Физико-химические процессы на границе раздела металлическая платина — растворы аминокислот и пептидов
Диссертация
Установлено, что электроокисление метионина на платине протекает по разным схемам для разных рН раствора. На основании полученных кинетических данных предложен механизм окисления метионина в кислых растворах, включающий разрыв углеродной цепи молекулы и образование активных радикальных частиц, что также приводит к ускорению анодного растворения платины в этих условиях. Получены данные… Читать ещё >
Содержание
- ЛИСТ СОКРАЩЕНИЙ И СТРУКТУРНЫХ ФОРМУЛ
- ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Некоторые аспекты проблемы переработки платиновых металлов и их концентратов
- 1. 2. Основные физико-химические свойства аминокислот и пептидов в системах, содержащих растворенную платину
- 1. 3. Электрохимические взаимодействия на границе раздела платиновый электрод — растворы биоорганических веществ
- 1. 3. 1. Электрохимические свойства платинового электрода
- 1. 3. 2. Особенности взаимодействия органических соединений с поверхностью платинового электрода
- 1. 3. 3. Электрохимическое поведение аминокислот на различных электродных материалах
- 1. 3. 4. Электрохимическое поведение аминокислот на платине
- 1. 4. Цели и задачи исследования
- ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Метод циклической вольтамперометрии
- 2. 2. Метод вращающегося дискового электрода
- 2. 3. Аналитические методы
- 2. 3. 1. Метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
- 2. 3. 2. Метод атомно-абсорбционной спектрометрии
- 2. 4. Электрохимические ячейки и электроды
- 2. 5. Реактивы и приготовление растворов
- ГЛАВА 3. АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ ПЛАТИНЫ В РАСТВОРАХ НЕКОТОРЫХ АМИНОКИСЛОТ
- 3. 1. Вольтамперометрическое тестирование аминокислот
- 3. 2. Ускорение анодного растворения платины в присутствии 60 некоторых серосодержащих и гетероциклических аминокислот
- ГЛАВА 4. АДСОРБЦИЯ АМИНОКИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОД- 68 НЫХ НА ПЛАТИНОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ
- 4. 1. Адсорбция цистеина и цистеилглицина
- 4. 2. Адсорбция метионина и гетероциклических аминокислот
- ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ НА ПЛАТИНЕ
- 5. 1. Окисление цистеина
- 5. 2. Окисление метионина и гетероциклических аминокислот
- ГЛАВА 6. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИЗМА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АМИНОКИСЛОТ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ПЛАТИНОВОГО ЭЛЕКТРОДА ПРИ АНОДНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
- 6. 1. Адсорбция серосодержащих и гетероциклических аминокислот на платине
- 6. 2. Электрохимические процессы, протекающие при потенциалах электроокисления аминокислот
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Масленицкий И.Н., Чугаев Л. В. Металлургия благородных металлов.- М.: Металлургия, 1972, — 368 С.
- Башмаков В.И., Симанова С. А., Трошина О. Н. Нетрадиционный способ вскрытия порошков рутения и родия и их концентратов// 2-й Междун. симпозиум «Проблемы комплексного использования руд»: Тез.докл.-Санкт-Петербург, 1996, — С. 269.
- Wang X., Jang М., Liu Y. A new process for separating and purifying rhodium and iridium from concentrate liquors// Proc. 1st Int. Conf. Hydromet., Beijing, 1988: ICHM'88.- Beijing, Oxford ets., 1989, — C.279.
- Корыта И. Ионы, электроды, мембраны.- М.: Мир, 1983.- С.62−69.
- Hou W., Wang E. Liquid chromatography with electrocatalytic detection of cysteine, N-acetil-cysteine and glutathione by a prussian blue film-modified electrode// J. Electroanal. Chem., 1991, — V. 316, — P.155−163.
- Фриман Г. К. Комплексы металлов с аминокислотами и пептидами
- Неорганическая биохимия /под ред. Эйхгорна Г.- М.: Мир, 1978.- Т. 1, — С. 151 204.
- Гринштейн Дж., Винниц М. Химия аминокислот и пептидов.- М.: Мир, 1965.821 С.
