IN SITU СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХФАЗНЫХ ГИБРИДНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ β-ЦИКЛОДЕКСТРИН/ЦЕЛЛЮЛОЗА МЕТОДАМИ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОСКОПИИ
УДК 547.458.81:54.056
Аннотация
Двухфазные гибридные гидрогели порошковой (ПЦ) и/или микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) и биологически активного природного циклического олигосахарида β-циклодекстрина (β-ЦД) были получены путем совмещения компонентов в одном растворителе N,N-диметилацетамид/LiCl и регенерации гидрогелей из растворов. Гибридные гидрогели целлюлоза/β-циклодекстрин (МКЦ/β-ЦД) впервые синтезированы без применения кросс-агентов и/или других компонентов, способствующих гелеобразованию, без применения осадителей, антирастворителей и в атмосферных условиях. Свойства композитов зависели от вида порошковой целлюлозы и метода совмещения компонентов. Оптимальным методом получены композитные гидрогели при совмещении раствора ПЦ 1–3 масс.% концентрации в ДМАА/LiCl с последующим добавлением порошка β-ЦД. Водоудерживающая способность гидрогеля МКЦ/β-ЦД составляла 48.8 г·г-1, гидрогелей лиственной или льняной ПЦ/β-ЦД 62.9 и 55.5 г·г-1 соответственно. Морфологию гибридных гелей характеризовали методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), функциональный состав – с помощью ИК-Фурье-спектроскопии. Показано, что гидрогели представляют собой двухфазные взаимопроникающие системы, взаимодействующие на границе раздела фаз. Обе фазы сосуществуют в виде монолитного агломерата, дополнительно стабилизированного водородными связями. Каждая фаза имеет индивидуальную форму и морфологическую структуру. Результаты позволяют прогнозировать использование целлюлозосодержащих материалов, в том числе отходов, в создании новых гибридных композитов.
Скачивания
Metrics
Литература
Kotel'nikova N.Ye. Adsorbtsionno-khimicheskaya modifikatsiya tsellyulozy biologicheski aktivnymi veshchestvami: dis... dokt. khim. nauk. [Adsorption-chemical modification of cellulose with biologically active substances: dis... doc. chem. Sci.]. St. Petersburg, 2001, 303 p. (in Russ.).
Cellulose composites: processing and characterization, ed. P.K. Rakesh, J.P. Davim. Berlin; Boston, 2023, 181 p. DOI: 10.1515/9783110768787.
Cellulose and cellulose composites: modification, characterization and applications, ed. M.I.H. Mondal. New York, 2015, 579 p.
Hubbe M.A., Rojas O.J., Lucia L.A., Sain M. BioResources, 2008, vol. 3, pp. 929–980. DOI: 10.15376/biores.3.3.929-980.
Freire C.S., Silvestre A.J., Gandini A., Neto C.P. O PAPEL, 2011, vol. 72, pp. 91–96.
Wicklein B., Salazar-Alvarez G. Journal of materials chemistry A, 2013, vol. 1, pp. 5469–5478. DOI: 10.1039/c3ta01690k.
Duan J., Zhang X., Jiang J., Han C., Yang J. et al. Journal of nanomaterials, 2014, pp. 1–7. DOI: 10.1155/2014/312696.
Kapustin M.A., Chubarova A.S., Golovach T.N., Tsygankov V.G., Bondarchuk A.M., Kurchenko V.P. Trudy BGU, 2016, no. 11, pp. 73–100. (in Russ.).
Dodziuk H. Cyclodextrins and their complexes: chemistry, analytical methods, applications. Wheinheim, 2006.
Novosolova N.V. Osobennosti povedeniya β-tsiklodekstrinov v vodnykh rastvorakh i ikh vzaimodeystviye s vi-taminami i poverkhnostno-aktivnymi veshchestvami: avtoref. dis. ... kand. khim. nauk. [Features of the behavior of β-cyclodextrins in aqueous solutions and their interaction with vitamins and surfactants: abstract of thesis. dis. ...cand. chem. Sci.]. Moscow, 2005, 155 p. (in Russ.).
Kedik S.A., Panov A.V., Tyukova V.S., Zolotareva M.S. Razrabotka i registratsiya lekarstvennykh sredstv, 2016, no. 3, pp. 68–75. (in Russ.).
Yu Y., Li J., Sun Y., Liang Q., Peng X. et al. Petroleum Science, 2008, vol. 5, pp. 263–268. DOI: 10.1007/s12182-008-0044-y.
