ухудшение биологических показателей почвы, а также полной деградации почвенного покрова и изменение его функций [1, 2]. Следовательно, уменьшение концентрации тяжелых металлов в почве является актуальной проблемой.

Одним из наиболее перспективных и современных методов деконтаминации является фиторемедиация. Под фиторемедиацией подразумевают комплекс методов очистки загрязненной среды с помощью специально подобранных растений, которым свойственно экстрагировать и накапливать загрязнители в биомассе. Технология фиторемедиации основывается на физиологических и биохимических особенностях растений [3, 4].

Цель данной работы – исследовать возможность использования метода фиторемедиации для очистки почв, загрязненных тяжелыми металлами (свинец, кадмий), а также возможность применения декоративных растений (Helianthus annuus, Chrysanthemum carinatum) в данной технологии.

Материалы и методы. Использовался метод фиторемедиации in situ, который предусматривает использование подобраных фиторемедиантов непосредственно на загрязненных территориях. Необходимое условие применения данного метода – загрязняющие вещества должны быть физически и биологически доступными для корней используемых растений [5].

В эксперименте использовались следующие виды растений: декоративный подсолнух Helianthus annuus сорт Pacino Gold, Red Sun, а также хризантема Chrysanthemum carinatum сортов Tricolor mixed и Sunny. Выбранные для эксперимента растения характеризуются высокой устойчивостью к низким температурам и

663

засухам. Данные тест-культуры относительно быстро наращивают биомассу и относятся к потенциальным фиторемедиантам, а также являются характерными для данной климатической зоны.

В стандартные емкости поместили подготовленную почву с фиксированными характеристиками, после чего в нее внесли соли тяжелых металлов: Pb2+ – 12 и 18 мг/кг, Cd2+ – 6 и 9 мг/кг, что превышает предельно допустимые концентрации соответственно в два и три раза. Выбор металлов был обусловлен характером распространения и уровнем их токсичности. В соответствии с ГОСТ 7.4.1.02–83 «Классификация химических веществ для контроля загрязнения» свинец и кадмий относятся к І классу как наиболее опасные [6]. Согласно литературным данным выбранные металлы также являються наиболее распространенными токсикантами, особенно в почвах придорожных полос автомагистралей [7–10].

В загрязненную почву высаживали растения. В контрольные образцы почвы соли свинца и кадмия не вносили.

После окончания вегетационного периода проводили морфометрический анализ исследуемых растений. Потом проводилась подготовка проб растительного материала и почвы, в которой они росли, согласно методике [11]. Содержание тяжелых металлов в почве и растениях определяли методом атомно-абсорбционой спектрометрии.

Для статистической обработки данных использовали программы Microsoft Excel.

Результаты исследования и их обсуждение. Толерантность растений к исследуемым концентрациям тяжелых металлов определяли согласно данным морфометрического анализа, который предусматривал сравнение среднестатистических показателей роста и веса тест-культур со среднестатистическими показателями контрольных образцов.

Хризантема (Chrysanthemum carinatum) оказалась чувствительной к фитотоксическому действию тяжелых металлов. Растения плохо развивались: наблюдалось угнетение роста, слабое развитие листьев, снижение количества биомассы по сравнению с контролем. Декоративный подсолнух сорта Red Sun в дальнейших опытах также не использовался из-за особенностей морфологического строения.

Согласно данным морфометрического анализа рост и развитие растения Helianthus annuus на почве, загрязненной тяжелыми металлами, колеблется в пределах до 11 %, за исключением значительного уменьшения биомассы тест-культу- ры при превышении ПДК кадмия в почве в 3 раза (рис.1).

Рис. 1. Морфометрический анализ растения Helianthus annuus, вырощеного на загрязненной тяжелыми металлами почве

664

Исследование особенностей накопления тяжелых металлов растениями показало высокую способность вида Helianthus annuus накапливать токсиканты. При этом наибольшее количество свинца накапливалось в корнях подсолнухов, особенно когда концентрация тяжелого метала в почве, на которой росли растения, равна три ПДК (Pb2+ 18 мг/кг). Сравнивая количество кадмия в разных частях растения, следует отметить накопление токсиканта в большей степени в стеблях, чем в корневой системе (рис. 2).

Рис. 2. Накопление тяжелых металлов растением Helianthus annuus: 1 – в корне растения (внесенная концентрация металла равна 2 ПДК); 2 – в стебле (внесенная концентрация металла равна 2 ПДК); 3 – в корне растения (внесенная концентрация металла равна 3 ПДК); 4 – в стебле (внесенная концентрация металла равна 3 ПДК)

Растение Helianthus annuus наиболее эффективно накапливает кадмий при условии, что концентрация данного металла в почве не превышает 6 мг/кг.