- Appleton T.G., Trevor G. Donor atom preferences in complexes of platinum and palladium with amino acids and related molecules// Coord. Chem. Rev., 1997.-V.166.-P. 313−359
- Iakovidis A., Hadjiliadis N. Complex compounds of platinum (II) and (IV) with amino acids, peptides and their derivatives //Coord. Chem. Rev., 1994.-V. 135/136.-P. 17−63.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику.- М.: Высш. шк., 1983.- 400 С. кФиошин М.Я., Смирнов М. Г. Электросинтез окислителей и восстановителей.-Л.: Химия, 1981,-212 С.
- Pletcher D., Sotiropoulos S. Hydrogen adsorption-desorption and oxide formation-reduction on polycrystalline platinum in unbuffered aqueous solutions // J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1994, — V. 90, — P. 3663−3668.
- Электродные процессы в растворах органических соединений /Под ред. Дамаскина Б.Б.- М.: Изд-во МГУ, 1985, — 250 С.
- Yang Yi-Fu, Denuault G. Scanning electrochemical microscopy (SECM): study of the adsorption and desorption of hydrogen on platinum electrodes in Na2S04 solution (pH = 7) //J. Electroanal. Chem., 1996.- V. 418.- P. 99−107.
- Kita H., Gao J., Je S., Shimazu K. Different routes in the forward and backward occurrences of the hydrogen electrode reaction on Pt single crystal electrodes in acid solution//Bull. J. Chem. Soc. Jap., 1993.- V. 66, — P. 2877−2882.
- Громыко В. А., Васильев Ю. Б. Анализ сложного характера потенциодинамической кривой окисления поверхности платинового электрода// Электрохимия, 1984.- Т. 20.- С. 1594−1601.
- З.Тюрин Ю. М., Володин Г. Ф., Четырбок JI.H. Кинетика и механизм восстановления полислоев кислорода на платине //Электрохимия, 1994.Т. 30.-С. 45−50.
- Чемоданов А.Н., Колотыркин Я. М., Домбровский М. А. Исследование процесса растворения платины в кислых электролитах при различных поляризациях с применением радиохимического метода //Электрохимия, 1970.- Т. 6.- С. 460 467.
- Баталова Ю.В., Смирнова Л. А., Володин Г. Ф., Тюрин Ю. М. Условия дифференциализации и кинетика восстановления различных окислов, образующихся на платиновом аноде при ср > 1,5 В (по ОВЭ)// Электрохимия, 1975.- Т.П.-С.1276−1279.
- Ханова Л.А., Касаткин Э. В., Веселовский В. И. Исследование процессаанодного удаления хемосорбированного на платине кислорода с помощью изотопа 180 // Электрохимия, 1974.- Т. 10.- С. 800−809.
- Громыко В.А., Васильев Ю. Б. Адсорбция и абсорбция кислорода на платине и влияние состояния поверхности электрода на разделение этих процессов // Электрохимия, 1984, — Т.20, — С. 1334−1341.
- Тюрин Ю.М., Четырбок J1.H., Володин Г. Ф., Батталова Ю. В. Энергетический спектр и взаимосвязь различных кислородных слоев на платиновом аноде при высоких положительных потенциалах //Электрохимия, 1994.- Т.30.- С. 13 251 332.
- З.Тюрин Ю. М., Наумов В. Н., Галкин A. JL, Изотова В. В. Заряженные и незаряженные анодные пленки на платине в растворах соляной кислоты и их роль в реакциях выделения хлора и кислорода //Электрохимия, 1990.- Т. 26.- С. 1324−1330.
- Тюрин Ю.М., Галкин A.JI. Возникновение разрушение диссипативных структур в хемосорбционных слоях на платиновом аноде в солянокислых растворах //Электрохимия, 1994.- Т. 30, — С.1196−1201.
- Kita Н., Gao J., Ohnishi К. Effects of adsorbed bisulfate ion, adsorbed hydrogen and surface structure on the oxygen reduction at platinum single crystal electrodes //Chem.Lett., 1994,-№ 1.-P.73−76.
- Zinola C.F., Ariva A.J., Estiu G.L., Castro E.A. A quantium chemical approach to the influence of platinum structure on the oxygen electroreduction reaction // J.Phys.Chem., 1994, — V. 98, — P. 7566−7576.
- Фрумкин A.H. О зависимости адсорбции органических веществ от потенциала на металлах, адсорбирующих водород //Докл. АН СССР, 1964.-Т.154.- С. 14 321 433.
- Багоцкий B.C. Основы электрохимии.- М.: Химия, 1998, — 253 С. 7. Чемоданов А. Н., Колотыркин Я. М., Домбровский М. А., Кудрявина Т.В.
