Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 7
1.1. Физико-химические свойства и структура кристаллических аминокислот и пептидов и их водных растворов. 7
1.2. Структурные особенности спиртов, апротонных растворителей и их водных растворов . 21
1.3. Термодинамика взаимодействия аминокислот и пептидов в водно-органических растворах и растворах с различным рН. 24
2. Экспериментальная часть 37
2.1. Конструкция калориметрической ячейки. 37
2.2. Блок схема вторичного термостатирования калориметрической ячейки . 39
2.3. Блок схема измерения тепловых эффектов в калориметрической ячейке. 40
2.4. Блок-схема калибровки в калориметрическом опыте. 41
2.5. Калориметр титрования. 42
2.6. Методика работы. 43
2.7. Обработка первичных экспериментальных величин и расчет погрешности измерения энтальпии растворения . 43
2.8. Используемые реактивы и их подготовка. 46
3. Обсуждение результатов 50
3.1. Водные растворы аминокислот и пептидов. 50
3.1.1. Термохимические свойства водных растворов аминокислот и олигопептидов . 50
3.1.2. Энтальпийные характеристики гидратации аминокислот в водных растворах. 56
3.2. Термохимия растворения аминокислот и пептидов в водно-органических растворителях и растворах сахаридов 68
3.2.1. Энтальпийные характеристики растворения DL-a-аланина, DL-a-аланил-глицина и ОЬ-а-аланил-ЭЬ-а-аланина в водно-спиртовых смесях. 68
3.2.2. Энтальпийные характеристики растворения DL-a-аланина, DL-а-аланил-глицина и ОЬ-а-аланил-БЬ-а-аланина в водных растворах апротонных растворителей. 81
3.2.3. Энтальпийные характеристики растворения глицина, DL-a-аланина в водных растворах D-глюкозы, D-мальтозы и сахарозы и смешения водных растворов диглищша, триглицина и DL-a-аланил-глицина с дисахаридами. 91
3.3. Термохимия растворения глицина при различных значениях рН буферного раствора. 100
Основные результаты и выводы 111
Литература 114
Приложение 135
- Структурные особенности спиртов, апротонных растворителей и их водных растворов
- Блок схема вторичного термостатирования калориметрической ячейки
- Обработка первичных экспериментальных величин и расчет погрешности измерения энтальпии растворения
- Термохимические свойства водных растворов аминокислот и олигопептидов
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Изучение природы взаимодействий в растворах биомолекул и их модельных соединений является актуальной задачей, так как особенности сольватации (гидратации) простых структурных элементов (аминокислот и олигопептидов) во многом определяют сольватацию и биологическую активность более сложных биосистем. Органические растворители (ацетон, спирты и др.), изученные в работе, присутствуют в той или иной мере в живых организмах и могут существенно изменять свойства растворов белковых молекул. Диметилсульфоксид, обладающий высокой проникающей способностью, используется в качестве лечебного средства и криопротектора лекарственных препаратов. Исследование термодинамических свойств растворов биовеществ в водно-органических растворителях позволяет выявить роль различных функциональных групп в межмолекулярных взаимодействиях. Взаимодействия между биомолекулами (сахаридами и аминокислотами или пептидами), сопровождаются небольшими изменениями энергии, но чаще всего они играют определяющую роль в функционировании живых организмов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Провести на специально сконструированном многоампульном калориметре с изотермической оболочкой термохимическое исследование растворов аминокислот и пептидов в воде, в водных растворах спиртов (этанола, н-пропанола и изо-пропанола), апротонных растворителях (ацетонитрила, 1,4-диоксана, ДМСО, ДМФА и ацетона), моно- и дисахаридов (D-глюкозы, D-мальтозы и сахарозы) и буферном растворе. Определить на дифференциальном калориметре титрования энтальпии смешения пептидов с дисахаридами в воде. На основе полученных термохимических характеристик выявить:
-основные закономерности изменения термодинамических величин (DtrH, DintH, hxy) растворения аминокислот и пептидов в смешанных растворителях различной природы.
