Отчет о научно-исследовательской работе по теме "Новые экологически безопасные способы выделения полисахаридной фракции биомассы растений и её структурно-функциональный анализ"

Изучение механизма сольватационных взаимодействий в системе целлюлоза-ионная жидкость планируется провести с использованием метода ИК-спектроскопии в ближней и средней областях. Так как полярные растворители характеризуются сильным поглощением в средней ИК-области, что требует использования кювет с экстремально малой и трудно воспроизводимой длиной оптического пути, нами предлагается применение техники однократного нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). Использование призм из цельного алмаза с однократным отражением луча позволяет точно воспроизводить эффективную длину пути порядка нескольких мкм, что дает возможность эффективно вычитать фоновое поглощение. Применение в данном варианте Фурье-спектрометра исследовательского класса с высокими разрешением и соотношением сигнал: шум дает возможность исследования контуров полос поглощения и, при использовании методов деконволюции (разложения суммарного контура на составляющие гауссианы, лорентцианы или комбинированные функции), выделять отдельные полосы, соответствующие ассоциатам различного состава, дифференцированно выделяя конкурирующие равновесия образования внутри- и межмолекулярных водородных связей. Для исследования особенностей структурной организации целлюлозы будет использован метод рентгеноструктурного анализа, который позволит определить такие показатели, как степень кристалличности, размер кристаллитов, взаимная ориентация цепей целлюлозы, форму и размеры микрофибрилл. Выделенные образцы целлюлозы будут подвергнуты анализу физико-химических свойств. Различия в свойствах могут указывать на изменение структуры целлюлозы, что в свою очередь может указывать на модификацию целлюлозы. Предлагаемые подходы отличаются новизной применительно к химии растительного сырья и физикохимии биополимеров и, в некоторых аспектах, являются оригинальными, в том числе для физической химии. Обработка растительной биомассы ионными жидкостями производится по современным методикам, в мягких условиях. Для последующей обработки используются методы фильтрации, лиофильной и сверхкритической сушки образца с последующей его идентификацией методом НПВО ИК-спектроскопии. Для фракционирования компонентов сырья планируется разработать новую методику с учётом полученных данных по свойствам бинарных смесей и имеющейся в литературе информации (метод Пинкерта). Будет произведен подбор растворителей и осадителей для селективного выделения фенольной и полисахаридной составляющей. Анализ полученных продуктов включает ИК-спектроскопию, ЯМР-спектроскопию, пиролитическую газовую хроматографию, рентгеноструктурный анализ.