Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Пластун И. Л., Захаров А. А., Бабков Л. М., Яковлев Р. Ю. Проявления полиморфизма и влияние водного окружения на физико-химические свойства модифицированной янтарной кислоты // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 229-243. DOI: 10.18500/1817-3020-2022-22-3-229-243, EDN: GZZXOL

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
30.09.2022
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 263)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Оптика и спектроскопия. Лазерная физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
539.194:539.196.3:544.174.3
DOI: 
10.18500/1817-3020-2022-22-3-229-243
EDN: 
GZZXOL

Проявления полиморфизма и влияние водного окружения на физико-химические свойства модифицированной янтарной кислоты

Авторы: 
Пластун Инна Львовна, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Захаров Александр Алексеевич, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Бабков Лев Михайлович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Яковлев Руслан Юрьевич, ООО «Смарт Полиморф Технолоджиз»
Аннотация: 

На основании комплексного подхода (эксперимент, теория) исследованы спектральные проявления полиморфизма модифицированной янтарной кислоты и влияния водного окружения на ее энергетические характеристики. В области 600–4000 см−1 измерены ИК спектры янтарной кислоты. Методом теории функционала плотности рассчитаны структуры конформеров изолированной молекулы и фрагмента цепочечного ассоциата янтарной кислоты и их комплексов с водой. Рассчитаны их ИК спектры и проведено сравнение с экспериментальными данными. Дана оценка влияния водородного связывания на физико-химические свойства янтарной кислоты в условиях перекристаллизации. 