-особенности межмолекулярных взаимодействий аминокислот и пептидов с органическим компонентом раствора.
-особенности изменения энтальпий растворения глицина в буферном растворе при различных рН с учетом кислотно-основных процессов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Получены новые данные по энтальпиям растворения исследуемых аминокислот и пептидов в воде, водно-органических смесях, растворах моно- и дисахаридов и буферном растворе, энтальпий смешения пептидов с дисахаридами в водных растворах, которые могут служить базовой термодинамической информацией, дающий вклад в понимание взаимодействий растворенное вещество-растворитель в биохимических системах. Предложен метод расчета величин энтальпий сублимации 17 аминокислот, имеющих боковые радикалы различной химической природы, исходя из корреляции “структура-свойство”. Количественно оценены энтальпии гидратации (DhydrH0) в воде. Выявлены закономерности влияния природы и концентрации водно-органического растворителя и структуры растворяемых биомолекул на энтальпийные характеристики переноса аминокислот и пептидов. Предложен подход, позволяющий проводить расчет энтальпий растворения DsolH биологически активных веществ данного класса в сложных системах с различными значениями рН раствора с учетом количественного вклада кислотно-основных процессов, протекающих в них.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты проведенных исследований растворов модельных соединений белков могут быть использованы при интерпретации и прогнозировании термодинамических свойств сложных биологических систем. Полученные термодинамические характеристики процессов растворения, сублимации, сольватации биомолекул и кислотно-основных равновесий открывают возможности для понимания механизмов биохимических реакций и представляют интерес для медицины, фармакологии и косметологии.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основное содержание работы опубликовано в 20 печатных работах (7 статей в рецензируемых журналах, 2 депонированные статьи, 11 тезисов докладов). Результаты исследований докладывались и обсуждались на 8 Международной конференции по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Иваново, 2001), 4 Международной конференции по химической термодинамике (Санкт-Петербург, 2002), Международной научной конференции по кристаллизации в наносистемах (Иваново, 2002), Международной конференции по Физико-химическому анализу жидкофазных систем (Саратов, 2003), Юбилейной научной конференции “Герасимовские чтения” (Москва, 2003), Всероссийском симпозиуме по термохимии и калориметрии 2004 (Нижний-Новгород, 2004), IX Международной конференция по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Плес, 2004), III Международной конференции по кинетике и механизмам кристаллизации (Иваново, 2004).
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введения, главы, посвященной обзору литературы, экспериментальной части, описывающей установки, методику работы и анализ погрешности определения тепловых эффектов, а также четырех глав, включающих экспериментальный материал и его обсуждение, итоговые выводы, списка цитируемой литературы.
Структурные особенности спиртов, апротонных растворителей и их водных растворов
Физико-химические свойства исследуемых в работе спиртов и апротонных растворителей систематизированы в работах [70, 71] и кратко рассмотрены в рамках проводимых исследований. Спирты (этанол (С2Н5ОН), н-пропанол (С3Н7ОН) и изо-иропаяоп (С3Н7ОН)) проявляют донорно-акцепторные свойства за счет двух неподеленных электронных пар кислорода и протона гидроксильной группы. Протоны углеводородного радикала участия в образовании водородных связей не принимают [72]. Спирты относятся к ассоциированным жидкостям посредством водородных связей. Например, при комнатной температуре число несвязанных гидроксильных групп составляет порядка 3% [73]. Для этанола возможно образование ди-, три- и теграмеров цепочечного строения и циклических три- и тетрамеров. Остальные спирты образуют димеры [74]. Степень ассоциации меньше у спиртов нормального строения, чем у их изомеров [75].
