ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

ДЕСТРУКЦИЯ ВИТАМИНА В12 ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА

Чт, 30 мая 2024 08:16:01 +0300

Одной из самых привлекательных молекулярных систем в мире химии и медицины является витамин В₁₂, который был первоначально открыт как фактор против дефицитной (пернициозной) анемии. Дефицит этого незаменимого витамина приводит к снижению в крови количества эритроцитов и падению уровня гемоглобина. В статье дается краткий обзор процессов, протекающих с участием витамина B₁₂ и хлорноватистой кислоты, супероксида, синглетного кислорода, пероксида водорода, гидроксильного радикала, пероксинитрита. В условиях гипоксии может происходить нарушение переноса кислорода в электронно-транспортной цепи, следствием чего является восстановление кислорода на убихиноне до супероксида под действием электронов, не достигших цитохромоксидазы; развивается окислительный стресс, в процессе которого образуются кислородсодержащие радикалы, вызывающие необратимые изменения витамина и приводящие к потере биологической активности. В качестве окислителя может также выступать пероксид водорода, образующийся в результате протонирования и последующего диспропорционирования супероксида. Пероксид водорода способен вступать в реакцию Фентона с металлами переменной степени окисления, которая приводит к образованию реакционноспособного гидроксильного радикала. Кроме того, в качестве окислителей могут выступать хлорноватистая кислота, генерируемая ферментом миелопероксидазой в присутствии пероксида водорода и хлорида, а также пероксинитрит – активный окислитель, образующийся при взаимодействии супероксида с оксидом азота(II). Последний в условиях гипоксии продуцируется в больших количествах за счет повышения активности эндотелиальной синтетазы оксида азота(II). Рассмотрены публикации, посвященные влиянию различных окислителей на стабильность витамина В₁₂.

Для цитирования:

Ерина А.А., Бородулин В.Б., Деревеньков И.А., Макаров С.В., Ищенко А.А. Деструкция витамина В₁₂ при взаимодействии с активными формами кислорода. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 6-18. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7043.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИНОЦИЦЕПТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЗАМЕЩЕННЫХ ЭФИРОВ 4-ОКСО-2-(3-ЦИАНО-4,5,6,7-ТЕТРАГИДРОБЕНЗО[B]ТИОФЕН-2-ИЛАМИНО)БУТ- 2-ЕНОВЫХ КИСЛОТ

Чт, 30 мая 2024 08:31:06 +0300

В настоящей работе представлены результаты продолжения изучения синтетических превращений под действием нуклеофильных реагентов замещенных 3-тиенилимино-3Н-фуран-2-онов, содержащих нитрильный заместитель в третьем положении тиофенового кольца. Данный класс соединений вызывает большой интерес для изучения благодаря содержанию в своей структуре нескольких реакционных центров, что позволяет получать продукты разнообразного строения, сохраняя при этом важные фармакофорные группы (фрагмент 2-аминотиофена и фрагмент 2,4-диоксобутановой кислоты). Нами были синтезированы и изучены на предмет биологической активности эфиры замещенных 4-оксо-2-(3-циано-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино)бут-2-еновых кислот, которые были получены многостадийным синтезом. Предложенный метод обеспечивает высокие выходы целевых продуктов и включает в себя взаимодействие 4-арил-2-гидрокси-4-оксобутановых кислот с нитрилом 2-амино-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты, последующую внутримолекулярную циклизацию полученных продуктов под действием пропионового ангидрида, а также дециклизацию полученных замещенных 3-тиенилимино-3Н-фуран-2-онов под действием первичных спиртов. Подтверждение структуры выделенных итоговых соединений проводилось методами ¹Н и ¹³С ЯМР спектроскопии, а также элементного анализа. Полученные соединения подвергались скринингу in vivo с целью обнаружения и оценки их биологической активности и острой токсичности. Антиноцицептивная активность изучалась на белых беспородных мышах обоих полов посредством термического раздражения «горячая пластинка» при внутрибрюшинном введении. Острая токсичность изучалась по методу Першина, основанном на наблюдении за состоянием мышей в течении 10 сут. после внутрибрюшинного введения тестируемых соединений. Согласно полученным результатам, протестированные соединения обладают выраженной антиноцицептивной активностью, а оценка острой токсичности указывает на их принадлежность к V классу практически нетоксичных препаратов. Высокие значения антиноцицептивной активности в сочетании с низкой токсичностью делают рассмотренные эфиры замещенных 4-оксо-2-(3-циано-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино)бут-2-еновых кислот высоко перспективным классом для дальнейшего изучения с целью поиска и разработки новых биологически активных соединений с обезболивающим действием и низкой токсичностью.