- Растворение гладкой платины при поляризации в кислых растворах //Докл. АН СССР, 1966,-Т. 171.- С.1384−1390.
- S.Robblee L. S., McHardy J., Marston J. M., Brummer S. B. Electrical stimulation with platinum electrodes. V. The effect of protein on platinum dissolution // Biomaterials, 1980, — V. l.-P. 135−139.
- Андреев В.Н., Шлепаков А. В. О природе продуктов адсорбции нафталина на платинированном платиновом электроде //Электрохимия, 1989.- Т. 25.- С.538−542.
- Reynaud J.A., Malfoy В., Canesson J. Electrochemical investigation of amino acids at solid electrodes. 1. Sulfur components: cystine, cysteine, methionine //J.Electroanal. Chem., 1980.-V.l 14.-P.195−211.
- Horanyi G., Orlov S.B. Radiotracer study of the adsorption of the adsorption of amino compounds at a smooth gold electrode //J.Electroanal.Chem., 1991.- V.309.-P.239−249.
- Сафронов А.Ю., Кашевский A.B., Серышева H.B., Черняк А. С. Адсорбция на юлотом электроде серосодержащих аминокислот и пептидов // Электрохимия, 1993.- Т.29.- С.858−863.
- Malfoy В., Reynaud J.A. Electrochemical investigation of amino acids containing no >ulfur atoms: tryptophan, tyrosin, histidin and derivatives //J. Electroanal. Chem., 1980.-V. 114.- P.213−223.
- Сафронов А. Ю., Александрова J1. Р., Черных С. Г., Черняк А.С.
- Электрохимические явления на границе раздела золотой электрод/раствор триптофана //Электрохимия, 1991.-Т. 27.-С.648−654.
- Худякова Р.В., Солошко С. В., Сафронов А. Ю. Электрохимическое поведение гистидина на золоте // Электрохимия, 1997.- Т.ЗЗ.- С. 1165−1171.
- Сафронов А.Ю., Тарасевич М. Р., Богдановская В. А., Черняк А. С. Электроокисление глицилглицина, гистидина и цистеина на золотом электроде // Электрохимия, 1983, — Т. 19, — С.423−426.
- S.Bogdanovskaya V.A., Safronov A.Yu., Tarasevich M.R., Chernyak A.S. Adsorption and anodic oxidation of glycilglycine and some amino acids on a gold electrode // J.Electroanal.Chem., 1986, — V.202.- P. 147−167.
- ЛБабичев Ф.С., Ковтуненко B.A. Химияизоиндола.- Киев: Наук, думка.- 1983.- 81 С.
- Тарасевич М.Р., Сафронов А. Ю., Черняк А. С., Богдановская В. А. Электрохимическое поведение некоторых аминокислот и пептидов на золоте. Адсорбция глицилглицина на золотом электроде // Электрохимия, 1983.- Т. 19.-С.167−173.
- Сафронов А.Ю., Белоусова О. В., Богдановская В. А., Тарасевич М. Р., Черняк А. С. Электрохимическое поведение триглицина на золоте // Электрохимия, 1993, — Т.29.- С.521−523.
- Hampson N.A., Lee J.B., McDonald K.J. Oxidation involving silver. Part VIII. A study of the oxidation of a-amino acids at silver electrodes //J.Chem.Soc., 1970.- № 9.- P.1766−1769.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А. Основы теоретической электрохимии.- М.: Высш.шк., 1978, — 236 С,
- Основы электрохимии/ под ред. Багоцкого B.C.- М.: Химия, 1988.- 389 С. I. Органическая электрохимия/ под ред. Бейзера М. и Лунда X.- М.: Химия, 1988.-469 С.
- Vodrazka J., Stibor J., Janda M. Electrochemie aminokyselin// Chemike lysty., 1984.-V.78.-P.803−833.
- Marangoni D.G., Ian G.N., Wylie, Roscoe S.G. Surface electrochemistry of the oxidation reactions of a- and 3-alanine at a platinum electrode //Bioelectrochem. and Bioenerg., 1991.-V.25, — P.269−284.
- Davis D.G., Bianco E. An electrochemical study of the oxidation of L-cysteine 7J.Electroanal.Chem., 1966, — V.12.- P.254−260.
- Pradac J., Koryta J. Electrode processes of the sulfhydril-disulfide system. 1. Cystine at a platinum electrode// J.Electroanal.Chem., 1968.- V.17.- P. 167−175.