Диметилсульфоксид (ДМСО, (СНз О) благодаря сочетанию свойств (высокое значение дипольного момента, диэлектрической проницаемости, донорного числа), относится к так называемым "сверхрастворителям" различных органических и неорганических соединений. Высокий дипольный момент молекулы 3,9 Д молекулы ДМСО [76] определяется главным образом полярностью связи S-0 [77]. Жидкий ДМСО сильно ассоциирован. Ассоциация молекул ДМСО может проходить либо за счет диполь-дипольных взаимодействий, либо через мостики О-Н, S-H, S-0 [76, 78]. В литературе встречаются противоречивые мнения о возможности образования водородных связей между молекулами ДМСО. Так, исследования протонодонорной способности СНз группы показали, что метильные группы не могут быть донорами протонов, поэтому образование водородных связей маловероятно. Однако, в работе [79] автор приходит к выводу о способности СНз группы выступать в качестве донора протонов.
Диметилформамид (ДМФА, НСОЩСНзЬ). Молекула ДМФА является сильно полярной с дипольным моментом 3,86 Д [70]. По свойствам ДМФА близок к таким растворителям как ДМСО [80], Спектры ЯМР дают основание считать, что в жидком ДМФА и его растворах присутствуют ассоциаты типа ((Cb NCHO),,. Было высказано предположение, что молекулы ДМФА в жидкой фазе образуют циклические димеры. В работах [81, 82] было обнаружено, что водородные связи в этом растворителе отсутствуют, а вклад полярных и дисперсионных взаимодействий в общее ван-дер ваальсовое взаимодействие составляет 75% и 25% соответственно. Расчеты методом молекулярной динамики [83] указывают на наличие слабой ассоциации за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий.
Ацетон (АЦ, (СНз СО). Молекула ацетона имеет относительно простое строение и значительный дипольный момент 2,69 Д [70]. Дипольный момент расположен в плоскости молекулы вдоль оси, соединяющий атомы углерода и кислорода. Как в случае ДМФА, жидкий ацетон не образует сильно связанных долгоживущих ассоциатов [84]. Структура жидкого ацетона определяется в значительной степени стерическими факторами и формой молекулы, а электростатические взаимодействия в большей степени влияют лишь на их взаимную ориентацию [85]. 1.4-Диоксан (ДО, ОСН2СН2ОСН2СН2) 1,4-диоксан представляет собой простой циклический эфир. Методом ЯМР [86] выяснено взаимное расположение протонных пар в молекуле 1,4-диоксана с расстоянием 4,2 А0. В жидком состоянии молекулы диоксана находятся в виде двух конформаций: а) - атомы кислорода находятся по разные стороны от углеводородного цикла; б) - атомы кислорода по одну сторону от углеводородного цикла [87]. 1,4-диоксан обладает способностью образовывать межмолекулярные соединения со многими органическими и неорганическими веществами [88]. Свойства 1,4-диоксана схожи со свойствами простых эфиров, но наличие цикла понижает донорную способность атома кислорода [89]. Диоксан легко образует водородные связи с различными акцепторами, выступая в качестве электронодонора [90].
Ацетонигрил (АН, CH3CN). В АН цианогруппа соединена с углеводородным радикалом атомом углерода. Связь C=N характеризуется большой прочностью (368,4 кДж/моль) и высокой полярностью (дипольный момент 4 Д) [91], Данные об ассоциированном состоянии молекул жидкого ацетонитрила противоречивы. Так, в АН обнаруживаются димеры, которые имеют антипараллельную конфигурацию [92], хотя некоторые исследователи предполагают строение димеров АН в виде комплексов тс-типа (образование Н-связи посредством электронов атома азота) [93]. Возможно образование цепочечных ассоциатов АН [94], наконец, иногда АН рассматривается как неассоциированный растворитель [95]. В обзоре [96] АН рассматривается в индивидуальном состоянии как слабо ассоциированный несмотря на значительный дипольный момент. На основании исследования [97] методом компьютерного моделирования было высказано предположение, что ацетонитрил является апротонным растворителем. Согласно квалификации Паркера [98], растворители делятся на 3 группы: 1. Аполярные апротонные - жидкости с низкой диполяризуемостью (є 15) и относительно малым дипольным моментом (ц. 2Д). Углеводороды, галогенопроизводные углеводородов, третичные амины. 2. Диполярные апротонные растворители — жидкости сє 15 и с ц, 2Д, не содержащие протона, способного образовывать Н-связь.