Для цитирования:

Шаравьева Ю.О., Махмудов Р.Р., Шипиловских Д.А., Силайчев П.С., Горбунова И.А. Синтез и исследование антиноцицептивной активности замещенных эфиров 4-оксо-2-(3-циано-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино)бут-2-еновых кислот. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 19-27. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7029.

СИНТЕЗ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ γ-ЛАКТОННОГО КОЛЬЦА, СОДЕРЖАЩИХ ПИРИДИНОВЫЕ И ТРИКОНДЕНСИРОВАННИЕ СИСТЕМЫ

Чт, 30 мая 2024 08:43:59 +0300

Лактон-пиридоновые кольца содержат множество биологически активных молекул природного и искусственного происхождения. Молекулы, содержащиеся в этих двух кольцах, представленные серпежином и его производными, также будут проявлять высокую биологическую активность. Также нужно принять во внимание, что как натуральные, так и синтетические мультизамещенные лактоны имеют высокую биологическую активность. Таким образом, исследования в области мультизамещенных лактонов и дальнейшие превращения имеют вполне конкретный интерес. Первоначальным этапом был синтез 2-ацетилфуранонового кольца. На следующем этапе, в результате конденсации этилцианоацетата с 2-ацетилфураноном по Кневенагелю, были получены 3-замещенные лактоны, которые по данным ¹H ЯМР спектроскопии представляют собой смесь E и Z изомеров. Затем при нагревании 3-замещенных лактонов с диметилформамид диметилацеталем ДМФА/ДМА были получены 3-замещенные лактоны, содержащие в структуре диеновый фрагмент. Стереоселективное присоединение E было обнаружено с помощью ¹H ЯМР спектра. Затем под действием соответствующего амина в результате реакций межмолекулярного замещения образуются соединения, содержащие лактонную и пиридиновую группу, изолированную σ-связью (серпежиноподобное соединение). При нагревании в щелочной среде происходит внутримолекулярная циклизация с образованием новых триконденсированных систем из-за близкого расположения циановой группы пиридинового кольца и четвертой метильной группы лактонового кольца. Таким образом, разработан оптимальный метод синтеза серпежиноподобных соединений. Данные соединения вызывают интерес тем, что в своем скелете имеют не только конденсированную систему, но и спироциклы, поэтому могут служить объектами для дальнейших исследований.

Для цитирования:

Акопян Р.М., Харатьян Л.А., Айоцян С.С., Аттарян О.С., Меликян Г.С. Синтез новых производных γ-лактонного кольца, содержащих пиридиновые и триконденсированние системы. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 28-40. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7068.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ СОРБИНОВОЙ И БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТ БЛОК-СОПОЛИМЕРОМ «ПЛУРОНИК»

Oksana A. Pakhomova, Anastasia V. Polteva, Nadezhda Ya. Mokshina — Чт, 30 мая 2024 09:00:39 +0300

