Объемные эффекты при взаимодействии L-гистидина с изомерами пиридинмонокарбоновой кислоты в водном буферном растворе

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом денсиметрии изучено взаимодействие L-гистидина (His) с никотиновой (NA), изоникотиновой (INA) и пиколиновой (PA) кислотами в водном буферном растворе при изменении температуры от 288.15 К до 313.15 К. Используя полученные данные по плотности, определены кажущиеся молярные объемы и предельные кажущиеся молярные объемы изомеров пиридинмонокарбоновой кислоты (PyCOOH) при бесконечном разбавлении и их производные по температуре в буферном растворе, содержащем аминокислоту. В отличие от линейных концентрационных зависимостей кажущегося молярного объема изомеров PyCOOH в буферном растворе, для тройных систем (PyCOOH – His – буфер) эти зависимости носят нелинейный характер, что предполагает образование молекулярного комплекса между растворенными веществами. Определены предельные кажущиеся молярные расширяемости и их производные по температуре, значения которых свидетельствуют об увеличении упорядоченности растворителя при добавлении аминокислоты к раствору PyCOOH в буфере в ряду изомеров PA → NA → INA. Показано, что предельные кажущиеся молярные объемы переноса PyCOOH из буфера в буферный раствор, содержащий His, имеют положительные значения и возрастают в изученном интервале температур. Полученные результаты обсуждены на основе преобладающих типов молекулярных взаимодействий между растворенным веществом и растворителем с использованием модели Гэрни.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Ю. Тюнина

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН

Author for correspondence.
Email: tey@isc-ras.ru
Russian Federation, 153045, Иваново

Г. Н. Тарасова

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН

Email: tey@isc-ras.ru
Russian Federation, 153045, Иваново

И. Н. Межевой

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН

Email: tey@isc-ras.ru
Russian Federation, 153045, Иваново

Д. Р. Ставнова

Ивановский государственный университет и др.

