Квантово-химическое и электрохимическое исследование окисления метионина в различных средах

Abstract

С применением квантово-химических расчетов изучено электрохимическое анодное окисление метионина в кислых и щелочных водных растворах на платине. Методом B3LYP/6-31G* показано, что наиболее вероятным реакционным центром окисления метионина в кислых средах является атом серы, o чем свидетельствует необратимая волна окисления метионина в области 0.78—1.5 В (Ag/AgCl). Установлено, что в щелочных растворах электроокисление метионина также происходит необратимо, но через две последовательные стадии разряда карбоксильного аниона, что хорошо согласуется с данными квантово-химических расчетов. На основе полученных экспериментальных и расчетных данных, а также идентификации продуктов электроокисления предложен механизм окисления метионина в щелочной среде.

З використанням квантово-хімічних розрахунків досліджено електрохімічне окиснення метіоніну в кислих та лужних водних розчинах на платині. Методом B3LYP/6-31G* показано, що найбільш імовірним реакційним центром окиснення метіоніну в кислому середовищі є атом сірки. Встановлено, що в лужних розчинах електроокиснення метіоніну відбувається необоротно через стадію розряду карбоксильного аніону, що добре корелює з даними квантово-хімічних розрахунків. На основі отриманих експериментальних і розрахункових даних, а також проведеної ідентифікації продуктів електроокиснення запропоновано механізм окиснення метіоніну в лужному середовищі.

The processes of methionine oxidation on the platinum electrode in the acid and alkali solvents have been investigated by the DFT quantum chemical and electrochemical methods. Based on calculation it is shown that the most probable reaction center of methionine oxidation in acid solution is the Sulfur atom. It is found that in alkali solution the methionine oxidation proceeds irreversiblе by the carboxyl anion discharge, which is in a good agreement with quantum chemical calculation. On the basis of experimental and theoretical data with additional chemical identification of the obtained electrooxidation products a new mechanism of methionine oxidation in alkali medium has been proposed.