Введение к работе
Актуальность работы. Основным свойством синтетических (краун-эфиры, криптанды) и природных (циклодекстрины) макроциклических лиган-дов, определяющим их практическое применение, является способность с высокой селективностью образовывать комплексы типа «хозяин-гость» с различными заряженными частицами и нейтральными молекулами. Комплексообра-зование определяется принципом комплементарное и обусловлено возникновением нескольких невалентных связей, приводящих к формированию устойчивых и вместе с тем гибко изменяющих свое строение молекулярных комплексов. Именно сочетание прочности и способности к быстрым и обратимым изменениям - характерное свойство всех биологических структур (например, белков, ферментов, переносчиков частиц).
В связи с этим, физико-химическое изучение взаимодействий макроциклических соединений различной природы и строения (эфир 18-краун-6, крип-танд [222], а- и Р-циклодекстрины) с биомолекулами разносторонней физиологической активности является актуальным как с точки зрения развития фундаментальной химии, так и приоритетных направлений биохимии, биотехнологии, фармакологии. Экспериментальные данные по тепловым и объемным эффектам взаимодействия макроциклов с молекулами аминокислот и пептидов открывают возможности для расширения представлений о протекании биохимических процессов (мембранный транспорт, ферментативный катализ), инкапсулировании и создании новых лекарственных препаратов.
Цель работы. Цель настоящей работы состояла в определении тепловых и объемных эффектов процессов взаимодействия 18-краун-б, криптанда [222], а- и Р-циклодекстринов с аминокислотами и пептидами в водных растворах при 298.15 К. На основе полученных экспериментальных и теоретических данных предполагалось:
провести анализ влияния природы, структуры и сольватного состояния молекул реагирующих веществ на термодинамические характеристики и объёмные эффекты процессов межчастичного взаимодействия;
выявить способность рассматриваемых макроциклических соединений к избирательному связыванию молекул аминокислот и пептидов в водных растворах.
Научная новизна работы. Получены новые данные по энергетике взаимодействий 18-краун-6, криптанда [222], а- и р-циклодекстринов с широким рядом аминокислот и пептидов в водных растворах при 298.15 К; впервые
определены объемы переноса 18-краун-6 из воды в водные растворы аминокислот; на основании комплексного анализа полученных экспериментальных данных обнаружено влияние природы, строения и сольватации молекул реагирующих веществ на молекулярное распознавание друг друга.
Практическая значимость работы. Выявленные закономерности взаимодействий 18-краун-6, криптанда [222], а- и Р-циклодекстринов с аминокислотами и пептидами в водных растворах позволяют глубже понять особенности протекания таких биохимических процессов, как мембранный транспорт, ферментативный катализ и могут создавать основу для создания новых высокоэффективных лекарственных препаратов. Полученные результаты позволяют изменить наши представления в таких новых областях наук, находящихся на стыке химии и биологии, как химия соединений типа «хозяин-гость», химия биомиметиков.
Апробация работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 печатных работах. Результаты исследований были представлены и обсуждались на 13 Семинаре по межмолекулярному взаимодействию и конформа-циям молекул (Тверь, 1997), Международной конференции СЕТТА-97 (Закопане, Польша, 1997), 1-ой Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы химии и химической технологии» (Иваново, 1997), VII Международной конференции «Проблемы сольватации и комплексообра-зования в растворах» (Иваново, 1998), 1-ой Международной конференции по супрамолекулярной науке и технологии (Закопане, Польша, 1998), XXIV Международном симпозиуме по химии макроциклов (Барселона, Испания, 1999), XII Всероссийском Чугаевском совещании по химии комплексных соединений (Иваново, 1999) и X Симпозиуме по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Казань, 1999).