РОЗРАХУНОК ГІДРОФІЛЬНО-ЛІПОФІЛЬНОГО БАЛАНСУ ДЛЯ СИСТЕМИ 2,3-ЗАМІЩЕНОГО-5,6-ДИГІДРО-3H-[1,3]ТІАЗОЛО[3,2-b][1,2,4]ТРИАЗОЛ-7-ІЮ

Анотація

Катіонні поверхнево-активні речовини широко застосовуються в промисловості, медицині та при вивченні ряду фізико-хімічних процесів. Аналіз літературних даних свідчить про високу протимікробну, антигрибкову та біоцидну активність кПАР. Широке використання методів QSPR дозволяє проводити прогнозування властивостей нових сполук з наперед заданими властивостями. Одним із важливих параметрів кПАР є співвідношення полярної (зарядженої позитивно «голови») та неполярної (довгого вуглеводневого «хвоста») частин їх молекул. Таке співвідношення називають гідрофільно-ліпофільним балансом (HLB). У 1949 р. Гріффіна та у 1957 р. Девіс розробили шкали HLB колоїдних ПАР, згідно яких, HLB параметр може приймати значення в інтервалі від 1 (речовина не розчиняється у воді, але добре розчиняється у неполярних рідинах) до 40 (речовина добре розчиняється у воді, і не розчиняється у неполярних рідинах) умовних одиниць. Враховуючи складність експериментального визначення показника HLB, було розроблено математичні адитивні моделі для його розрахунку.

У наших попередніх дослідженнях було розроблено методики синтезу катіонних 1,2,4-триазолієвих систем, у тому числі кПАР на основі 1,3-тіазоло-1,2,4-триазолієвого конденсованого ядра. Таким чином, в якості модельних об’єктів у даному дослідженню було обрано 2,3-заміщені 5,6-дигідро-3H-[1,3]тіазоло[3,2-b][1,2,4]триазол-7-ію.

Конструювання модельних сполук проводили у програмі Avogadro із наступною оптимізацією геометрії за допомогою силового поля MMFF94. Розрахунок індексу HLB проводили трьома методами: методом Гріфіна, Девіса, та по співвідношенню полярної та неполярної площі на ізоповерхні молекули, за допомогою програмного пакету Vega ZZ.

Встановлено прості математичні рівняння для розрахунку HLB на основі кількості атомів карбону у довго ланцюгових алкільних замісниках. Значення HLB є найбільшими при розрахунку за співвідношенням площ полярної та неполярної частин молекули. Розраховані значення HLB змінюються в широкому діапазоні, що дозволяє віднести досліджені системи до емульгаторів «олія/вода» (при коротких алкільних ланцюгах С₁–С₄), змочуючих агентів (при коротких алкільних ланцюгах С₁–С₅), емульгаторів «вода/олія» (при алкільних ланцюгах С₅–С₂₀), антивспінювачів (при алкільних ланцюгах С₁₈–С₂₀).