Ключевые слова: 
янтарная кислота
ИК спектр
полиморфизм
молекулярное моделирование
теория функционала плотности
водородные связи
перекристаллизация
Благодарности: 
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-33-90250.
Список источников: 
  1. Бабков Л. М., Пучковская Г. А., Макаренко С. П., Гаврилко Т. А. ИК спектроскопия молекулярных кристаллов с водородными связями. Киев : Наукова думка, 1989. 160 с.
  2. Corradini P., Frasci A., Martuscelli E. Conformational polymorphism of unsaturated dicarboxylic acids // Journal of the Chemical Society D : Chemical Communications. 1969. Iss. 14. P. 778–780.
  3. Смирнов А. В., Нестерова О. Б., Голубев Р. В. Янтарная кислота и ее применение в медицине. Часть I. Янтарная кислота : метаболит и регулятор метаболизма организма человека // Нефрология. 2014. T. 18, № 2. С. 33–41.
  4. Смирнов А. В., Нестерова О. Б., Голубев Р. В. Янтарная кислота и ее применение в медицине. Часть II. Применение янтарной кислоты в медицине // Нефрология. 2014. T. 18, № 4. С. 12–24.
  5. Chistyakov D., Sergeev G. The Polymorphism of Drugs : New Approaches to the Synthesis of Nanostructured Polymorphs // Pharmaceutics. 2020. Vol. 12, iss. 1. URL: https://www.mdpi.com/1999-4923/12/1/34 (дата обращения: 01.05.2022).
  6. Javadzadeh S. Y., Dizaj M. D., Vazifehasl Z., Mokhtarpour M. Recrystallization of Drugs – Effect on Dissolution Rate // Recrystallization in Materials Processing. London, United Kingdom : IntechOpen, 2015. P. 191–211.
  7. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы / пер. с нем. ; под ред. К. М. Горбуновой и А. А. Чернова. М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. 208 с.
  8. McCoy L. L. The Geometry of Intramolecular Hydrogen Bonding in 1,2-Dicarboxylic Acids // Journal of the American Chemical Society. 1967. Vol. 89, iss. 7. P. 1673–1677. https://doi.org/10.1021/ja00983a024
  9. Yu Q., Dang L., Black S., Wei H., Huang X. Crystallization of the polymorphs of succinic acid via sublimation at different temperatures in the presence or absence of water and isopropanol vapor // Journal of Crystal Growth. 2012. Vol. 340, iss. 1. P. 209–215.
  10. Van der Voort E. The morphology of succinic acid crystals : The role of solvent interaction // Journal of Crystal Growth. 1991. Vol. 110, iss. 4. P. 662–668. https://doi.org/10.1016/0022-0248(91)90621-B
  11. Кон В. Электронная структура вещества – волновые функции и функционалы плотности // Успехи физических наук. 2002. Т. 172, № 3. С. 336–348.
  12. Becke A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // Journal of Chemical Physics. 1993. Vol. 98, № 7. P. 5648–5652. https://doi.org/10.1063/1.464913
  13. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Montgomery J. A., Vreven Jr. T., Kudin K. N., Burant J. C., Millam J. M., Iyengar S. S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G. A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., Knox J. E., Hratchian H. P., Cross J. B., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R. E., Yazyev O., Austin A. J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J. W., Ayala P. Y., Morokuma K., Voth G. A., Salvador P., Dannenberg J. J., Zakrzewski V. G., Dapprich S., Daniels A. D., Strain M. C., Farkas O., Malick D. K., Rabuck A. D., Raghavachari K., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cui Q., Baboul A. G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B. B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Martin R. L., Fox D. J., Keith T., Al-Laham M. A., Peng C. Y., Nanayakkara A., Challacombe M., Gill P. M. W., Johnson B., Chen W., Wong W., Gonzalez C., Pople J. A. Gaussian 03, Revision B.03. Gaussian, Inc. Pittsburgh PA, 2003. 302 p.
  14. Avogadro – Free cross-platform molecular editor – Avogadro. Funding for the Avogadro manual was provided by the University of Pittsburgh Department of Chemistry. Pittsburgh, Pensylvania, 2015. URL: https://avogadro.cc/ (дата обращения: 10.12.2021).
  15. Yoshida H., Ehara A., Matsuura H. Density functional vibrational analysis using wave number-linear scale factors // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 325, № 4. P. 477– 483.
  16. Yoshida H., Takeda K., Okamura J., Ehara A., Matsuura H. New approach to vibrational analysis of large molecules by density functional theory : Wavenumber-linear scaling method // J. Phys. Chem. A. 2002. Vol. 106, № 14. P. 3580–3586.
  17. Селеменев В. Ф., Рудаков О. Б., Мироненко Н. В., Карпов С. И., Семенов В. Н., Беланова Н. А., Синяева Л. А., Лукин А. Н. Гидратация и межмолекулярные взаимодействия в карбоновых кислотах // Конденсированные среды и межфазные границы. 2020. Т. 22, № 3. С. 373–387.
  18. Werner J., Julin J., Dalirian M., Prisle N. L., Öhrwall G., Persson I., Riipinen I. Succinic acid in aqueous solution : Connecting microscopic surface composition and macroscopic surface tension // Physical Chemistry Chemical Physics. 2014. Vol. 16, iss. 39 P. 21486–21495. https://doi.org/10.1039/c4cp02776k
  19. Chen C., Wang X., Binder K., Ghahremanpour M. M., van der Spoel D., Pöschl U., Su H., Cheng Y. Energetic analysis of succinic acid in water droplets : Insight into the size-dependent solubility of atmospheric nanoparticles // Atmospheric Chemistry and Physics Discuss [preprint], 2021. https://doi.org/10.5194/acp2020-1329
  20. Иогансен А. В. Инфракрасная спектроскопия и спектральное определение энергии водородной связи // Водородная связь / отв. ред. Н. Д. Соколов. М. : Наука. 1981. С. 112–155.
  21. Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. Супрамолекулярная химия : в 2 т. М. : Академкнига, 2007. Т. 1. 479 с.
  22. Nguyen T. H., Hibbs D. E., Sian T. H. Conformations, energies, and intramolecular hydrogen bonds in dicarboxylic acids : Implications for the design of synthetic dicarboxylic acid receptors // Journal of Computational Chemistry. 2005. Vol. 26, iss. 12. P. 1233–1241. https://doi.org/10.1002/jcc.20259
Поступила в редакцию: 
21.06.2022
Принята к публикации: 
15.07.2022
Опубликована: 
30.09.2022
  • 671 просмотр