Экстракционные системы на основе водорастворимых полимеров представляют собой вариант «зеленой» экстракции, отличающийся применением безвредных, экологически безопасных реагентов. Актуальность работы обусловлена возрастающими требованиями к экстрагентам, способным обеспечить практически полное извлечение сорбиновой и бензойной кислот из пищевых объектов с целью их последующего количественного определения. Работа посвящена изучению экстрагирующей способности блок-сополимера «Плуроник» по отношению к сорбиновой и бензойной кислотам и установлению закономерностей межфазного распределения в исследованных системах. Неионогенные поверхностно-активные блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида обеспечивают высокие количественные показатели межфазного распределения широкого класса органических веществ. В небольших количествах сорбиновая и бензойная кислоты в составе продуктов питания не оказывают негативного влияния на здоровье человека, но завышенное содержание консервантов вызывает патологии организма. Поэтому разработка новых методик извлечения и определения сорбиновой и бензойной кислот в водных средах с целью дальнейшего контроля их содержания в пищевых объектах является актуальной задачей аналитической химии. В статье приводятся рассчитанные коэффициенты распределения и степень извлечения сорбиновой и бензойной кислот с применением в качестве экстрагента блок-сополимера «Плуроник» и высаливателя сульфата аммония. Установлены концентрации аналитов и экстрагента, а также соотношение объемов водной и органической фаз, при которых достигаются максимальные экстракционные характеристики. В работе применен электрофоретический анализ водной фазы после экстракции, установлены параметры количественного определения сорбиновой и бензойной кислот. Предложены схемы взаимодействия блок-сополимера с аналитами за счет водородных связей, учитывающие особенности строения «Плуроника» и извлекаемых веществ.

Для цитирования:

Пахомова О.А., Полтева А.В., Мокшина Н.Я. Исследование экстракции сорбиновой и бензойной кислот блок-сополимером «Плуроник». Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 41-47. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7020.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ L-КАРНОЗИНА С НИКОТИНОВОЙ И ИЗОНИКОТИНОВОЙ КИСЛОТАМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ 298,15 К

Elena Yu. Tyunina, Igor N. Mezhevoi, Vladimir P. Barannikov — Чт, 30 мая 2024 09:09:39 +0300

Понимание механизма взаимодействия лекарственных веществ с белками привлекает внимание многих исследователей. Термодинамические исследования жидкофазных систем, содержащих пептид и лекарственное средство, позволяют определить природу и движущие силы взаимодействия между ними. В данной статье представлены результаты исследования взаимодействия пептида L-карнозина (Car) как модели полипептидных цепей в белке, с изоникотиновой и никотиновой кислотами, как моделями лекарственных средств, в водных растворах с использованием калориметрического метода. Калориметрические измерения энтальпии растворения L-карнозина в воде и водном растворе с добавками изомеров пиридинмонокарбоновой кислоты проводили на изопериболическом калориметре растворения ампульного типа при 298,15 К. Погрешность измерения одиночных тепловых эффектов не превышала 0,2%. Относительная комбинированная погрешность измерений энтальпий растворения составляла не более 0,7%. На основании полученных экспериментальных данных и с помощью компьютерной программы HEAT рассчитаны термодинамические параметры (lgK_c, Δ_cG, Δ_cH, Δ_cS) комплексообразования между реагентами. Проведено сравнение способности пептида к взаимодействию с никотиновой и изоникотиновой кислотами. Показано, что взаимодействие L-карнозина с изоникотиновой кислотой приводит к образованию более стабильного комплекса, чем с никотиновой кислотой. Этот факт можно объяснить, прежде всего, изменением ионного состояния реагентов в растворе и преобладанием цвиттер-ионных форм для изоникотиновой кислоты по сравнению с никотиновой кислотой. Полученные данные свидетельствуют о наличии в водных растворах молекулярных комплексов карнозина с изомерами пиридинкарбоновой кислоты со стехиометрией 1:2. Комплексы карнозина с изоникотиновой кислотой в основном стабилизированы энтальпийным вкладом, а комплексы карнозина с никотиновой кислотой стабилизированы как энтальпийным, так и энтропийным вкладами в свободную энергию Гиббса. Предполагается, что основными типами взаимодействий при образовании комплексов являются электростатические силы и образование водородных связей между пептидом и пиридинкарбоновыми кислотами.

