Синтез и исследование композитных материалов на основе яблочного пектина и катионов меди

Автор: Мамедов Э.И., Кольцов В.А., Калмыкова Е.Н.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 2 (96) т.85, 2023 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены результаты синтеза металлокомпозитных материалов на основе яблочного пектина и катионов двухвалентного металла - Cu2+; определения степени этерификации и содержания свободных карбоксильных групп исходного пектина методом кислотно-основного титрования, определения степени включения указанного катиона в полисахаридную макромолекулу методом ИК-спектроскопии, а также фунгицидной активности исходного пектина и медных комплексов в отношении Penicillum sp. По результатам титрования установлено, что яблочный пектин обладает высокой степенью этерификации (СЭ = 50,7 %) и низким содержанием карбоксильных групп (Кс = 2,79 %), что предполагает его низкую желирующую активность. Установлено, что увеличение концентрации соли выше 0,005 г-экв/л. приводит к снижению доли получающегося водорастворимого комплекса. Оптимальное значение концентрации CuSO4·5H2O, при которой образуется наибольшая масса водорастворимого комплекса, составляет 0,005 г-экв/л. По данным ИК-спектроскопии произведен расчет степени замещения катионов натрия на катионы меди, которая составила 18 %. Показано, что исходный яблочный пектин не обладает фунгицидной активностью, в то время как медный комплекс на его основе способен подавлять рост культуры уже при действии 10 мкл вещества, а при увеличении объема до 50 мкл проявляется еще более активная фунгицидная активность медного комплекса.

Еще

Пектин, металлокомплекс, степень замещения, ик-спектроскопия, кислотно-основное титрование, противогрибковая активность

Короткий адрес: https://sciup.org/140303214

IDR: 140303214   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2023-3-247-255

Список литературы Синтез и исследование композитных материалов на основе яблочного пектина и катионов меди

  • Bush P.L. Pectin: Chemical Properties, Uses and Health Benefits. New York: Nova Science Publishers, 2014. 268 р.
  • Kuzmann E., Garg V., Oliveira A., Klencsár Z. et al. Mössbauer study of the effect of pH on Fe valence in iron-polygalacturonate as a medicine for human anaemia // Radiation Physics and Chemistry. 2015. V. 107. P. 195-198.
  • Lara-Espinoza C., Carvajal-Millán E., Balandrán-Quintana R., López-Franco Y. et al. Pectin and Pectin-Based Composite Materials: Beyond Food Texture // Molecules. 2018. V. 23. P. 942.
  • Minzanova S.T., Mironov V.F., Vyshtakalyuk A.B., Tsepaeva O.V. et al. Complexation of pectin with macro - and microelements. Antianemic activity of Na, Fe and Na, Ca, Fe complexes // Carbohydrate Polymers. 2015. V. 134. P. 524-533.
  • Minzanova S.T., Mironov V.F., Mironova L.G., Nemtarev A.V. et al. Synthesis, properties, and antianemic activity of new metal complexes of sodium pectinate with iron and calcium // Russian Chemical Bulletin. 2019. V. 68. № 1. P. 48-54.
  • Minzanova S.T., Mironov V.F., Mironova L.G., Nizameev I.R. et al. Synthesis, properties, and antimicrobial activity of pectin complexes with cobalt and nickel // Chemistry of Natural Compounds. 2016. V. 52. P. 26-31.
  • Мударисова Р.Х., Куковинец О.С., Колесов С.В., Глазырин А.Б. Металлокомплексы низкометоксилированных пектинов с ионами меди(II) // Вестник Башкирского университета. 2021. Т. 26. № 1. C. 40-46.
  • Михеева Л.А., Тры А.В. Выделение пектина из растительного сырья и изучение его некоторых химических свойств // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2013. № 2. С. 53-56.
  • Minzanova S.T., Mironov V.F., Khabibullina A.V., Arkhipova D.M. et al. New metal complexes of citrus pectin with magnesium ions: synthesis, properties, and immunomodulatory activity // Russian Chemical Bulletin, International Edition. 2021. V. 70. № 3. P. 433-443.
  • Xuemei M., Jing J., Yu J., Wang J. et al. Synthesis and Characterization of a Novel Apple Pectin-Fe(III) Complex // ACS Omega. 2021. V. 1. № 2. P. 1391-1399.
  • Nemiwal M., Zhang T., Kumar D. Pectin modified metal nanoparticles and their application in property modification of biosensors // Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2021. V. 2. P. 100164.
  • Al-Muhanna M.K.A., Hileuskaya K.S, Kulikouskaya V.I., Kraskouski A.N. et al. Preparation of stable sols of silver nanoparticles in aqueous pectin solutions and properties of the sols // Colloid Journal. 2015. V. 77. №. 6. P. 683-690.
  • Venkatakrishnan S., Veerappan G., Elamparuthi E., Veerappan A. Aerobic synthesis of biocompatible copper nanoparticles: promising antibacterial agent and catalyst for nitroaromatic reduction and C-N cross coupling reaction // RSC Advances. 2014. V. 4. № 29. P. 15003-15006.
  • Baran T. Pd(0) nanocatalyst stabilized on a novel agar/pectin composite and its catalytic activity in the synthesis of biphenyl compounds by Suzuki-Miyaura cross coupling reaction and reduction of o-nitroaniline // Carbohydrate Polymers. 2018. V. 195. P. 45-52.
  • Qiu W.Y., Wang Y.Y., Wang M., Yan, J.K. Construction, stability, and enhanced antioxidant activity of pectin-decorated selenium nanoparticles // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2018. V. 170. P. 692-700.
  • Pornwilard M-M., Somchue W., Shiowatana J., Siripinyanond A. Flow field-flow fractionation for particle size characterization of selenium nanoparticles incubated in gastrointestinal conditions // Food Research International. 2014. V. 57. P. 203-209.
  • Клебанова Н.А., Тарасова А.В., Седакова В.А., Клебанов А.В. Титриметрическое определение карбоксильных групп продуктов ферментации высоко- и низкоэтерифицированных пектинов // Проблемы устойчивого развития регионов Республики Беларусь и сопредельных стран: сборник научных статей XI Международной научно-практической интернет-конференции. Могилев, 2022. С. 5-8.
  • Минзанова С.Т., Архипова Д.М., Хабибуллина А.В., Миронова Л.Г. и др. Получение новых металлокомплексов пектината натрия с ионами кобальта и никеля и их антимикробная активность // Доклады академии наук. 2019. Т. 487. № 5. С. 511-514.
  • Wu X., Mort A. Structure of a Rhamnogalacturonan Fragment from Apple Pectin: Implications for Pectin Architecture // International Journal of Carbohydrate Chemistry. 2014. P. 1-6.
  • Миронов В.Ф., Карасева А.Н., Цепаева О.В., Выштакалюк А.Б. и др. Некоторые новые аспекты комплексообразования пектиновых полисахаридов с катионами dметаллов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2003. № 3. C.45-50.
  • Gupta M., Mahajan V., Mehta K., Chauhan P. Zinc Therapy in Dermatology: A Review // Dermatology Research and Practice. 2014. P. 1-12.
  • Миронов В.Ф., Карасева А.Н., Выштакалюк А.Б., Минзанова С.Т. и др. Водорастворимые цинк- и никельсодержащие металлокомплексы пектиновых полисахаридов. Биологическая активность цинковых металлокомплексов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2004. Т. 5. № 3. С. 36-38.
Еще
Статья научная