Блок схема вторичного термостатирования калориметрической ячейки
Медный термометр сопротивления включен в схему моста Р3009. Напряжение разбаланса моста усиливается фотокомпенсационным усилителем. Усиленный сигнал поступает на вход регулятора температуры РП4-Т, на выходе которого установлен нагреватель. Данная схема позволяет поддерживать температурный режим с точностью до 0,01 С, исходя из величины тепловых эффектов, так как чем меньше единичный тепловой эффект, тем выше должна быть чувствительность установки, а следовательно, и точность поддержания заданной температуры.
Термистор включен в одно из плеч моста Р3009. Напряжение разбаланса моста усиливается фото гальванометрическим усилителем Р341. Усиленный сигнал выделяется на магазине сопротивлений МСР-63, напряжение на котором регистрируется графопостроителем Н306. Такая компановка и выбранная схема термостатирования позволяет поддерживать температуру в измерительном стакане с точностью 10 4 К. Чувствительность калориметра составляет 0,001 Дж на 1 мм шкалы измерительного прибора. 2.4. Блок-схема калибровки в калориметрическом опыте. 1. Стабилизатор напряжения постоянного тока П4105 2. Двухпозиционный переключатель 3. РелеРЭС-22 4. Источник питания реле 5. Магазин сопротивлений Р4831 6. Катушка образцового сопротивления Р-321 (1 Ом) 7. Вольтметр универсальный цифровой Щ68002 8. Калибровочный нагреватель 9. Частотомер электронно-счетный Ф5041 Калибровка термохимического эксперимента осуществляется постоянным током от стабилизатора напряжения П4105. Сопротивление нагревателя (R=10,37 Ом) в течение опыта в пределах требуемой точности измерений остается постоянным, поэтому измеряли силу тока на одноомной образцовой катушке с помощью цифрового прибора Щ68002 и время калибровки, которое фиксировалось частотомер Ф5041 с точностью 10" сек. Синхронность включения цепи пропускания тока через нагреватель и измерение время калибровки частотомером достигалось использованием реле РЭС-22. 2.5. Калориметр титрования.
Тепловые эффекты смешения водных растворов пептидов и дисахаридов измерялись на дифференциальном калориметре титрования промышленного производства ITC MicroCal OMEGA. Объемы ячеек, изготовленных из высоко эффективного теплопроводящего материала (Hasteloy), составили 1,3611мл. Водный раствор дисахарида (сдс 0.2 моль/л), помещенный в дозатор (У=250мкл), непрерывно автоматически вводился в водный раствор пептида (сп 0.02 моль/л), находящийся в образцовой ячейке. Объем единичной дозы составлял 12мкл. В ячейке сравнения находилась вода. Параметры титрования (объем дозы, их число и временной интервал между ними) задавался с помощью встроенной программы, контролирующей данные. Чувствительность калориметра составила 0.8мкДж. Для перехода к молярным концентрациям пептидов и дисахаридов на денсиметре Anton Paar DMA 60/62 были измерены плотности растворов. Плотномер калибровался ежедневно по сухому воздуху [158] и воде (0.997047 гсм"3 при 298,15 К) [159]. Обработка экспериментальных данных проводилась автоматически предусмотренным пакетом программ. Тепловые эффекты разведения дисахаридов и пептидов измерялись отдельно.