Shipilov D.A. Novyye proizvodnyye β-tsiklodekstrina kak potentsial'nyye nositeli lekarstvennykh sredstv. Osobennosti sinteza i farmakologicheskogo deystviya: diss. ... kand. khim. nauk. [New β-cyclodextrin derivatives as potential drug carriers. Features of synthesis and pharmacological action: dissertation. ...cand. chem. Sci.]. Moscow, 2018. (in Russ.).
Uekama K., Hirayama F., Irie T. Chem. Rev., 1998, vol. 98, pp. 2045–2076. DOI: 10.1021/cr970025p.
Oliveira V. da S., Silva C.C., de Freitas Oliveira J.W., da Silva M. de S., Ferreira P.G. et al. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2023, vol. 81, 104229. DOI: 10.1016/j.jddst.2023.104229.
Naeem A., Yu C., Zang Z., Zhu W., Deng X., Guan Y. Antioxidants, 2023, vol. 12, 552. DOI: 10.3390/antiox12030552.
Zhang F., Wu W., Sharma S., Tong G., Deng Y. BioResources, 2015, vol. 10, pp. 7555–7568. DOI: 10.15376/biores.10.4.7555-7568.
Crini G. Dyes and Pigments, 2008, vol. 77, pp. 415–426. DOI: 10.1016/j.dyepig.2007.07.001.
Ghemati D., Aliouche D. MSF, 2009, vol. 609, pp. 287–291. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.609.287.
Cova T.F., Murtinho D., Pais A.A.C.C., Valente A.J.M. Frontiers in Chemistry, 2018, vol. 6. DOI: 10.3389/fchem.2018.00271.
Desmet G. Functionalization of cotton-cellulose via high energy irradiation initiated grafting and cyclodextrin immobi-lization: master’s thesis. Budapest, Hungary, 2010.
Jia H., Schmitz D., Ott A., Pich A., Lu Y. Journal of materials chemistry A, 2015, vol. 3, pp. 6187–6195. DOI: 10.1039/c5ta00197h.
Medronho B., Duarte H., Alves L., Antunes F.E., Romano A., Valente A.J.M. Carbohydrate Polymers, 2016, vol. 140, pp. 136–143. DOI: 10.1016/j.carbpol.2015.12.026.
Del Valle L.J., Díaz A., Puiggalí J. Gels, 2017, vol. 3, 27. DOI: 10.3390/gels3030027.
Gurarslan A., Joijode A., Shen J., Narayanan G., Antony G.J. et al. Polymers, 2017, vol. 9, 673. DOI: 10.3390/polym9120673.
Zhang L., Zhou J., Zhang L. Carbohydrate Polymers, 2013, vol. 94, pp. 386–393. DOI: 10.1016/j.carbpol.2012.12.077.
Kotel'nikova N.Ye., Mikhailidi A.M., Martakova Yu.V. Vysokomolekulyarnyye soyedineniya (seriya A), 2017, vol. 59, pp. 76–87. DOI: 10.7868/s2308112017010084. (in Russ.).
Shcherbakova T.P., Kotel'nikova N.Ye., Bykhovtsova Yu.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2012, no. 2, pp. 5–14. (in Russ.).
Mikhailidi A., Kotelnikova N., Riabov S., Saprikina N., Vlasova E. Sbornik mat. VI Mezhdunar. konf. «Fizikokhimiya rastitel'nykh polimerov». [Collection of mats. VI Int. conf. "Physicochemistry of plant polymers"]. Arkhangel'sk, 2015, pp. 238–241.
Fengel D., Wegener G. Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. Berlin; New York, 2011, 626 p.
Aleshina L.A., Glazkova S.V., Lugovskaya L.A., Podoynikova M.V., Fofanov A.D., Silina Ye.V. Khimiya ras-titel'nogo syr'ya, 2001, no. 1, pp. 5–36. (in Russ.).
Chatjigakis A.K., Donze C., Coleman A.W., Cardot P. Anal. Chem., 1992, vol. 64, pp. 1632–1634. DOI: 10.1021/ac00038a022.
Rachmawati H., Edityaningrum C.A., Mauludin R. AAPS PharmSciTech, 2013, vol. 14, pp. 1303–1312. DOI: 10.1208/s12249-013-0023-5.
Bratu I., Hernanz A., Gavira J.M., Bora G. Romanian journal of physics, 2005, vol. 50, pp. 1063–1069.
Fengel D. Holzforschung, 1992, vol. 46, pp. 283–288. DOI: 10.1515/hfsg.1992.46.4.283.
Copyright (c) 2023 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
