Углеводы представляют собой наиболее распространенную группу природных соединений, вызывающую возрастающий интерес благодаря своим уникальным физическим, биохимическим и технологическим свойствам, использование которых открывает широкие перспективы в различных областях современной жизни. Источниками углеводов в окружающем нас мире являются, главным образом, растения, хотя углеводы широко представлены в структуре тканей и физиологических жидкостей животных и человека. Среди природных углеводов важнейшая роль принадлежит полигликозидам, основой молекулярной структуры которых являются молекулы глюкозы – целлюлоза, амилоза и многочисленные олигосахариды. В целлюлозе заключено около пятидесяти процентов всего углерода, находящегося в растениях, и по общей массе целлюлоза занимает первое место среди всех органических соединений. Физиологически целлюлоза выполняет структурную функцию – из нее построены клеточные стенки всех растений. Крахмал служит главным энергетическим запасом растений. Молекулы крахмала состоят из двух компонентов – амилозы и амилопектина. Он накапливается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Основными органами растений, где запасается крахмал, являются хлоропласты листьев, а также клубни картофеля или семена злаков и бобовых. Хитин – широко распространенный в природе полисахарид, участвует в образовании наружного скелета членистоногих и некоторых других беспозвоночных животных, а также оболочек некоторых сапрофитов. Олигосахариды (в частности, сахароза), содержащиеся во многих растениях, относятся к важнейшим пищевым продуктам. Области практического использования углеводов и их роль в процессах живой природы настолько разнообразны, что отразить их в одной монографии невозможно. При написании данной книги авторы рассмотрели только те структурные, химические, физические и биологические свойства углеводов и процессы с участием этих соединений, которые на данном этапе представляют максимальный интерес как с точки зрения их биологической роли, так и с позиции их полезности в различных аспектах жизнедеятельности человека, включая медицину и технологию. В монографии рассмотрены главным образом химические взаимодействия с участием гомополисахаридов, построенных из молекул глюкозы, и их свойства. Вместе с тем представлен ряд полисахаридов, состоящих из аминосахаров. Если рассматривать полисахариды в целом, то химические процессы с их участием можно подразделить на две группы. К первой следует отнести химические реакции синтеза полисахаридов из мономерных молекул или дисахаридов, а также реакции с участием полисахаридов, приводящие к разрыву их внутримолекулярных связей и переходу в новое структурное и химическое состояние. К таким реакциям следует отнести в первую очередь ферментативные реакции с участием полисахаридов, а также процессы их химической модификации путем введения разнообразных заместителей органической и неорганической природы. Современные технологии используют также такие способы изменения структурного и реакционного состояния полисахаридов, как интенсивные механические или совмещенные механохимические воздействия, включая сонохимию, плазмохимию и радиохимию. Ко второй группе процессов, представляющих существенный интерес, относятся химические реакции полисахаридов с разнообразными молекулами и ионами, приводящие к образованию между ними устойчивых соединений, не сопровождающиеся разрывом внутримолекулярных связей в полисахаридах. История науки имеет множество значительных достижений, связанных с химией и биохимией полисахаридов, которые открыли новые возможности их практического использования. Начало XX века было ознаменовано присуждением Э.Фишеру Нобелевской премии за открытия в области химии сахаридов, что послужило толчком к стремительному развитию химии углеводов. К наиболее значительным успехам прошедшего столетия в области химии углеводов следует отнести открытие реакций химического синтеза сахаридов и ферментативного синтеза полисахаридов, выявление иммуностимулирующей роли полисахаридов, получение циклодекстринов – природных макроциклических молекул, дающих соединения включения. Был установлен двухкомпонентный состав полисахаридов крахмала и охарактеризована их структура. Выявлено строение молекул целлюлозы и пути ее химической модификации. Промышленное значение целлюлозы огромно. Из нее изготавливают, в частности, хлопчатобумажные ткани и бумагу, хотя производство нитроцеллюлозы составляет более 70% от общего количества перерабатываемого биополимера. До сих