СУТЕГІ АСҚЫН ТОТЫҒЫНЫҢ ПОЛИМЕРЛІ-МЕТАЛДЫҚ КОМПЛЕКСТЕРМЕНЫДЫРАУЫНЫҢ МОДЕЛЬДІК РЕАКЦИЯСЫ
Authors: Чинибаева Н.С. , НурахметоваА Р. , БакибаевА А. 
Published: March 2024

Освоение принципов функционирования живого обеспечивает возможность сознательного использования их в более простых молекулярно-организованных системах. Это и является предметом биомиметического подхода к решению многих химических задач. Если раньше под биомиметикой понимали «часть органической химии, пытающейся имитировать природныереакции и ферментативные процессы как средство увеличения возможностей органической химии», то в дальнейшем, это направление значительно расширилось. Задачи биомиметической химии заключаются в моделировании биохимических процессов на молекулярном уровне и использовании результатов для получения «синтетических» ферментов («синзимов»), ферментоподобных систем, превосходящих по многим свойствам природные, создании исскуственных переносчиков кислорода, синтетических материалов новой техники на основе биологических веществ, моделировании коферментов, ионофоров, фотопреобразующих устройств, проводящих материалов.Ферменты и ферментоподобные системы, работающие по принципу металлоферментов и приближающиеся к ним по активности и избирательности действия, применяются в самых различных направлениях практической деятельности человека: в пищевой, фармацевтической, текстильной промышленности, в различных биотехнологических процессах, при создании ферментативных аналитических систем. К сожалению, широкое практическое применение нативных ферментов затруднено из-за их сложной технологии получения, связанной, прежде всего, с их лабильностью и экономической нецелесообразностью использования в гомогенных растворах. Эти недостатки можно устранить с помощью ферментов, связанных с носителем различными способами, т.е. путем иммобилизации. Вместе с тем малая доступность ферментов, особенно их чистых препаратов, лабильность и, вследствие этого ограниченность применения в экстремальных условиях создают предпосылки для создания болеестабильных модельных биокаталитических систем, имитирующих активные центры различных ферментов. В связи с этим актуальным вопросом является создание новых модельных биокатализаторов на основе полимер-металлических комплексов.Подобраны полимер-металлические катализаторы для разложения пероксида водорода. Изучено влияние полимерметаллических комплексов на скорость разложения пероксида водорода, а также чтоионы железа связываются с полимерами при более низких концентрациях соли, по сравнению с другими переходными металлами и проявляют большую каталитическую активность в модельной реакции. Исследована устойчивость при хранении комплексов и их эффективность в реакции разложения пероксида водорода.
Тірі заттардың қызмет ету принциптерін меңгеру оларды қарапайым молекулалық ұйымдастырылған жүйелерде саналы түрде пайдалану мүмкіндігін береді. Бұл кӛптеген химиялық мәселелерді шешуге арналған биомиметикалық тәсілдің тақырыбы. Егер бұрын биомиметика «органикалық химияның мүмкіндіктерін арттыру құралы ретінде табиғи реакциялар мен ферменттік процестерге еліктеуге тырысатын органикалық химияның бір бӛлігі» деп түсінілсе, кейінірек бұл бағыт айтарлықтай кеңейді.Биомиметикалық химияның міндеттері –биохимиялық процестерді молекулалық деңгейде модельдеу және алынған нәтижелерді «синтетикалық» ферменттерді («синзимдер»), кӛптеген қасиеттері бойынша табиғидан жоғары ферменттәрізді жүйелерді алу, жасанды оттегі тасымалдаушыларын құру, биологиялық заттарға негізделген жаңа технологияның синтетика-лық материалдары, коферменттерді модельдеу, ионофорлар, фотоконверттеу құрылғылары, ӛткізгіш материалдар.