Выделение и модификация древесных полимеров с получением биоактивных полимеров и матриц

22.03.2021
Химический состав лигноцеллюлозной биомассы
Химический состав древесины
40–50%
15–30%
20–30%

22.03.2021
Маляр Ю.Н., Кузнецова С.А., Шахтшнейдер Т.П., Михайленко М.А. Получение композитов диацетата и дипропионата бетулина с аэросилом// Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2015. Т.8, № 2, С. 277-286.
Получение композитов диацетата и дипропионата бетулина с аэросилом
Динамика изменения концентрации ДПБ в растворе при растворении: физической смеси ДПБ с аэросилом (1),
механоактивированной смеси ДПБ с аэросилом (2)
Получены механоактивированные композиты диацетата и дипропионата бетулина с аэросилом и с помощью физико-химических методов электронной микроскопии, ИК-спектроскопии и РФА показано, что механохимическая активация приводит к образованию композитов диацетата бетулина с аэросилом, и аморфизации кристаллических диацилов..
Показано, что при растворении в воде физических смесей и механоактивированных композитов, увеличивается раствормость диацилов бетулина в воде от 0,8 до 6,1 г/мл.

22.03.2021
Malyar Y.N., Mikhailenko M.A., Pankrushina N.A. Mikheev A.N., Eltsov I.V., Kuznetsova S.A., Kichkailo A.S., Shakhtshneider T.P. Microwave-assisted synthesis and antitumor activity of the supramolecular complexes of betulin diacetate with arabinogalactan// Chemical Papers. 2018. Vol.72. N.3, P. 1257-1263. Q2
Маляр Ю.Н., Михайленко М.А., Панкрушина Н.А., Михеев А.Н., Кузнецова С.А., Шахтшнейдер Т.П. Влияние микроволнового облучения на арабиногалактан и его взаимодействие с диацетатом бетулина // Химия растительного сырья. 2017. №4. C. 73-79. Q4
Получение композитов диацетата бетулина с арабиногалактаном
Microwave heating
AG GPC initial (1) after MW irradianion : AG10 (2) AG30 (3).
Size distributions of BDA particles in water suspensions before (1) and after (2, 3) microwave irradiation under different conditions: 2 – 70 oC, 10 min, 3 – 100 oC, 20 min
МВ нагрев является эффективным методом для осуществления высокоскоростного синтеза супрамолекулярного комплекса ДАБ-АГ. Образующийся при МВ-воздействии супрамолекулярный комплекс может быть перспективным материалом для фармакологических применений.

22.03.2021
Противоопухолевая активность композитов эфиров бетулина с арабиногалактаном
Shakhtshneider T.P., Kuznetsova S.A., Zamay A.S., Zamay T.N., Spivak E.A., Mikhailenko M.A., Malyar Y.N., Kuznetsov B.N., Chesnokov N.V., Boldyrev V.V. New composites of betulin esters with arabinogalactan as highly potent anti-cancer agent// Nat Prod Res. 2016. Vol. 30. N.12, P. 1382-1387 Q2
Antitumor activity against EAC cells of the BDA-AG complexes prepared as the films from the suspensions heated conventionally (1) and heated with microwaves for 10 (2) and 20 (3) min in comparison with control (4).
Apoptotic activity against lung adenocarcinoma A549 cells of the initial BDA and BDP (1), physical (2) and ball-milled (3) 1:9 BDA (BDP) – AG mixtures, BDA (BDP) – AG films obtained by evaporation of aqueous solutions (4)
Получены композиты ДАБ и ДПБ с водорастворимым полисахаридом арабиногалактаном с увеличенной растворимостью. Исследования in vitro показали, что композиты сложных эфиров бетулина с арабиногалактаном, проявляют более высокую противоопухолевую активность по сравнению с исходными веществами.

22.03.2021
Получение сульфатированных этаноллигнинов
IR-spectra of ethanol lignin fir and sulfated ethnollignin
Mechanism of dialysis on ethanollignin and its sulfated derivatives MWD curves
GPC and elemental analysis of sulfated ethanollignin
Маляр Ю.Н., Васильева Н.Ю., Казаченко А.С., Скворцова Г.П., Королькова И.В. Изучение процесса сульфатирования этаноллигнина пихты комплексами серного ангидрида с диоксаном и пиридином // Химия растительного сырья 2020 Q4
Впервые с высоким выходом и степенью сульфатирования более 12% получен водорастворимый сульфатированный этаноллигнин. Введение сульфатных групп подтверждено ИК- и ЯМР-спектроскопией. Введение сульфатных групп пропорционально увеличивает молекулярную массу образцов до 4кДа, что позволяет количественно оценивать степень сульфатирования.