Навеска вещества, перетертого в агатовой ступке для уменьшения времени растворения, что играет важную роль при работе на высокой чувствительности, и высушенную до постоянной массы помещали в тонкостенную стеклянную ампулу, закрывали силиконовой пробкой и взвешивали на весах ВЛР-200 с точностью 5 10 4 г. Далее ампулу запаивали и помещали в ампулодержатель в реакционном стакане. Реакционный стакан заполняли растворителем и взвешивали на весах ВЛР-1 с точностью до 0.01 г. После сборки калориметрическую ячейку помещали в блок вторичного термостатирования, после чего вся система термостатировалась при заданной температуре. Достижение термического равновесия определяли по горизонтальному ходу графопостроителя. После разбития ампулы записывался начальный и конечный период опыта. Затем система в зависимости от теплового эффекта нагревалась или охлаждалась и, после достижения равновесия, проводилась калибровка электрическим током. При проведении эксперимента выбор предела измерений нановольтамперметра и сопротивления магазина сопротивлений старались подобрать такими, чтобы шкала графопостроителя была максимально использована. Калибровка проводилась таким образом, чтобы ход графопостроителя был как можно ближе к ходу во время опыта (Л10П Д1К). При этом сила тока выбиралась так, чтобы время калибровки составляло 100-150 сек. Далее такие же операции проводились со следующей ампулой. Полученные кривые изменения температуры во времени t=f(i) обрабатывались графическим методом Дикинсона [160] и вычислялся тепловой эффект растворения соли.
Для оценки точности и надежности измерений тепловых эффектов растворения на калориметрической установке были измерены тепловые эффекты растворения хлорида калия при 298,15 К.
Обработка первичных экспериментальных величин и расчет погрешности измерения энтальпии растворения
Перед экспериментом все аминокислоты и пептиды дважды перекристаллизовывали из смеси вода-этанол по следующей методике: В колбу объемом 250 мл заливалась бидистиллированная вода, к которой порциями добавлялось вещество до насыщения при 30С. Раствор отфильтровывался на воронке Бгохнера с целью удаления механических примесей. Далее раствор охлаждался до 0С и в него добавлялось 100 мл этилового спирта, с целью более полного осаждения вещества и удаления примесей. Осадок отфильтровывался на воронке Бюхнера и высушивался при 40С под вакуумом. Все реагенты сушились в вакуумном шкафу при температуре 323 К в течение 48 ч и хранили над Р2О5 в вакуумном эксикаторе. Хлорид калия, D глюкоза и D-мальтоза использовались без дополнительной очистки. Количество воды в D-мальтозе подтверждено термогравиметрически и учитывалось при приготовлении растворов. Сахарозу перекристаллизовывали из этанола. В качестве растворителей использовались нижеследующие вещества, которые очищались по известным методикам [99, 163]: 1. Вода - свежеприготовленный бидистиллят, удельная электропроводность была не хуже 10 5 Ом см" . 2. Этанол - большую часть воды из 95%-ного спирта удаляли кипячением с обратным холодильником над свежей известью (СаО) и последующей перегонкой. 3. и-Пропанол (ч) - (tK„n=97,4 С) обычно содержит в виде примесей аллиловый спирт, который удалялся добавлением 1,5 мл Вг2 в 1л спирта; затем растворитель перегоняли над безводным К2СО3. Следует иметь в виду, что пропанол образует азеотропную смесь с водой (72% спирта, tKHn=88 С). 4. шо-Пропанол (ч) - воду удаляли кипячением с обратным холодильником с последующей перегонкой над свежей известью. 5. ДМФА (ч) - осушка безводным сульфатом меди (II) - вакуумная перегонка - осушка молекулярными ситами - вакуумная перегонка. Температура перегонки не превышала 30 С. 6. Ацетон (о.с.ч.) - перед использованием он подвергался обработке перманганатом калия и перегонялся на установке, изготовленной из стекла "пирекс". Для работы отбиралась средняя фракция ацетона, кипящая при Т=56,2-56,3 С. 7. Ацетонитрил (ч) - высушивали Р205 и перегоняли. Для удаления следов кислоты добавляли свежепрокаленный поташ (К2СОз). Затем вновь перегоняли с отбором средней фракции. 8. ДМ С О (фарм.) - очищен медленным вымораживанием ( 80% объема), жидкая фракция декантировалась, а твердая расплавлялась и подвергалась фракционной перегонке. Процедуру проводили дважды, для работы использовали среднюю фракцию, удельная электропроводность которой составляла 5 10" Ом" см . 9. 1, 4-Диоксан (ч) - смесь воды, 1, 4-диоксана и НС1 кипятили с обратным холодильником в течение 12 часов, раствор охлаждали и добавляли гранулы КОН до образования насыщенного раствора и пока не произойдет разделение слоев. Слой диоксана (верхний) декантировали сушили над свежей КОН. Высушенный диоксан кипятили над Na до тех пор, пока Na не будет сохранять блестящую поверхность. Затем диоксан перегоняли, отбирая среднюю фракцию, кипящую при t= 101,3-101,4 С. Во избежание соприкосновения диоксана с кислородом воздуха емкости заполняли доверху.