Для цитирования:

Тюнина Е.Ю., Межевой И.Н., Баранников В.П. Взаимодействие L-карнозина с никотиновой и изоникотиновой кислотами в водных растворах при 298,15 К. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 48-54. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7010.

ОЦЕНКА ЛИПОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ АНТИБИОТИКОВ ГРУППЫ ЦЕФАЛОСПОРИНОВ

Чт, 30 мая 2024 09:18:42 +0300

В рамках исследования проведен сравнительный анализ липофильных свойств трех представителей разных поколений антибиотиков группы цефалоспоринов, а именно, цефазолина, цефотаксима и цефепима. Липофильность – очень важное физико-химическое свойство лекарственных веществ, так как оно определяет их способность проходить через защитные барьеры, распределяться, накапливаться в тканях и жидкостях организма, расщепляться и выводиться, что, в свою очередь, влияет на проявление антибактериальной активности и цитотоксического эффекта антибиотиков. В ходе эксперимента готовили серию водных растворов лекарственных препаратов, далее проводили экстракцию антибиотиков оливковым маслом высокой степени очистки, после осуществляли забор водной фазы и определяли для нее величину осмоляльности. На основе градуировочных зависимостей величины осмоляльности от концентрации антибиотика в водной фазе после экстракции были посчитаны логарифмы коэффициентов распределения в системе «масло/вода», что является численным показателем липофильности веществ. Используя возможности онлайн платформы «Molinspiration Cheminformatics Software», были также определены теоретические значения логарифмов коэффициентов распределения исследуемых лекарственных препаратов, при этом выявлено, что теоретические значения коррелируют с экспериментальными. Основываясь на полученных данных, выявлено, что исследуемые антибиотики обладают низкой липофильностью, которая уменьшается в ряду: цефотаксим > цефазолин > цефепим. Также в работе оценена зависимость между рН раствора и липофильными свойствами. Коэффициенты r–Пирсона между рН и концентрацией антибиотиков в масле после экстракции цефотаксима и цефазолина показывают слабую обратную связь между исследуемыми показателями. Для растворов цефепима аналогичный коэффициент линейной корреляции демонстрирует прямую высокую связь между рН раствора и липофильностью антибиотика. Полученные результаты исследования могут быть учтены в ходе антибиотикотерапии соответствующими цефалоспоринами, а также при создании антибиотиков нового поколения.

Для цитирования:

Катаева Н.Н., Наронова Н.А., Голицына К.О., Белоконова Н.А., Шулепова К.Е. Оценка липофильных свойств антибиотиков группы цефалоспоринов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 55-62. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7018.

КОМПОЗИЦИОННЫЙ ФИЛЬТР TiO2-SiO2-Ag НА СТЕКЛОТКАННОЙ ОСНОВЕ: СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

Чт, 30 мая 2024 09:27:39 +0300

Композитные пленки на основе каталитически активных форм диоксида титана, синтезированные на волокнистой структуре стеклоткани, являются перспективным решением для создания антибактериальных фильтров фотокаталитического окисления клеток микроорганизмов под воздействием излучения света видимой области спектра. Полученный в настоящей работе фильтр представляет собой многослойную композиционную пленку TiO₂-SiO₂-Ag, связанную с волокнами стеклотканного носителя. Этот материал обладает фотокаталитической активностью, обусловленной присутствием диоксида титана в анатазной фазе, который под воздействием светового излучения способен разлагать сорбированные на поверхности фильтра органические соединения и микроорганизмы. Особое внимание было уделено термическому анализу, в результате чего был определен оптимальный режим ступенчатой термической обработки материалов для получения необходимого фазового состава. Подобранный режим термообработки позволил повысить кристалличность анатазной фазы TiO₂, что существенно повлияло на его оптические характеристики, такие как показатель преломления и энергию ширины запрещенной зоны. В работе продемонстрировано противомикробное действие материала TiO₂-SiO₂-Ag/стеклонить, тестируемого в качестве фильтра в процессе очистки воздуха. После применения данного материала в качестве фильтра удалось в значительной степени снизить количество колоний кишечной палочки, обнаруженных в смывах фильтра, достигая уровня 125 КОЕ м^-3. Это свидетельствует о высокой окислительной способности фильтра по отношению к микроорганизмам и подтверждает его потенциал использования в области фотокаталитической очистки воздуха, авторы отмечают возможность применения разработанного материала в области водоочистки и обработки поверхностей, что обуславливает перспективность дальнейших исследований.

