Анотація до роботи:

Біла Н.І. Фізико-хімічне дослідження реакції поліфенольних сполук з пероксильними і дифенілпікрилгідразильним радикалами. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецьк, 2003.

Дисертаційна робота присвячена фізико-хімічному дослідженню реакцій фенольних сполук та їх сумішей у складі рослинних екстрактів з пероксильними радикалами етилбензолу, соняшникової олії та дифенілпікрилгідразилом. Встановлено, що природні орто-поліфеноли є одними з найбільш ефективних антиоксидантів. Кількість та хімічна структура цих поліфенольних сполук у складі біологічно-активних речовин рослин визначає антиоксидантні властивості отриманих з них екстрактів. Визначено оптимальні умови екстрагування фенольних сполук з рослинної сировини. Встановлено, що реакційна здатність природних фенолів в реакції з пероксирадикалами, при відсутності стеричних ефектів, визначається двома основними факторами: термодинамічним – міцністю зв’язку, що розривається, і полярним – здатністю молекул віддавати електрони та утворювати з пероксирадикалами в перехідному стані структури з розділенням заряду. Висока активність орто-поліфенолів в реакції з пероксирадикалами етилбензолу пояснюється низькими значеннями міцностей зв’язків реакційних центрів та енергій вищих зайнятих молекулярних орбіталей молекул. Встановлено залежності між кінетичними параметрами антирадикальної активності вивчених рослинних фенолів та їх електронною будовою у вигляді двофакторного кореляційного рівняння, що дозволяє в ряді неутруднених фенолів прогнозувати їх антирадикальну та антиоксидантну активності. Вивчено особливості хемілюмінесценції, що спостерігаються при інгібованому природними фенолами окисненні етилбензолу та соняшникової олії. Встановлено, що реакція між феноксильним та пероксильним радикалами може бути джерелом хемілюмінесцентного світіння. Показано, що основні закономірності в зміні антиоксидантної активності вивчених фенолів та рослинних екстрактів, встановлені при окисненні модельної системи (етилбензол), зберігаються і при переході до природної системи (соняшникової олії).

1. Вивчена антиоксидантна активність рослинних екстрактів та фенольних сполук, що входять до складу більшості екстрактів рослин, в радикально-ланцюгових процесах окиснення етилбензолу та соняшникової олії. Встановлено, що природні орто-поліфеноли є одними з найбільш ефективних антиоксидантів. Кількість та природа цих поліфенольних сполук в складі біологічно-активних речовин рослин визначає антиоксидантні властивості отриманих з них екстрактів.

2. Визначені оптимальні умови екстрагування фенольних сполук з рослинної сировини. Досліджена активність отриманих екстрактів у відношенні до радикалу дифенілпікрилгідразилу. Встановлено зв’язок якісного та кількісного складу фенольних сполук екстрактів з їх антиоксидантною дією.

3. Досліджено реакційна здатність природних фенольних сполук в реакції з радикалами (пероксильними та дифенілпікрилгідразильним). Визначені кінетичні, термодинамічні та активаційні параметри реакції, вивчено механізм взаємодії та зміни реакційної здатності фенолів в залежності від їх будови.

4. Встановлено, що реакційна здатність природних фенолів в реакції з пероксирадикалами, при відсутності стеричних ефектів, визначається двома основними факторами: термодинамічним – міцністю зв’язку, що розривається, і полярним – здатністю молекул віддавати електрони та утворювати з пероксирадикалами в перехідному стані структури з розділенням заряду. Висока активність орто-поліфенолів в реакції з пероксирадикалами етилбензолу пояснюється низькими значеннями міцностей зв’язків реакційних центрів та енергіями вищих зайнятих молекулярних орбіталей молекул.

5. Встановлено залежності між кінетичними параметрами антирадикальної активності вивчених рослинних фенолів та їх електронною будовою у вигляді двофакторного кореляційного рівняння, що дозволяє в ряді просторово-неутруднених фенолів прогнозувати їх антиоксидантну активність та планувати синтез нових антиоксидантів.

6. Квантовохімічними розрахунками встановлено існування перехідного стану з переносом заряду з молекули на радикал в реакції фенолів з пероксирадикалом етилбензолу, що полегшує їх взаємодію. Показано, що результати квантовохімічних розрахунків відображають тенденції в зміні активності реагуючих речовин в залежності від їх будови, що спостерігаються в експерименті.