Таким образом, можно сделать вывод о возможности использования выбранного вида растения – Helianthus annuus в качестве фиторемедианта на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, а именно свинцом и кадмием.

Выводы.

1.Согласно данным морфометрического анализа только Helianthus annuus сорта Pacino Gold проявил толерантность и устойчивость к токсическому действию свинца и кадмия в пределах исследуемых концентраций. Исключение составляет уменьшения веса биомассы растения при начальной концентрации кадмия в почве в количестве 9 мг/кг.

2.Согласно данным исследования Helianthus annuus проявил способность аккумулировать свинец в корневой системе, особенно при его концентрации в почве 18 мг/кг (что равно 3 ПДК). Кадмий накапливается растением преимущественно в стеблях. Наибольшее количество данного металла аккумулировали растения Helianthus annuus при его начальной концентрации в почве 6 мг/кг.

3.Результаты эксперимента показали, что из ранее выбранных растений только Helianthus annuus (сорт Pacino Gold) может предварительно быть рекомендован в качестве фиторемедианта для очистки загрязненных кадмием и свинцом почвенной среды.

Выражаем особую благодарность Штике И. А. и Подгорной В. Н. за оказанную поддержку.

665

Литература

1.Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе растение–почва / В. Б. Ильин. – Новосибирск: Наука, 1991. – 151 с.

2.Добровольский, Г. В. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере / Г. В. Добровольский. – М.: МИР, 1999. – 312 с.

3.Suresh, B. Phytoremediation – A Novel and Promising Approach for Environmental Clean-up / G. A. Ravishankar, B. Suresh // Critical Reviews in Biotechnology. – 2004. – Vol. 24. – № 2–3. – P. 97–124.

4.Галиулин, Р. В. Очистка почв от тяжелых металлов с помощью растений / Р. В. Галиулин, Р. А. Галиулина // Весник Российской академии наук. – 2008. – Т. 78, № 3. – С. 247–249.

5.Lan, J. K. Recent developments of phytoremediation / J. K. Lan // Journal of Geological Hazards and Environment Preservation. – 2004. – Vol. 15, № 1. – P. 46–51.

6.Клименко, М. О. Моніторинг довкілля / М. О. Клименко, А. М. Прищепа, Н. М. Вознюк. – К.: Видавничий центр «Академія», 2006. – 360 с.

7.Шейкіна, О. Ю. Екологічна оцінка забруднення міських грунтів важкими металами вздовж основних транспортних магістралей міста Черкаси / О. Ю. Шейкіна, О. О. Мислюк // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2008. – № 1. – С. 61–65.

8.Сердюк, С.Н. Диагностика загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова индустриально-урбанизированных территорий / С. Н. Сердюк // Екологія та ноосфера. – 2007. – T. 19, №1–2. – C. 55–60.

9.Павлова, Е. И. Экология транспорта / Е. И. Павлова. – М: Траспорт, 2000. –

248с.

10.Shtyka, O. S., Avdeyeva, A. O. Aspects of soil pollution near petroleum filling-up stations in the residential area / Матеріали Міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених учених Політ 2008, 12–13 квітня, 2008р. – К.: Кн. Вид-во НАУ, 2008. – С. 72.

11.Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. – М.: Инст. Моск. с.-х. Академии, 1992. – 62 с.

Shtyka O. S., Soliaryk D. P., Bilyk T. I.

PHYTOREMEDIATION AS PERCPECTIVE METHOD

OF TERRITORIES PURIFICATION FROM HEAVY METALS

National Aviation University, Kyiv

Summary

The problem of soil pollution by heavy metals and phytoremediation as a method of soil purification are currently the objects of attention. Phytoremediation was proposed for purification of the territories as ecologically safe method. Possibility of plants (Helianthus annuus, Chrysanthemum carinatum) to accumulate lead and cadmium was studied with purpose to estimate ability to be used as phytoremediants. Tolerance of investigated plants to heavy metals was determined using morphological analysis.

УДК 612.313.64; 549.02

Бельская Л.В. 1, Голованова О.А.1

ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА СЛЮННЫХ КАМНЕЙ ЧЕЛОВЕКА

1Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Омск

Слюнные камни - патогенные органоминеральные образования челюстно-лице- вой сферы, которые формируются из слюны чаще всего в поднижнечелюстной

666

железе и ее каналах. Сложены они, как правило, из ритмично осажденных слоев органической и неорганической компонент вокруг центрального ядра. Образование слюнных камней может быть связано с нарушением оттока слюны или обмена какого-либо из ее элементов (чаще кальциевого обмена), с воспалительными процессами в слюнных железах при значительном участии микроорганизмов, неправильным питанием, с состоянием среды проживания пациентов и т.д. [1–3].

