The energy of interaction between various amino acids (glycine, alanine, and phenylalanine) and an AV-17 strongly basic anion exchanger in chloride and nitrate ionic forms under nonexchange absorption conditions is assessed by quantum chemistry calculations. We found that the amount of water in the starting fragments of sorption participants, the counterion of the anion exchanger, and the amino acid radical play an important role in energy and in the ratio of different intermolecular interactions (Coulomb, hydrophobic, and hydrogen bonds) to form ion-molecular structures in the ion-exchanger phase.

Работа посвящена исследованию влияния высоты и диаметра слоя сорбента, плотности егоупаковки, характеристик гидродинамических режимов, а так же концентрации и соотношения компо-нентов раствора на вид выходных кривых при сорбционно-десорбционных процессах.Установлено, что разделение аминокислотсодержащих смесей необходимо проводить на низком и широком слое мелкодисперсного сорбента в солевой форме при отсутствии свободного объемав верхней и нижней части колонки с использованием низких скоростей подачи раствора, чередуястадии сорбции и десорбции. Процесс повторяется несколько циклов для полного разделения компонентов, при этом для десорбции используется вода. Для исследуемой системы на стадии сорбции триптофан переходит в сорбент, и раствор обедняется по аминокислоте, а концентрация соли остается неизменной. Таким образом, уже на первой стадии десорбции получают чистый раствор этой аминокислоты. Десорбция поглощенного компонента эффективно проводится водой при использовании количеств, сопоставимых с объемом раствора с разделяемой смесью

Исследованы межчастичные взаимодействия в фазе анионообменника АВ-17в Сl-форме при необменном поглощении биполярных ионов глицина, фенилаланина и триптофана. Квантово-химическое моделирование образующихся структур проводили с помощью программы Gaussian 03 методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисе 6-31G++(d,p). Показано, что усложнение строения радикала аминокислоты приводит к уменьшению выигрыша энергии сорбции

Based on the stoichiometry of absorption, a thermodynamic approach is proposed for describing the nonexchange sorption of substances with ion exchangers from individual solutions and mixtures. This approach is applied to describe the absorption of amino acids using the sorption of tryptophan and hystidine with anion exchangers AV-17-2P in Cl form as an example. Integral and differential characteristics of nonexchange sorption in these systems are described.

Представлены результаты исследования необменной сорбции аминокислот и их смесей из водных растворов анионообменником АВ-17-2П (Сl). Показано, что на величину сорбции аминокислоты влияет определенное свойство сопутствующего цвиттерлита - стерический фактор, гидрофобность бокового радикала или растворимость

Ion exchange and overoverequivalent sorption in the AV-17-2P-OH-Cl–tryptophan anion-exchange system are studied. It is established that the ion exchange of tryptophan against the background of the exchange of mineral ions (ОН––Сl–) is better accomplished from alkaline solutions on the Cl– form of the adsorbent and the overequivalent adsorption of an amino acid from a salt-containing solution on the OH– form of the anion exchange resin. The results from calculating and analyzing the thermodynamic constants of ion exchange and non-exchange absorption are given.

The formation of structures obtained during the hydration and non-exchangeable absorption of phenylalanine by a low-basic AN-221 ion exchanger in the НСl form is modeled in the work. Quantum chemical calculations are made using the Gaussian 03 program implementing the B3LYP hybrid density functional with the 6-31G++(d,p) basis set. The sequence of hydration and dissociation of functional groups of the ion exchanger is determined, the structure is optimized, and its formation energy during the non-exchangeable sorption of phenylalanine by the AN-221 (НСl) anion exchanger is estimated.

The structure formed in a sorbent during the super-equivalent sorption of glycine by cation exchanger KU-2-8 is optimized via quantum chemical simulation. The differential thermodynamic characteristics of ion exchange and super-equivalent sorption in the studied system are calculated using a thermodynamic approach that allows us to describe the simultaneous exchange and super-equivalent sorption of compounds by ion-exchangers.

A quantum chemical simulation of the structure of a hydrated phenylalanine zwitterion, dimers and larger phenylalanine associates in an aqueous solution is performed by the hybrid B3LYP density functional method with the 6-31G++(d,p) basis set. It is shown that the association of the amino acid occurs by the formation of hydrogen bonds between phenylalanine amino carboxyl groups involving water molecules.

The coefficients and thermodynamic equilibrium constants, activity coefficients of the sorbent phase, and integral and differential Gibbs energies of the ion-exchange and superequivalent sorption of phenylalanine by strongly acidic KU-2-8 cationites in the H form are calculated using a new thermodynamic approach that allows us to describe the simultaneous exchange and superequivalent sorption of substances by ionites.