Для цитирования:

Бузаев А.А., Ткачук В.А., Лютова Е.С., Борило Л.П. Композиционный фильтр TiO₂-SiO₂-Ag на стеклотканной основе: синтез, физико-химические и антибактериальные свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 63-71. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7001.

ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕКАНИЯ СО ЩЕЛОЧЬЮ КОНЦЕНТРАТА ИЗ ОТВАЛЬНЫХ МЕДНЫХ ХВОСТОВ

Чт, 30 мая 2024 09:42:50 +0300

Длительный период разработки месторождений приводит к сокращению объема балансовых запасов руд, при этом растет объем накопления отходов (хвостов) горно-обогатительного производства, в связи с этим актуальной проблемой является переработка отвальных хвостов обогащения, которая может служить дополнительным источником товарной продукции цветных металлов. Поставленные задачи могут быть решены при реализации комплексного извлечения ценных компонентов и при снижении топливных и энергетических затрат на этапе низкотемпературного спекания с получением белой сажи (марки БС-100). С целью определения количества тепла химических реакций при спекании чернового медного концентрата с гидроксидом натрия проводили термохимические расчеты. Для проведения исследований использовали черновой медный концентрат с содержанием меди 4,40%, серебра 77,03 г/т. Получено уравнение для расчета теплового эффекта химических реакций спекания чернового концентрата. Согласно этому уравнению, наибольший вклад в выделение тепла обеспечивает содержание железа (60%), втрое меньший и поровну (19%) - медь и кремний, и около 0,2% поглощается за счет алюминия. Тепловой эффект спекания составит -920,45 кВт·ч/т концентрата. Из теплового баланса спекания следует, что при расходе щелочи до 200% от массы концентрата тепла химических реакций будет достаточно для автогенности процесса. Проведены исследования по спеканию концентрата со щелочью в интервале температур 250-500 °С и получению белой сажи из продуктивного раствора выщелачивания с извлечением 60% кремния. Белую сажу (mSiO₂‧nН₂О) выделили путем двухступенчатой карбонизации силикатного раствора углекислым газом в рециркуляционной системе с дальнейшим промыванием осадка раствором серной кислоты.

Для цитирования:

Каримова Л.М., Кайралапов Е.Т., Макашева Г.К., Харченко Е.М. Изучение термохимических характеристик спекания со щелочью концентрата из отвальных медных хвостов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 72-79. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7004.

ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ НА ПРОЦЕССЫ СПЕКАНИЯ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КОРДИЕРИТОВЫХ СТЕКОЛ, ПОЛУЧЕННЫХ ПУТЕМ ПЛАВЛЕНИЯ В ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕ

Sharif M. Sharafeev, Valentin V. Shekhovtsov, Elena E. Zvyagina — Чт, 30 мая 2024 11:25:24 +0300