22.03.2021
Получение азопроизводных этаноллигнинов
Malyar Yu.N., Borovkova V.S., Shakulya D.A., Vasilyeva N.Yu. Synthesis and Photosensitivity of new azo polymer from wood ethanollignin// Journal of Applied Polymer Science in Press
сульфаниловая кислота
п-нитроанилин
Спектры поглощения азотированного сульфаниловой кислотой этаноллигнина пихты в ДМСО (470 нм; 365 нм)
1 – исходный этаноллигнин пихты; 2 – азотированный сульфаниловой кислотой; 3 – азотированный п-нитроанилином
Из образцов этаноллигнинов и сульфатированных этаноллигнинов пихты и осины путем реакций азосочетания с помощью сульфаниловой кислоты и п-нитроанилина синтезированы новые водорастворимые азопроизводные органосольвентных лигнинов пихты. Установлены параметры цис-транс изомеризации под действием УФ-излучения.

22.03.2021
Проект РФФИ 20-33-70256 Стабильность
«Создание фундаментальных основ выделения и модификации древесных гемицеллюлоз как перспективных биоактивных полимеров и матриц»
Руководитель: к.х.н. Маляр Ю.Н.

22.03.2021
Каталитическое окислительное фракционирование древесины в присутствии катализаторов (NH4)6Mo7O24, MnSO4, TiO2, ZnSO4 в среде «пероксид водорода – уксусная кислота – вода»
Обработка ультразвуком, механическая активация, микроволновое облучение, направленные на улучшение растворимости, изменение молекулярно-массовых характеристик, повышении реакционоспособности
Получение полианионных полимеров - введение сульфатных групп с использованием системы SO3-диоксан, SO3-ДМФА и других
Получение полимерных матриц - химическая модификация гемицеллюлоз путем сшивки с молекулами хитозана, поливинилпирролидона и других поликатионных полимеров с различными молекулярными массами
Для изучения состава и строения гемицеллюлоз, продуктов их химической модификации, будет использован широкий арсенал физико-химических методов исследования, включая 1Н и 13С ЯМР, ИКС с Фурье преобразованием, ГЖХ, ВЭЖХ, БЭТ, ДТА-ДСК, а также традиционные методы химического анализа.
Методы и подходы для реализации проекта

22.03.2021
Изучение молекулярно-массовых характеристик
гемицеллюлоз
Маляр Ю.Н., Боровкова В.С., Чудина А.И., Судакова И.Г. Определение констант уравнения Марка-Куна-Хаувинка древесных гемицеллюлоз методом гель-проникающей хроматографии// Аналитика Сибири и Дальнего Востока, Новосибирск, 2020
Влияние катализатора на разветвленность
Влияние продолжительности на конформацию

22.03.2021
Участие в выполнении фундаментальных
и прикладных исследований
1.РФФИ 20-33-70256 Стабильность «Создание фундаметальных основ выделения и модификации древесных гемицеллюлоз как перспективных биоактивных полимеров и матриц». - Руководитель
2. РФФИ 18-43-243016 р_мол_а «Модификация древесных лигнинов с получением перспективных фармакологически активных и светочувствительных водорастворимых полимеров». – Руководитель
3. РНФ 16-13-10342 «Разработка новых методов получения ценных химических продуктов путем каталитической деполимеризации органосольвентных древесных лигнинов»; - Ответственный исполнитель
4. РФФИ № 15-53-16015 НЦНИЛ_а «Зеленый» синтез ценных химических веществ из растворимого лигнина с использованием твердых катализаторов.»; - Исполнитель
5. РФФИ № 16–43–242083 р_офи_м «Создание фундаментальных основ «зеленых» методов получения из биомассы лиственницы физиологически активных и наноструктурированных функциональных материалов, нанобиокомпозитных удобрений»; - Исполнитель
6. Проект РФФИ № 16-33-50137 мол_нр «Получение физиологически активных композитов на основе бетулина и его производных с помощью механохимических методов и микроволновой обработки и исследование их свойств» - Ответственный исполнитель
7. РФФИ № 18-43-240003 р_а «Разработка научных основ технологии переработки природного органического сырья в биодеградируемые композиционные материалы на основе альфа-ангеликалактона и целлюлозы»; - Исполнитель
8. РФФИ № 18-53-16001 НЦНИЛ_а «Фундаментальные основы каталитической переработки древесной биомассы в среде суперкритических спиртов»; - Исполнитель
9. ФЦП на 2014-2020 годы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России" Гос. контракт № 14.607.21.0031 "Создание основ технологии комплексной переработки биомассы березы с получением биотоплив, биологически активных веществ и функциональных материалов" (2014-2016) - Исполнитель