Контроль содержания воды в органических растворителях проводился титрованием реактивом Фишера [164]. Согласно полученным результатам анализа содержание воды (в масс. %) в этаноле было 0,07, в к-пропаноле -0,03, в изопропаноле - 0,04, ацетонитриле, ДМСО, ДМФА - 0,05, 1,4-диоксане - 0,08, ацетоне — 0,07.
На изопериболическом калориметре собственной конструкции измерены интегральные энтальпии растворения AsoiHm трех алифатических аминокислот (глицин (Gly), DL-a-аланин (DL-a-Ala), D-валин (D-Val)) и девяти пептидов (диглицин (Gly-Gly), триглицин (Gly-Gly-Gly), DL-oc-аланил-глицин (DL-a-Ala-Gly), DL-a-аланил-глицилглицин (DL-a-Ala-GIy-Gly), ОЬ-а-аланил-ОЬ-а-аланин (DL-a-Ala-DL-a-Ala), L-a-аланил-Ь-а-аланин (L-a-Ala-L-a-Ala), DL-ct-аланил-Р-аланин (DL-a-Ala-P-Ala), P-аланил-Р-аланин (Р-А1а-р-А1а), БЬ-а-аланил-ОЬ-валин (DL-a-Ala-Val)) в воде при 298.15 К. Моляльная концентрация веществ варьировались в диапазоне 0.003-0.012 моль-кг"1. В этом концентрационном интервале зависимости энтальпий растворения Д30/Ят от их концентрации не обнаружены, поэтому величину энтальпии растворения при бесконечном разведении AsoIHm рассчитывали как среднее результатов семи измерений.
Термохимические свойства водных растворов аминокислот и олигопептидов
Величина &soiHm DL- и L-изомеров основных аминокислот могут заметно отличаться (на 2-10 кДж/моль), в то время как для разветвленных соединений (N-ацетил и N-формилзамещенных) разность AsoiHm (оптически активная аминокислота) - AsoiHm (рацемическая смесь) « 2 кДж.моль[172]. Из таблицы видно, что теплота растворения L и DL-форм диаланина различаются на 3,5 кДж. Разность зависит от числа атомов углерода (п) в молекулах аминокислот и пептидов, причем с увеличением п разность в энтальпиях увеличивается [22]. Gly-Gly менее эндотермичен по сравнению с Gly, что может быть связано с появлением пептидной группы и образованием дополнительной специфической гидратации -CONH- при небольшом росте размера молекулы. При переходе к высшим алифатическим аминокислотам (аланин, валин) и различным по структуре пептидам обнаружено заметное влияние положения неполярной метильной группы на термохимические характеристики растворения соединений. Для того, чтобы попытаться оценить вклад взаимодействий аминокислот и пептидов друг с другом в разбавленных водных растворах, были взяты гомогенные энтальпийные парные коэффициенты h из работ [51, 174-177].