- Koryta J., Pradac J. Electrode processes of the sulfhydril-disulfide system. 3. Cysteine at a platinum and gold electrodes// J.Electroanal.Chem., 1968, — V.17.-P.185−189.
- James Z., Malysheva Zh., Koryta J., Pradac J. A contribution to the voltammetric study of cystine and cysteine at platinum electrode in 0.5 M H2S04// J.Electroanal.Chem., 1975, — V.65.- P.573−586.
- Durliat H., Comtat M. Adsorption of L (+)-lacticodehydrogenase from aerobic jeast on a platinum electrode //J.Electroanal.Chem., 1978, — V.89.- P.221−229.
- З.Сафонова Т. Я., Хидиров Ш. Ш., Петрий O.A. Адсорбция и электроокисление некоторых аминокислот, содержащих гидроксильную группу, на Pt/Pt электроде //Электрохимия, 1984.- Т.20.- С. 1666−1669.
- Huerta F., Morallon E., Vazquez J. L., Perez J. M., Aldaz A. Electrochemical behavior of amino acids on Pt (hkl). A voltammetric and in situ FTIR study. Part III. Glycine on Pt (100) and Pt (l 10)//J. Electroanal. Chem., 1998.- V. 445, — P.155−164.
- Huerta F., Morallon E., Cases F., Vazquez J. L., Aldaz A. Irreversible adsorption of alanine and serine on Pt (lll) in acid medium // Port. Electrochim. Acta., 1995.-V. 13, — P.377−381.
- Horanyi G., Rizmayer E.M. Study of the adsorption of y-amino buturic acid onplatinized platinum electrodes by tracer methods //J.Electroanal.Chem., 1977.- V.80.-P.401−403.
- Horanyi G. Radiotracer study of the potential dependents of the adsorption of L-methionine at a platinized platinum electrode //J.Electroanal. Chem., 1990.- V. 280.-P.425−427.
- Плесков Ю.В., Филиновский В. Ю. Вращающийся дисковый электрод. М.: Наука, 1972, — 344 С.
- Yu V. Y., Akimasa М. Simultaneous determination of ruthenium, palladium, iridium, and platinum at ultratrace levels by isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry in geological samples // Anal.Chem., 1996.- V.68.-P.1444−1450.
- Stallard М., Koide М., Coldbery E.D. Determination of Pt and Ir in marine waters, sediments and organisms //J.Anal.Chem., 1986.- V.58.- P.616−620.
- Левина Г. Д., Колосова Г. М., Васильев Ю. Б. Механизм и основные закономерности адсорбции фенола на платине // Электрохимия, 1976.-Т. 12.-С.1829−1832.
- Проблемы электрокатализа/ отв.ред. Багоцкий B.C.// М.: Наука, 1982.- С. 56.
- Петрий O.A., Пшеничников А. Г. Проблемы электрокатализа. М.: Наука, 1980.-С.41.
- Дамаскин Б.Б., Казаринов В. Е. Двойной слой и электродная кинетика. М.: Наука, 1987,-С.82.
- О.Фрумкин А. Н. Потенциалы нулевого заряда. М.: Наука, 1982.- С. 60. 'Л.Нонхибел Д., Уолтон Дж. Химия свободных радикалов.- М.: Мир, 1977.-С.393.240 220 200 180 1601. R aw 140С0 120 и nt 100 I80 eo40 20 0.00
- Рис.П. 1. Масс-спектр фонового раствора (pH 2,0), не подвергавшегося электролизу240 220 200 180 1601. R аw 140 С0 120 и пt 1001во so40 20 0.00
- Рис. П. 2. Масс-спектр фонового раствора (рН 2,0) после 30 мин электролиза при потенциале 1,4 В.
- Рис.П.З. Масс-спектр стандартного раствора платины, CPt= 0,26 ppb240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0.00
- Рис. П. 4. Масс-спектр 10"2 М раствора цистеина в фоновом растворе (рН 2,0), тосле 30 мин электролиза при потенциале 1,4 В.2
- Рис. П. 5. Масс-спектр 10″ М раствора гистидина в фоновом растворе (рН 2,0) после 30 мин электролиза при потенциале 1,6 В. гт 220 200 ISO 1601. R 8w 140С1. О 120 и пt 100 t80 во4020 0.00
- Рис. П. 6. Масс-спектр 10"2 М раствора триптофана в фоновом растворе (pH 2,0) после 30 мин электролиза при потенциале 1,4 В.