7. Вивчено особливості хемілюмінесценції, що спостерігаються при інгібованому природними фенольними сполуками окисненні етилбензолу та соняшникової олії. Показано, що реакція між феноксильним та пероксильним радикалами може бути джерелом хемілюмінесцентного світіння. Емітером світіння в цій реакції є хінони в електронно-збудженому стані. Квантовохімічними розрахунками термодинамічних та активаційних параметрів підтверджено можливість утворення електронно-збуджених хінонів в реакції між феноксильним та пероксильним радикалами, яка протікає через стадію утворення проміжного молекулярного інтермедіату.

8. Показано, що основні закономірності в зміні антиоксидантної активності вивчених фенолів, встановлені при окисненні модельної системи (етилбензол), зберігаються і при переході до більш складного субстрату – соняшникової олії. Отримані результати з гальмування окиснення олії природними фенольними сполуками та їх сумішами у складі рослинних екстрактів дозволяють вважати доцільним їх практичне застосування.

Список опублікованих праць здобувача

1. Біла Н.І., Філіпенко Т.А., Ніколаєвський А.М., Опейда Й.О. Структура та антирадикальна активність фенолів рослинного походження в реакції з пероксирадикалами етилбензолу // Доповіді НАНУ.– 2002.– № 11.– С. 135–140.

2. Філіпенко Т.А., Бовкуненко О.П., Базикіна Н.І., Ніколаєвський А.М. Антиоксидантні властивості водних екстрактів лікарських рослин // Фармацевтичний журн. – 2000. - № 5. – С. 81 – 85.

3. Базыкина Н.И., Николаевский А.Н., Филиппенко Т.А., Калоерова В.Г. Оптимизация условий экстрагирования природных антиоксидантов из растительного сырья // Хим. – фарм. журн.– 2002.– Т. 36, № 2. – С. 46 – 49.

4. Біла Н.І., Філіпенко Т.А., Ніколаєвський А.М., Краснікова С.В. Антирадикальна активність фенолів рослинного походження в реакції з дифенілпікрилгідразилом // Фармацевт. журн. – 2002. - № 3. – С. 78 – 82.

5. Базыкина Н.И., Бовкуненко О.П., Николаевский А.Н. Торможение процессов окисления органических веществ фенолами растительного происхождения // Вісник Донецького університету. Сер. А: Природничі науки. – 2001. – Вип.1. – С.170 – 175.

6. Бовкуненко О.П., Філіпенко Т.А., Базикіна Н.І., Ніколаєвський А.М. Антиоксидантні властивості екстрактів з плодів калини звичайної (Viburnum Opulus L.) // Хімічні науки. Хімія та біохімія. Збірник наукових праць Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова.– 1999. – Вип.1. – С.83 – 87.

7. Муранцева О., Бовкуненко О., Базикіна Н. Ефективність та кінетичні закономірності інгібуючої дії водних екстрактів деяких лікарських рослин // Збірник наукових праць сьомої наукової конференції “Львівські хімічні читання - 99”. – Львів: ЛДУ (Україна). – 1999. – С. 98.

8. Белая Н.И., Филиппенко Т.А., Николаевский А.Н., Опейда И.А. О реакционной способности токоферолов как антиоксидантов // Тезисы докладов VI международной конференции “Биоантиоксидант”. – Москва: Инст. хим физики и биохимической физики РАН (Россия). – 2002. – С. 655 – 656.

9. Базыкина Н.И., Николаевский А.Н. Электронное строение растительных фенолов и реакционная способность как антиоксидантов // Праці наукової конференції Донецького нац. університету за підсумками науково-дослідної роботи за період 1999 – 2000рр. Секція хімічних наук. – Донецьк: ДонНУ (Україна). – 2001. – С. 38 – 39.

10. Базыкина Н.И., Юрченко И.С. Электронное строение растительных фенолов, реакционная способность и эффективность как антиоксидантов // Збірка тез доповідей другої всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. – Київ: Київський нац. універ. (Україна). – 2001. – С. 58.

11. Базыкина Н.И. Об антиоксидантных свойствах экстрактов из плодов калины // Материалы международной конференции студентов и аспирантов “Ломоносов - 2000”. – Москва: МГУ (Россия). – 2000. – С. 225.

12. Базыкина Н.И., Бовкуненко О.П., Николаевский А.Н. Торможение процессов окисления органических веществ фенолами растительного происхождения // Тези доповідей симпозіуму “Сучасні проблеми каталізу”. – Донецьк: ДонДУ (Україна). – 2000. – С.41.

13. Белая Н.И., Николаевский А.Н., Филиппенко Т.А., Опейда И.А. О реакционной способности растительных фенолов в радикальных реакциях //Матеріали міжнародного симпозіуму “Сучасні проблеми фізичної хімії”. – Донецьк: ДонНУ (Україна). – 2002. – С.154.