Цель исследования: изучение минерального состава слюнных камней жителей Омского региона.

Материалы и методы исследования. Изучение фазового состава слюнных камней (14 образцов) проводили с использованием методов РФА, ИК-спектро- скопии и термического анализа (Perkin Elmer SII Diamond - TG-DTA с программным обеспечением PYRIS 7). Для детального изучения особенностей структуры проводили полуколичественный анализ спектров с помощью программного пакета PeakFit_v 4.11 [4]. Степень кристалличности исследуемого образца оценивалась по величине параметра инфракрасного расщепления антисимметричного деформационного колебания ν4 связи О-Р-О (спектральная область 500 – 650 см-1), определяемого как отношение интенсивностей двух пиков к интенсивности «впадины» между ними: IRSF = (I(564 см-1) + I(604 см-1)) / I(584 см-1). При снижении кристалличности полосы с максимумами 564 и 604 см-1 уширяются, и разрешение между ними становится меньше. При этом снижается значение параметра инфракрасного расщепления (К) (рис.1).

Рис. 1. Разложение ИК-спектра в области 500-650 см-1 колебаний О-Р-О связей фосфатных групп на две элементарные полосы поглощения

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что минеральная составляющая слюнных камней жителей г. Омска представлена гидроксилапатитом [Са10(РО4)6(ОН)2], в одном образце вместе с гидроксилапатитом присутствовал витлокит [β-Ca3(РО4)2], в другом – брушит [CaHРО4·2Н2О]. По предварительному расчету из ротовой жидкости термодинамически вероятно образование брушита, октакальция фосфата [Ca4H(РО4)3·2.5Н2О] и гидроксилапатита. Сопоставляя индексы пересыщения, рассчитанные для фосфатов кальция различного стехиометрического состава, следует отметить, что в рамках выбранной термодинамической модели в ротовой жидкости (при рН 5,2 – 8,0) наибольшую степень пересыщения имеет гидроксилапатит. Известно, что брушит кристаллизуется при более низких значениях рН, чем апатит, и согласно нашим термодинамическим расчетам, является метастабильной фазой. Присутствие брушита в части образцов говорит о значительных колебаниях рН слюны в процессе роста патогенных образований.

Данные ИК-спектрометрии подтверждают фосфатный состав неорганической компоненты слюнных камней. В спектрах всех образцов присутствуют полосы поглощения, соответствующие колебаниям P–O связей гидроксилапатита, что совпадает с данными РФА. Не обнаружены полосы поглощения, характерные для ОН–групп, однако, все исследованные образцы содержат карбонат-ионы. Наличие полос колебаний C–O связи (1420, 1460 см–1) говорит о замещении РО43– - тетраэдров карбонат-ионами (так называемое замещение В-типа). Полоса 1550 см–1 говорит о замещении ОН – групп карбонат-ионами в каналах структуры гидроксилапатита, что соответствует замещению А-типа. Соотношение кар- бонат-ионов, соответствующих этим двум типам замещений, для всех исследуемых образцов равно 2:1. Кроме того, на большинстве ИК-спектров присутствует широкая полоса валентных колебаний молекул воды при 3440 см–1, указывающая на присутствие молекул воды в каналах структуры гидроксилапатита и полоса деформационных колебаний воды при 1650 см–1.

667

Рассчитанные значения кристалличности исследуемых образцов (IRSF = 4.85) показывают, что для слюнных камней характерно формирование менее упорядоченных апатитовых структур, характеризующихся меньшими значениями параметра инфракрасного расщепления пика антисимметричного деформационного колебания связи О-Р-О, чем у контрольного образца (стехиометрический гидроксилапатит, IRSF = 5.35).

По результатам проведенных термических исследований на всех дериватограммах отмечаются массовые потери в четырех основных температурных диапазонах: 25–270°C (соответствует потере адсорбционной воды); 270–430°C (испарение структурной воды и удаление низкомолекулярных органических веществ – аминокислот, белков с низкой молекулярной массой, глюкозы и т.д.); 430– 600°C (преобразование высокомолекулярных органических соединений, в том числе гликопротеидов, например муцина) и 700–900°C (соответствует переходу нестехиометричного карбонатгидроксилапатита, образующего кристаллическое вещество зубного и слюнного камня, в стехиометричный за счет удаления летучих компонентов, преимущественно углекислого газа). Установлено, что максимальные потери массы наблюдаются при разложении органической фазы камня в температурном диапазоне 270–600°C. Математическая обработка рассматриваемых термических характеристик показала, что величина массовых потерь при термическом разложении слюнных камней составляет 42,15±4,97 масс.% в основном за счет разложения органической компоненты, а именно, низкомолекулярных веществ, потери легколетучих компонентов и адсорбционной воды.

