к.х.н., доцент, кафедра фундаментальной и прикладной химии, ул. Университетская, 1, г. Ижевск, 426034, Россия
Cand. Sci. (Chem.), associate professor, fundamental and applied chemistry department, Universitetskaya St., 1 Izhevsk, 426034, Russia
Получение синтетических аналогов природных соединений, в том числе высокомолекулярных, а также изучение процессов формирования их структуры представляет собой актуальную задачу технологии органических веществ. В значительной степени это относится к синтетическим гуминовых веществам – важным продуктам, характеризующимся рострегулирующими, хелатирующими и другими важными свойствами. Простые углеводы и ароматические амины в качестве кислород- и азотсодержащих составляющих в ходе конденсации в этанольных средах дают фракционируемые водой продукты, растворимые фракции которых исследованы в настоящей работе посредством термодеструкции в сочетании с ИК-Фурье спектроскопией. Профиль спектральных полос подтверждает преимущественно алифатическую структуру с высокой степенью функционализации карбоксильными, гидроксильными и аминными группами. По мере термодеструкции выделенных водорастворимых твердых продуктов в интервале температур 100-180 °С в инертной атмосфере происходит снижение интенсивности полос 1030 и 1090 см-1, при этом интенсивность первой полосы падает почти до нуля при 180 °С. Данный экспериментальный факт говорит о протекании процессов термической дегидратации, свидетельствуя о наличии в структуре продуктов гидроксильных функций. Последние являются как ОН-группами остатком углеводов, так и группами, образующимися в результате процессов конденсации. Дополнительно происходит увеличение интенсивности полосы поглощения в области 1600 см-1, отвечающей колебаниям кратных связей, возникающих в результате дегидратации. Можно предположить, что в отличие от продуктов нерастворимых фракций, а также продуктов кислотно-катализируемых конденсаций в нейтральных этанольных средах формируются водорастворимые продукты, основными процессами образования которых являются процессы прямого ретроальдольного распада N-гликозиламинов с последующей конденсацией продуктов распада. Подобная совокупность процессов является альтернативой затрудненной в условиях эксперимента перегруппировки Амадори и приводит к формированию структуры продуктов, отличной от таковой для продуктов кислотно-катализируемой конденсаций.
Production of synthetic analogues of natural compounds, including high-molecular ones, as well as study of processes of their structure formation, is a pressing task of organic substances technology. To a large extent, this applies to synthetic humic substances, important products characterized by plant growth effect, chelating and other important properties. Simple carbohydrates and aromatic amines as oxygen and nitrogen-containing constituents during condensation in ethanol media produce water-fractionated products, the soluble fractions of which are studied herein by thermal degradation in combination with IR-Fourier transform spectroscopy. Spectral band profile is confirmed mainly by aliphatic structure with high degree of functionalization by carboxyl, hydroxyl and amine groups. As the isolated water-soluble solid products are thermally decomposed in the range of 100-180 °С temperatures in an inert atmosphere, the intensity of bands at 1030 and 1090 cm-1 decreases, and the intensity of the first band drops to almost zero at 180 °С. This experimental fact indicates the progress of thermal dehydration processes, indicating the presence of hydroxyl functions in the structure of the products. The latter are both OH-groups of carbohydrate residue and groups, formed during condensation processes. Additionally, the intensity of the absorption band in the region of 1600 cm-1 corresponding to the fluctuations of double bonds resulting from dehydration is increased. It can be assumed that unlike products of insoluble fractions, as well as products of acid-catalyzed condensations, water-soluble products are formed in neutral ethanol media, the main processes of formation of which are processes of direct retro-aldol cleavage of N-glycosylamines with subsequent condensation of decomposition products. Such a set of processes is an alternative to the experimental difficulty of Amadori rearrangement and lead to formation of products structure differ from one for acid catalyzed condensation products.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.