Металлофермент принципі бойынша жұмыс істейтін және оларға белсенділік пен әсер ету селективтілігі бойынша жақындайтын ферменттер мен ферменттәрізді жүйелер адамның практикалық іс-әрекетінің әртүрлі салаларында қолданылады: тамақ, фармацевтика, тоқыма ӛнеркәсібінде, әртүрлі биотехнологиялық процестерде, ферментативті аналитикалық жүйелерді құру. Ӛкінішке орай, нативті ферменттерді кеңінен практикалық қолдану олардың күрделі ӛндіріс технологиясына байланысты қиын, бұл ең алдымен олардың лабильділігімен және біртекті ерітінділерде қолданудың экономикалық тұрғыдан тиімсіздігімен байланысты.Бұл кемшіліктерді тасымалдаушымен әртүрлі тәсілдермен байланысқан ферменттерді қолдану арқылы жеңуге болады, мысалы: иммобилизация арқылы. Сонымен қатар, ферменттер-дің тӛмен қолжетімділігі, әсіресе олардың таза препараттары, лабильділігі және соның салдарынан экстремалды жағдайларда шектеулі пайдалану әртүрлі ферменттердің белсенді орталықтарын имитациялайтын анағұрлым тұрақты үлгідегі биокаталитикалық жүйелерді құруға алғышарттар жасайды. Осыған байланысты полимер-металл кешендері негізінде жаңа үлгідегі биокатализаторларды құру ӛзекті мәселе болып табылады.Сутегі асқын тотығын ыдырату үшін полимер-металл катализаторлары таңдалды. Полимер-металл кешендерінің сутегі асқын тотығының ыдырау жылдамдығына әсері зерттелді, сонымен қатар темір иондары басқа ӛтпелі металдармен салыстырғанда тӛмен тұз концентрациясында полимерлермен байланысады және модельдік реакцияда үлкен каталитикалық белсенділік кӛрсетеді. Кешендерді сақтау кезіндегі тұрақтылық және олардың сутегі асқын тотығының ыдырау реакциясындағы тиімділігі зерттелді
Mastering the principles of functioning of living things provides the opportunity to consciously use them in simpler molecularly organizedsystems. This is the subject of the biomimetic approach to solving many chemical problems. If previously biomimetics was understood as ―a part of organic chemistry that tries to imitate natural reactions and enzymatic processes as a means of increasing the capabilities of organic chemistry,‖ then later this direction has expanded significantly.The tasks of biomimetic chemistry are to model biochemical processes at the molecular level and use the results to obtain ―synthetic‖ enzymes (―synzymes‖), enzyme-like systems that are superior to natural ones in many properties, the creation of artificial oxygen carriers, synthetic materials of new technology based on biological substances, modeling coenzymes, ionophores, photoconverting devices, conductive materials.Enzymes and enzyme-like systems, working on the principle of metalloenzymes and approaching them in activity and selectivity of action, are used in a variety of areas of practical human activity: in the food, pharmaceutical, textile industries, in various biotechnological processes, in the creation of enzymatic analytical systems. Unfortunately, the widespread practical use of native enzymes is difficult due to their complex production technology, which is associated primarily with their lability and economic impracticality for use in homogeneous solutions.These disadvantages can be overcome by using enzymes bound to the carrier in various ways, e.g. by immobilization. At the same time, the low availability of enzymes, especially their pure preparations,lability and, as a result, limited use in extreme conditions, create the prerequisites for the creation of more stable model biocatalytic systems that imitate the active centers of various enzymes. In this regard, a pressing issue is the creation of new model biocatalysts based on polymer-metal complexes.Polymer-metal catalysts have been selected for the decomposition of hydrogen peroxide. The influence of polymer-metallic complexes on the rate of decomposition of hydrogen peroxide has been studied, and also that iron ions bind to polymers at lower salt concentrations compared to other transition metals and exhibit greater catalytic activity in the model reaction. The stability during storage of the complexes and their effectiveness in the decomposition reaction of hydrogen peroxide were studied