Литературные источники.

1.Денисов А.Б. Слюнные железы. Слюна. М.: Изд-во РАМН, 2003. 132 с.

2.Кораго А.А. Введение в биоминералогию. Санкт-Петербург: Недра. 1992. 280 с.

3.Пальчик Н.А., Мороз Т.Н., Леонова И.В. и др. Минеральный и микроэлементный состав слюнных камней// Журнал неорганической химии, 2004. №8. С.1353-1361.

4.Shi J., Klocke A., Zhang M., Bismayer U. Thermally-induced structural modification of dental enamel apatite: Decomposition and transformation of carbonate groups // Eur. J. Mineral. 2005. V.17. P. 769-775.

Belskaya L.V., Golovanova O.A.1

RESEARCH OF MINERAL COMPOSITION OF HUMAN SALIVARY CAL-

CULI

1 Omsk State University

Summary

The collection of 14 salivary stones was investigated by X-Ray diffraction, IR spectroscopy and thermal analysis (Perkin Elmer SII Diamond - TG-DTA). All analyzed calculi have carbonate-hydroxyapatite as the basic mineral component, and whitlokite prevails only in one apatite-whitlokite sample of salivary calculi.

УДК 615.014.4

Лукашов Р.И., Моисеев Д.В.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ МЕТОДОМ ВЭЖХ

668

Витебский государственный медицинский университет, Витебск

Актуальность. В последние десятилетия хроматографические методы заняли ведущее место среди аналитических методов, используемых в анализе лекарственного растительного сырья. Для идентификации и количественного анализа БАВ широкое применение находит жидкостная хроматография (тонкослойная хроматография и ВЭЖХ), которая является фармакопейным методом [1]. Все чаще для изучения химического состава растений применяется ВЭЖХ. Данный метод имеет ряд преимуществ: экспрессность, отсутствие трудоемких стадий выделения индивидуальных веществ, возможность проведения анализа в режиме реального времени, высокая разделяющая способность, высокая чувствительность определения.

В настоящее время возрос интерес к использованию в медицине лекарственных растений с иммуномодулирующей активностью (женьшень, родиола розовая, эхинацея пурпурная, молочай Палласса). Фармацевтическая промышленность выпускает различные лекарственные формы на основе травы и цветков эхинацеи пурпурной: настойка эхинацеи, жидкий экстракт эхинацеи, капли для приема внутрь, экстракт листьев, пастилки для рассасывания, Иммунал.

Основными группами БАВ эхинацеи пурпурной являются сахара и полисахариды, фенольные соединения (флавоноиды и производные кофейной кислоты), липофильные вещества (эфирное масло, алкиламиды ненасыщенных кислот, смолы) [2]. В литературе приведены данные о флавоноидном комплексе надземной части эхинацеи пурпурной и отсутствуют сведения о составе и соотношении флавоноидов стеблей и листьев эхинацеи пурпурной без цветков.

Цель исследования. Провести идентификацию флавоноидов эхинацеи пурпурной, выполнить сравнительный анализ флавоноидного комплекса стеблей и листьев эхинацеи пурпурной с флавоноидным составом цветков растения.

Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования использовались цветки и стебли с листьями эхинацеи пурпурной, заготовленные в окрестностях г. Витебска в 2010 году. Для получения извлечений из сырья эхинацеи пурпурной использовались спирт этиловый 96% (ч.д.а.) и вода высокоочищенная «Миллипор».

Исследование проводили на жидкостном хроматографе Agilent 1100 с детектором типа фотодиодная матрица. Условия хроматографирования: хроматографическая колонка с длиной 250 мм и внутренним диаметром 4,6 мм, заполненная октадецильным силикагелем для хроматографии с размером зерен 5 мкм, температура колонки 300С; подвижная фаза: фосфатный буферный раствор с рН = 3,0 и ацетонитрил для хроматографии (80: 20, об/об). Объем инжектируемой пробы 10 мкл. Скорость подачи подвижной фазы 1 мл/мин. В максимумах хроматографических пиков были записаны спектры поглощения при длинах волн от 190 до 400 нм.