Интересно отметить, что при переходе от линейных к более разветвленным аминокислотам и пептидам наблюдается рост экзотермичности растворения в рядах: Gly L-a-AIa L-a-Val L-a-Leu; DL-a-Ala-Gly DL-a-Ala-DL-a-AIa DL-cx-Ala-DL-Val; p-Ala-p-Ala DL-a-Ala-fi-Ala DL-a-Ala-DL-a-Ala L-a-Ala- L-a-Ala. Как видно из таблицы 3.1.2, коэффициенты взаимодействия hxx для диаланинового ряда изменяются несколько в другом порядке: (3-Ala-fi-Ala DL-a-Ala-DL-a-Ala L-oc-Ala-L-ot-Ala DL-oc-Ala-(3-Ala.
Расположение метильной группы у карбоксилатной и аммонийной групп также по разному влияет на характер их гидратации, что отражается в термодинамических параметрах [51, 174]. Введение внешней СН3-группы приводит к повышению гидрофобности пептида и увеличению коэффициентов hxx. Взаимодействия вещество-вещество трипептида DL-cc 55 Ala-Gly-Gly происходят по гидрофильному механизму (hxx 0), в то время как Aso[Hm 0, а из анализа объемных и теплоемкостных характеристик в воде трипептид гидратирован по гидрофобному механизму [178]. Схожее поведение наблюдается для DL-a-Ala-DL-Val (hxx 0, AsoiHm 0). Следовательно, аминокислоты и пептиды имеют сложный характер гидратации, включающий структурные и энергетические изменения при растворении биомолекул в воде. Следует отметить, что природа реакционных групп (С02\ NH3+) одинакова в аминокислотах и пептидах; изменения в термодинамических свойствах могут быть приписаны, скорее всего, специфическим сольватационным эффектам и изменению гидрофобности молекул.
Анализ имеющихся результатов по теоретическому определению Д,,„ь# аминокислот [179-184] показал, что наиболее перспективными для решения поставленной задачи являются аддитивный подход групповых вкладов, метод корреляций «структура-свойство» и метод атом-атомных потенциальных функций. Они позволяют получать теплоты сублимации с близкими по величинам коэффициентами корреляций и средними погрешностями, В настоящей работе предпринята попытка оценки энтальпий сублимации аминокислот на основе выявления корреляции между AstibH и строением молекул исследуемых веществ. В качестве базовых функций строения соединения (так называемых, дескрипторов [181]) были выбраны молекулярный объем и длина межатомных связей. Преимущество этих геометрических дескрипторов состоит в том, что они чувствительны к изменению трехмерной молекулярной структуры и позволяют учесть структурные изомеры и к он формации вещества.
Согласно молекулярно-кинетическим представлениям, сублимация вещества осуществляется в том случае, когда его молекулы преодолевают силы молекулярного сцепления в кристаллической фазе за счет кинетической энергии их теплового движения. Рассматривая в первом приближении колебания многоатомной молекулы при нагревании как совокупность гармонических линейных осцилляторов (отдельных связей), колеблющихся независимо друг от друга, предполагается, что суммарная энергия колебаний и их характер будут определяться как числом возможных направлений колебаний, то есть числом связей пи так и их длиной I; [178] и оказывать влияние на величину энтальпии сублимации. Следовательно, можно допустить существование функциональной зависимости между AsubH и суммой длин связей в многоатомной молекуле (Х Л)- Вместе с тем, следует отметить, что при проведении сравнительного термодинамического анализа разных соединений предпочтительнее использовать объемно-удельные интенсивные параметры [185], получаемые путем деления молярного свойства (например, А ЬН) на объем фазы (Vw - Ван-дер-Ваальсовый объем молекулы). Отношение (&slt()H /Vw) характеризует величину объемно-удельной энтальпии сублимации вещества, учитывающую размеры исследуемой многоатомной молекулы.