пор основными способами обработки целлюлозного сырья остаются так называемые сульфатная и сульфитная варки. К сожалению, данные технологии приводят к накоплению вредных промышленных отходов и загрязнению окружающей среды. Поиск путей эффективного, экологически безопасного использования природных источников целлюлозы позволил не только установить ее молекулярное строение и пути химической модификации, но и привел к разработке неводных растворителей, позволяющих получать концентрированные растворы целлюлозы, являющиеся основой для получения волокон и пленок. Применение метилморфолин-N-оксида и его смесей с диметилсульфоксидом, 2-метил-N-пирролидоном и сульфоланом дает возможность получать растворы с содержанием целлюлозы более двадцати пяти процентов. Такие растворы характеризуются ярко выраженными признаками высокоориентированного состояния молекул биополимера, что создает возможности получения изделий с улучшенными физико-механическими и уникальными оптическими свойствами. Это является предпосылкой для создания замкнутых технологий получения материалов из растворов целлюлозы, использующих регенерацию растворителей и исключающих промышленные экологически вредные сбросы. Интенсивные механические или совмещенные механохимические воздействия на полисахариды или на их коллоиды играют существенную роль в современной технологии их переработки и модификации. Специфика биополимеров накладывает отпечаток на изменение их структуры и реакционной способности при интенсивном перемешивании, сдвиговых воздействиях, истирании и нагреве. Это дает возможность получать продукты с набором свойств, недостижимых при традиционных способах переработки полисахаридов. На основе растворов полисахаридов – целлюлозы, амилозы, хитозана – можно формировать высокопрочные пленки. Химическая модификация молекул биополимеров разнообразными заместителями позволяет получать как растворимые, так и нерастворимые в воде пленки. Важной задачей является разработка биодеградируемых полимеров. Энергетические характеристики взаимодействия сахаридов с разнообразными молекулами, включая хиральные формы, различны. Это свойство лежит в основе применения полисахаридов и сахаров в качестве активных фаз в жидкостной хроматографии. В последнее время полисахариды, такие как циклодекстрины, производные крахмала и целлюлозы широко используются в фармацевтике для разделения и очистки лекарственных форм. Возможность разделения оптически активных таутомеров с помощью полисахаридов имеет большое значение в связи с принятием рядом стран законодательных актов о хиральной чистоте лекарственных препаратов. Развитие химии углеводов привело к тому, что биополимеры данной группы стали с успехом использовать в медицине в качестве конструкционных материалов – искусственные органы (мембраны) и ткани, покрытия, клеи и т.д. В фармацевтической практике полисахариды нашли применение в технологии лекарств как вспомогательные вещества: пролонгаторы, эмульгаторы, покрытия таблеток, основы для мазей и других лекарственных форм. Из целлюлозы и ее производных изготавливают высокоэффективные биосорбенты и энтеросорбенты. Существенный интерес представляет использование полисахаридов при конструировании новых лекарственных препаратов, состоящих из комбинации биополимера-носителя и низкомолекулярных или высокомолекулярных физиологически активных веществ, ковалентно связанных с полисахаридами или инкапсулированных в молекулярные полости, сформированные полисахаридами. Значительная роль при этом отводится циклодекстринам, разнообразным модификациям амилозы, декстранам. В результате появляется возможность получения лекарственных препаратов с заданной активностью, с регулируемой фармакокинетикой (длительностью действия, распределением в организме, направленным транспортом в орган-мишень) и рядом других свойств, которые трудно или невозможно придать традиционно используемым лекарственным формам. Важно, что биодеструкция (ферментативный распад) полисахаридов в организме приводит к их утилизации и практически полному выведению. Конец XX и начало XXI века привнесли в химию углеводов ряд новых направлений, связанных с углублением представлений об их роли в процессах жизнедеятельности, реализацией новых подходов к структурной организации веществ с участием полисахаридных матриц, созданием новых путей направленного синтеза гликозидов и олигосахаридов, а также новых принципов переработки и использования полисахаридов. Важнейшую роль в химии углеводов играет растворитель. Химическая природа и структура растворителя определяют не только их растворимость, но и их структурную и надмолекулярную организацию в растворах и реакционную способность. Процессы гидратации и сольватации играют фундаментальную роль как в химии углеводов, так и во всех процессах, протекающих в живой природе. Необходимо отметить, что роль растворителя в химических реакциях с участием углеводов и в процессах сольватации этих биополимеров в настоящее время недостаточно изучена. Эта проблема, разрабатываемая сравнительно недавно, находится в стадии накопления и осмысления экспериментальных и теоретических результатов. Сделанный краткий экскурс, отражающий роль и место углеводов в современной науке и технологии, не в состоянии охватить эту динамично развивающуюся область в целом. Часть из этих научных направлений рассматривается в данной книге. Доктор химических наук, профессор А.Г.Захаров, Доктор химических наук А.В.Агафонов |
2023. 720 с. Твердый переплет. 21.9 EUR
Книга «Зияющие высоты» – первый, главный, социологический роман, созданный интеллектуальной легендой нашего времени – Александром Александровичем Зиновьевым (1922-2006), единственным российским лауреатом Премии Алексиса де Токвиля, членом многочисленных международных академий, автором десятков логических... (Подробнее) URSS. 2023. 272 с. Мягкая обложка. 15.9 EUR
Настоящая книга посвящена рассмотрению базовых понятий и техник психологического консультирования. В ней детально представлены структура процесса консультирования, описаны основные его этапы, содержание деятельности психолога и приемы, которые могут быть использованы на каждом из них. В книге... (Подробнее) URSS. 2024. 704 с. Твердый переплет. 26.9 EUR
В новой книге профессора В.Н.Лексина подведены итоги многолетних исследований одной из фундаментальных проблем бытия — дихотомии естественной неминуемости и широчайшего присутствия смерти в пространстве жизни и инстинктивного неприятия всего связанного со смертью в обыденном сознании. Впервые... (Подробнее) 2023. 696 с. Твердый переплет в суперобложке. 119.9 EUR
Опираясь на новейшие исследования, историк Кристофер Кларк предлагает свежий взгляд на Первую мировую войну, сосредотачивая внимание не на полях сражений и кровопролитии, а на сложных событиях и отношениях, которые привели группу благонамеренных лидеров к жестокому конфликту. Кларк прослеживает... (Подробнее) URSS. 2024. 800 с. Мягкая обложка. 37.9 EUR
ВЕРСАЛЬ: ЖЕЛАННЫЙ МИР ИЛИ ПЛАН БУДУЩЕЙ ВОЙНЫ?. 224 стр. (ТВЁРДЫЙ ПЕРЕПЛЁТ) 11 ноября 1918 года в старом вагоне неподалеку от Компьеня было подписано перемирие, которое означало окончание Первой мировой войны. Через полгода, 28 июня 1919 года, был подписан Версальский договор — вердикт, возлагавший... (Подробнее) URSS. 2024. 344 с. Мягкая обложка. 18.9 EUR
Мы очень часто сталкиваемся с чудом самоорганизации. Оно воспринимается как само собой разумеющееся, не требующее внимания, радости и удивления. Из случайно брошенного замечания на семинаре странным образом возникает новая задача. Размышления над ней вовлекают коллег, появляются новые идеи, надежды,... (Подробнее) URSS. 2024. 576 с. Мягкая обложка. 23.9 EUR
Эта книга — самоучитель по военной стратегии. Прочитав её, вы получите представление о принципах военной стратегии и сможете применять их на практике — в стратегических компьютерных играх и реальном мире. Книга состоит из пяти частей. Первая вводит читателя в мир игр: что в играх... (Подробнее) URSS. 2024. 248 с. Мягкая обложка. 14.9 EUR
В книге изложены вопросы новой области современной медицины — «Anti-Ageing Medicine» (Медицина антистарения, или Антивозрастная медицина), которая совмещает глубокие фундаментальные исследования в биомедицине и широкие профилактические возможности практической медицины, а также современные общеоздоровительные... (Подробнее) URSS. 2024. 240 с. Твердый переплет. 23.9 EUR
Предлагаемая вниманию читателей книга, написанная крупным биологом и государственным деятелем Н.Н.Воронцовым, посвящена жизни и творчеству выдающегося ученого-математика, обогатившего советскую науку в области теории множеств, кибернетики и программирования — Алексея Андреевича Ляпунова. Книга написана... (Подробнее) 2023. 416 с. Твердый переплет. 19.9 EUR
Вам кажется, что экономика — это очень скучно? Тогда мы идем к вам! Вам даже не понадобится «стоп-слово», чтобы разобраться в заумных формулах — их в книге нет! Все проще, чем кажется. Автор подаст вам экономику под таким дерзким соусом, что вы проглотите ее не жуя! Вы получите необходимые... (Подробнее) |