Подготовка проб для анализа включала получение извлечения из высушенного и измельченного сырья эхинацеи пурпурной с применением в качестве основного экстрагента 70% спирта. Полученное извлечение центрифугировали при 5000g в течение 5 минут. Данная концентрация этанола обеспечивает высвобождение в растворитель флавоноидов в форме гликозидов и агликонов. Соотношение сырье: экстрагент составляло 2:5, что обеспечивало получение концентрированной вытяжки с повышенным содержанием исследуемых веществ. Время нагревания на водяной бане обеспечивало достаточно полный выход флавоноидов в спирт и составляло один час.

Результаты исследования и их обсуждение. Идентификация флавоноидов проводилась путем сравнения времен удерживания и спектров поглощения в УФобласти веществ в этанольных экстрактах со стандартными образцами и с литературными данными. В качестве стандартных образцов использовали следующие соединения: апигенин, генистеин, гербацетин, мирицетин, патулетин, хри-

669

зоэриол, хирзутрин, гвайяверин, генистин, рутин, линарин, патулетрин, пектолинарин, скопарин, 3-метилкверцетин, 3-метилкемпферол, гиперозид, кверце- тин-3-гликозид, кверцетин-3-рутозид, лютеолин-3-гликозид, лютеолин-7-глико- зид, 3-метилкемпферол-7-гликозид, мирицетин-3-галактозид, мирицетин-3-рам- нозид, скутелляреин-7-рамноксилозид, эридиктиол-7-гликозид.

Обнаружено, что полученные экстракты содержат значительное количество фенольных кислот и сравнительно мало флавоноидов.

В таблице 1 представлены результаты идентификации флавоноидов в цветках и стеблях с листьями эхинацеи пурпурной, а также представлена количественная оценка удельного содержания индивидуальных соединений во флавоноидном комплексе исследуемого растения.

Таблица 1 – Сравнительный анализ флавоноидного комплекса цветков и стеблей с листьями (в % от общей суммы флавоноидов) при длине волны 360 нм

*Примечание: Процентное содержание рассчитывалось исходя из площадей отдельных пиков и суммарной площади всех хроматографических пиков, принадлежащих флавоноидам.

Идентификацию робинина, кверцетагетина и гликозида кемпферола проводили путем сравнения с результатами, опубликованными в научной литературе [3]. Обнаружено, что преобладающими веществами флавоноидного комплекс цветков и стеблей с листьями эхинацеи пурпурной являются рутин и робинин. Цветки растения содержат гликозид кверцетина, а вегетативные органы включают в свой состав кверцетин.

Выводы. Методом ВЭЖХ идентифицировано шесть флавоноидов в спиртовых экстрактах из сырья эхинацеи пурпурной, произрастающей на территории РБ. Комплексы флавоноидов цветков и стеблей с листьями не имеют значительных отличий, что указывает на однородность химического состава зеленых вегетативных частей и генеративных органов растения. Система анализа, выполненная на основе метода ВЭЖХ, служит для предварительной качественной и количественной оценки флавоноидов эхинацеи пурпурной.

Литература

1.Государственная Фармакопея Республики Беларусь. Т.2. Контроль качества вспомогательных веществ и лекарственного растительного сырья / Центр экспертиз и испытания в здравоохранении // Под общ. ред. А.А. Шерякова. – Молодечно: «Победа». – 2008. – 472 c.

2.Фитохимичекий состав представителей рода эхинацея (Echinacea Moench.) и его фармакологические свойства (обзор) / В.Н. Самородов [и др.] // Химико-фармацевтический журнал. – 1996. – С. 32-37.

3.Mabry, T.I. The systematic identification of flavonoids / T.I. Mabry, K.R. Markhan, M.B. Thomas. – Springer-Verland. – Berlin Heibelberg New York. – 1970.

– 354 p.

670

R.I. Lukashov, D.V. Moiseev

DETERMINATION FLAVONOIDS OF PURPLE CONEFLOWER BY HPLC

Vitebsk state medical university, Vitebsk

Summary

It was detect six flavonoids in alcohol extraction from flores and herd without flores Purple Coneflower by HPLC. Use following chromatographic conditions are presented: analytical columns Zorbax SB 250×4,6 mm, 5 microns with sorbent С-18; a mobile phase 0,01М potassium dihydrophosphate (рН=3,0) and acetonitrile in the ratio 80:20 (v/v); column temperature 30°С. It is established , that complex of flavonoids of flores and herd without flores Purple Coneflower don,t have important distinct.

671