Email: tey@isc-ras.ru
Russian Federation, 153025, Иваново

References

  1. Ramesh G., Reddy B.V. // J. Mol. Struct. 2018. V. 1160. P. 271.
  2. Gille A., Bodor E.T., Ahmed K. et al. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2008. V. 48. P. 79.
  3. Zhang Y. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2005. V. 45. P. 529.
  4. Zolin V.F., Puntus L.N., Tsaryuk V.I. et al. // J. Alloys Comp. 2004. V. 380. P. 279.
  5. Seifriz I., Konzen M., Paula M.M.S. et al. // J. Inorg. Biochem. 1999. V. 76. P. 153.
  6. Li W., Wang X.-L., Song X.-Y. et al. // J. Mol. Struct. 2008. V. 885. P. 1.
  7. Lee S.M., Ryu S.K., Jung C.H. et al. // Carbon 2002. V. 40. P. 329.
  8. Westermark K., Rensmo H., Lees A.C. et al. // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. P. 10108.
  9. Shohayeb S.M., Mohamed R.G., Moustafa H. et al. // J. Mol. Struct. 2016. V. 1119. P. 442.
  10. Terekhova I.V., De Lisi R., Lazzara G. et al. // J. Therm. Anal. Cal. 2008. V. 92. P. 285.
  11. Tyunina E. Yu., Krutova O.N., Lytkin A.I. et al. // J. Chem. Thermodynamics 2022. V. 171. P. 106809.
  12. Tyunina E. Yu., Krutova O.N., Lytkin A.I. // Thermochimica Acta 2020. V. 690. P. 178704.
  13. Gamov G.A., Kiselev A.N., Alexsandriiskii V.V. et al. // J. Mol. Liq. 2017. V. 242. P. 1148.
  14. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И., Зурабян С.Э. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 2010. 416 с. [Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I., Zurabayn S.A. Bioorganic Chemistry. Moscow: Prosveshenie, 2010]
  15. Chemistry and biochemistry of the amino acids. / Ed. By G.C. Barret, Chapman and Hall, London-N.Y.; 1985.
  16. Schneider F. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1978. V. 17. P. 583. doi: 10.1002/anie.197805831
  17. Чернова Р.К., Варыгина О.В., Березкина Н.С. // Изв. Саратовского ун-та. Нов. Сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15. № 4. С. 15. doi: 10.18500/1816-9775-2015-15-4-15-21.
  18. Tyunina E. Yu., Mezhevoi I.N., Stavnova A.A. // J. Chem. Thermodynamics. 2021. V. 161. P. 106552.
  19. Баделин В.Г., Тарасова Г.Н., Тюнина Е.Ю. и др. // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 8. С. 10–16. [Badelin V.G., Tarasova G.N., Tyunina E. Yu.et al. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N8. P. 10.]
  20. Han F., Chalikian T.V. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 7219. doi: 10.1021/ja030068p
  21. Gurney R.W. Ionic Processes in Solution. New York: McGraw Hill, 1953.
  22. Tyunina E. Yu., Badelin V.G., Mezhevoi I.N. // J. Chem. Thermodynamics. 2019. V. 131. P. 40
  23. Тюнина Е.Ю., Баделин В.Г., Курицына А.А. // Журн. физ. химии. 2020. Том 94. № 4. С. 557. [Tyunina E. Yu., Badelin V.G., Kuritsyna A.A. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. Vol. 94. No.4. P. 557.]
  24. Lytkin A.I., Badelin V.G., Krutova O.N. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2019. V. 89. P. 2235.
  25. Харнед Г., Оуэн Б. Физическая химия растворов электролитов. М.: изд-во ИЛ, 1952 [H.S. Harned, B.B. Owen. The physical chemistry of electrolytic solutions. New York, 1950]
  26. Теоретические и экспериментальные методы химии растворов (Проблемы химии растворов) / отв. ред. А.Ю. Цивадзе. М.: Проспект, 2011. 688 с.
  27. Rani R., Rajput Sh., Sharma K. et al. // Mol. Physics 2022. V. 120. P. e1992029. https://doi.org/10.1080/00268976.2021.1992029
  28. Tyunina E. Yu., Tarasova G.N. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2024. V. 98. № 3. В печати.
  29. Zielenkiewicz W., Pietraszkiewicz O., Wszelaka-Rylic M. et al. // J. Solution Chem. 1998. V. 27. P. 121.
  30. Terekhova I.V., Kulikov O.V. // Mendeleev Comm. 2002. V. 12. P. 111. https://doi.org/10.1070/MC2002v012n03ABEH001571
  31. Jamal M.A., Khosa M.K., Rashad M. et al. // Food Chem. 2014. V. 146. P. 460. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.09.076
  32. Kumar H., Behal I. // J. Chem. Eng. Data. 2016. V. 61. P. 3740. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00168
  33. Arsule A.D., Sawale R.T., Kalyankar T.M. et al. // J. Solution Chem. 2020. V. 49. P. 83. https://doi.org/10.1007/s10953-019-00945-4
  34. Тюнина Е.Ю., Тарасова Г.Н., Дунаева В.В. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 1. С. 76. [Tyunina E. Yu., Tarasova G.N., Dunaeva V.V. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. P. 98.]
  35. Nain A.K. // J. Mol. Liq. 2020. V. 315. P. 113736. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113736
  36. Gupta J., Nain A.K. // J. Chem. Thermodynamics 2019. V. 135. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.jct.2019.03.011
  37. Warmi´nska D., Kloskowski A. // J. Chem. Thermodynamics 2023. V. 187. P. 107148. https://doi.org/10.1016/j.jct.2023.107148
  38. Franks F. Water: A comprehensive treatise. V. 3. New York: Plenum Press., 1973.
  39. Tyunina E. Yu., Badelin V.G., Mezhevoi I.N. et al. // J. Mol. Liq. 2015. V. 211. P. 494.
  40. Баделин В.Г., Тюнина Е.Ю., Межевой И.Н. и др. // Журн. физ. химии. 2015. Том 89. № 12. С. 1884. [Badeline V.G., Tyunina E. Yu., Mezhevoi I.N.et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2015. V. 89. P. 2229.]
  41. Тюнина Е.Ю., Баделин В.Г., Тарасова Г.Н. // Журн. физ. химии. 2015. Т. 89. № 9. С. 1407. [Tyunina E. Yu., Badelin V.G., Tarasova G.N. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2015. V. 89. P. 1595].
  42. Parmar M.L., Banyal D.S. // Indian J. Chem. 2005. V. 44A. P. 1582.
  43. Roy M.N., Sarkar K., Sinha A. // J. Solution Chem. 2014. V. 43. P. 2212. doi: 10.1007/s10953-014-0267-z
  44. Millero F.J. in: Structure and Transport Processes in Water and Aqueous Solutions, edited by R.A. Horne (Wiley Interscience, New York) 1971. Chap. 15., p. 622.
  45. Sarkar A., Pahaman H., Singha U.K. et al. // Indian J. Adv. Chem. Sci. 2017. V. 5(4). P. 230.
  46. Dhondge S.S., Zodape S.P., Parwate D.V. // J. Chem. Thermodynamics. 2012. V. 48. P. 207.
  47. Gardas R.L., Dagade D.H., Coutinho J.A.P. et al. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. P. 3380.
  48. Hepler L.G. // Can. J. Chem. 1969. V. 47. P. 4613.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structure of the studied compounds.

Download (3KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concentration dependences of apparent molar volumes (Vϕ) of nicotinic acid in an aqueous buffer solution of L-histidine at temperatures: 288.15 (1), 298.15 (2), 303.15 (3), 308.15 (4), 313.15 K (5); mHis=0.0125±0.002 mol⋅kg–1.

Download (13KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentration dependences of apparent molar volumes (Vϕ) of picolinic (a) and isonicotinic (b) acids in an aqueous buffer solution of L-histidine at temperatures: 288.15 (1), 293.15 (2), 298.15 (3), 303.15 (4), 308.15 (5), 313.15 K (6); mHis=0.0127±0.002 mol⋅kg–1.

Download (33KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Temperature dependences of the limiting apparent molar volumes ϕVo of pyridinecarboxylic acid isomers in a buffer solution (pH 7.4) containing L-histidine: PA – His – buffer (1), INA – His – buffer (2), NA – His – buffer (3).

Download (12KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences