АНАЛИЗ ФЛУКТУАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ЦИСТЕИН – ОКСИГЕНИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ КОБАЛЬТА (II) С о-ДИСАЛИЦИЛИДЕНФЕНИЛЕНДИАМИНОМ И ЦИТОЗИНОМ МЕТОДОМ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Аннотация
В настоящем сообщении представлены результаты по анализу химических осцилляций, возникающих в гомогенной системе цистеин – оксигенированные комплексы кобальта (ΙΙ) с о-дисалицилиденфенилендиамином и цитозином на основе принципов нелинейной неравновесной термодинамики. Отмечено, что данный подход позволяет прогнозировать эволюцию процессов, далеких от равновесия, устанавливать критерии и движущие силы возникновения в них критических явлений. Термодинамическое описание сильно неравновесных процессов проводится на основе вычисления и анализа характера изменения производной второй вариации энтропии δ2S, которая представляется как производная от термодинамической функции Ляпунова. При решении поставленной в работе задачи обоснован механизм и составлена кинетическая схема протекающих процессов при жидкофазном окислении цистеина в присутствии комплексных соединений кобальта (II) с о-дисалицилиденфенилендиамином, цитозином и молекулярным кислородом. На основе выражений вариации от химического сродства реакционной смеси, отнесенного к температуре, и вариации от термодинамического потока выведено выражение для производной от термодинамической функции Ляпунова. Проведенный термодинамический анализ процесса жидкофазного окисления исследуемого биосубстрата в присутствии смешаннолигандных комплексов кобальта (II) с указанными лигандами в колебательном режиме на основе характера изменения производной функции Ляпунова позволил установить причины возникновения осцилляционных процессов в рассматриваемой гомогенной каталитической системе. Получено, что потеря устойчивости при протекании окислительно-восстановительных процессов в исследуемой системе и переход их в флуктуационный режим происходит в результате сильной удаленности рассматриваемых процессов от химического равновесия и, связанной с этим, нелинейностью системы, наличия автокаталитических стадий, а также положительных обратных связей.
Литература
Koltsova E.M., Tretyakov Yu.D., Gordeev LS, Verte-gel A.A. Nonlinear dynamics and thermodynamics of ir-reversible processes in chemistry and chemical technology. M.: Khimiya. 2001. 408 p. (in Russian).
Magomedbekov U.G. Oxidation of biosubstrates in the oscillatory mode. Makhachkala: IPTS DGU. 2002. 132 р. (in Russian).
Pokrovsky V.N. Introduction to the thermodynamics of complex systems. Principles of mathematical modeling and some applications. M.: LENAND. 2015. Р. 13-51 (in Russian).
Bystray G.P. Thermodynamics of open systems. Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo un-ta. 2006. 64 p. (in Russian).
Etmisheva S.S., Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G. The cobalt (II) complex with o-disalicylidenephenilenediamine, cytosine and molecular oxygen- it’s new catalyst of homogeneous oscillatory mode. Vestn. Dagestan. Gos. Un-ta. Yest. Nauki. 2017. V. 32. N 4.P. 77-83 (in Russian). DOI: 10.21779/2542-0321-2017-32-4-77-83.
Magomedbekov U.G., Gasanova Kh.M., Gasangadzhieva U.G., Abdulkhamidov K.A., Mutsalova S.Sh. Chemical instabilities in oxidation of 1,4-naphthalenediol in homogeneous medium: I. The deterministic character of 1,4-naphthodiol oxidation and its quantitative parameters. Vestn. Moskov. Un-ta. Ser. 2. Khimiya. 2007. V. 62. N 3. P. 172-176.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Nonlinear (fluctuational) dynamics and mathematical modeling of homogenous oxidation of biological substrates. Russ. J. Gen. Chem. 2011. V. 81. N 1. P. 247-257.
Magomedbekov U.G. Chemical oscillations during hy-droquinone oxidation in homogeneous catalytic systems. Russ. J. Phys. Chem. A. 2002. V. 76. N 4. P. 585-590.
Etmisheva S.S., Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G. Nonlinear dynamics of fluctuation processes in the homogeneous oxidation of cysteine in the presence of oxygenated cobalt (II) complexes with o-disalicylidenphenylenediamine and cytosine. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 8. P. 40-46 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186108.5765.
Nicolis G., Prigozhin I. Knowledge of the difficult. Introduction. M.: Kniga po trebovaniyu. 2012. 345 p. (in Russian).
Petelin A.L. Nonlinear thermodynamics of nonequilibrium systems. M.: MGTU. 2014. 110 p. (in Russian).
Zhou D. Kasas-Basquez H., Lebon J. Expanded irreversible thermodynamics. M.-Izhevsk: NITS «Regulyarnaya i khaoticheskaya dinamika». 2006. 528 p. (in Russian).
Magomedbekov U.G., Gasanova Kh.M., Gasangadzhieva U.G., Abdulkhamidov K.A., Mutsalova S.Sh. Chemical instabilities in oxidation of 1,4-naphthalenediol in homogeneous medium: I. The deterministic character of 1,4-naphthodiol oxidation and its quantitative parameters II. Thermodynamic analysis and mathematical modeling. Vestn. Moskov. Un-ta. Ser. 2. Khimiya. 2007. V. 62. N 4. P. 230-236.
Severin E.S. Biochemistry. M.: GEOTAR. 2004. 779 p. (in Russian).
Bratushko Yu.I. Coordination compounds of 3d transition metals with molecular oxygen. Kiev: Naukova Dumka. 1987. 168 p. (in Russian).
Sychev A.Y., Isak V.G. Iron compounds and mechanisms of homogeneous catalysis of the activation of O2, H2O2 and oxidation of organic substrates. Usp. Khim. 1995. V. 64. N 12. P. 1183-1209 (in Russian).
Magomedbekov U.G., Etmisheva S.S., Khasanov I.I. Reversible addition of molecular oxygen by a mixedligand complex of cobalt (II) with o-disalicylidenephenylenediamine and cytosine. Vestn. Chechen. Gos. Un-ta. 2013. V. 1. P. 116-120 (in Russian).
Magomedbekov U.G. Gasangadzhieva U.G., Gasanova H.M., Gadzhibalayeva Z.M., Magomedova R.A. Realization of deterministic chaos during the oxidation of cysteine in the presence of oxygenated iron (II) complexes with dimethylglyoxime and cytosine. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Sev.-Kavk. Reg. Yestestv. Nauki. 2008. N 6 (146). P. 48-52 (in Russian).
Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G., Hasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Thermodynamic analysis of the process of homogeneous oxidation of glutathione in the presence of oxygenated iron (II) complexes. Vestn. Dagestan. gos. Un-ta. Yest. Nauki. 2010. N 6. P. 112-114 (in Russian).
Magomedbekov N.Kh., Gasangadzhieva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Formation of dissipative structures upon homogenous oxidation of biosubstrata: evaluation of dynamic characteristics and parameterization of time series. Vestn. Moskov. Un-ta. Ser. 2. Khimiya. 2011. V. 66. N 6. P. 365-370.