Настоящая статья посвящена получению стекол и стеклокристаллических материалов кордиеритового (2MgO∙2Al₂O₃∙5SiO₂) состава. В работе были исследованы процессы, протекающие при кристаллизации и спекании стекол, полученных путем плазменного плавления материалов на основе природного сырья, чистых оксидов и предварительно синтезированного кордиерита. Установлено, что полученные при плазменном плавлении кордиеритовые стекла вследствие высокой скорости нагрева и охлаждения характеризуются высокой дефектностью строения. Релаксация микронапряжений в стеклах протекает в температурном диапазоне 480 – 490 °C. Стекла на основе синтезированного кордиерита характеризуются температурой кристаллизации 930 – 1020 °C в зависимости от наличия и вида нуклеатора, что примерно на 20 – 50 °С меньше по сравнению со стеклами на основе компонентных смесей. Первичным продуктом кристаллизации исследуемых стекол при температуре выше 900 °C является твердый раствор со структурой высокотемпературного кварца MgO∙Al₂O₃∙3SiO₂, который при увеличении температуры выше 1000 °С образует кордиерит при разложении. Введение в состав шихт 5% ZrO₂ увеличивает вязкость размягченных стекол и температуру их кристаллизации, что увеличивает активность стеклопорошков при спекании стеклокерамики за счет большего вклада этапа жидкофазного спекания в процесс консолидации материала, что позволяет получать при температуре 1300 – 1350 °C керамику с открытой пористостью 2 – 4%. Введение в состав шихт 5% TiO₂ снижает температуру кристаллизации кордиерита на 30 – 50 °С, однако не оказывает существенного влияния на процессы спекания стеклокерамики.

Для цитирования:

Шарафеев Ш.М., Шеховцов В.В., Звягина Е.Е. Влияние компонентного состава сырьевой смеси на процессы спекания и кристаллизации кордиеритовых стекол, полученных путем плавления в термической плазме. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 80-87. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7032.

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ПРИ ДЕГИДРИРОВАНИИ МЕТАНОЛА ДО ФОРМАЛЬДЕГИДА НА НАНЕСЕННЫХ ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ

Чт, 30 мая 2024 11:50:28 +0300

В представленной статье приводятся результаты исследования активности нанесенных оксидных катализаторов в процессе получения формальдегида из метанола. Модельные катализаторы готовили путем пропитки мелкопористого силикагеля нитратными растворами цинка, меди, серебра, натрия с последующей термообработкой. Каталитические свойства образцов исследовали в реакции дегидрирования метанола в проточном режиме на мелкой фракции катализатора. При усложнении состава питательной смеси часть аргона замещали водородом, моно- и диоксидом углерода. Анализ реакционной смеси проводили методами газовой хроматографии, ИК-спектроскопии и фотоколориметрии. При температуре ~350 °C начинается заметное образование формальдегида, по достижении температуры в реакторе 500 °C переработка метанола начинает снижаться, тогда как концентрация формальдегида меняется несущественно. Наряду с формальдегидом в продуктах реакции фиксируется диметиловый эфир, метан и диоксид углерода. По окончании испытаний на поверхности катализатора методами элементного анализа количественно определяются углерод, кислород и водород, соотношение между которыми соответствует формуле (-COH-)_n. То есть, наряду с целевой реакцией метанол расходуется на образование поверхностных углеводородов. Оксиметиленовые олигомеры могут разлагаться по двум конкурирующим маршрутам с образованием формальдегида или углерода и СО₂. Добавление диоксида углерода в исходную газовую смесь после выхода катализатора на стационарный режим приводит к существенному росту его производительности по формальдегиду. Очевидно, что маршрут с образованием углекислоты сопряжен с целевой реакцией получения формальдегида, где каталитическая реакция поддерживает определенную концентрацию активных центров. Таким образом, можно полагать, что диоксид углерода, как продукт разложения поверхностных оксиметиленовых соединений, оказывает влияние на скорость каталитической реакции путем сохранения определенной концентрации поверхностных углеводородов, которые необходимы в качестве элемента активного каталитического центра.

Для цитирования:

Морозов Л.Н., Воробьев А.С., Кунин А.В., Егоров Н.А., Тимошин Е.С. Влияние состава питательной газовой смеси при дегидрировании метанола до формальдегида на нанесенных оксидных катализаторах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 88-95. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7003.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЛЛОИДНОЙ ФОРМЫ ЖЕЛЕЗА С РИБОФЛАВИНОМ И L-ЛИЗИНОМ

Чт, 30 мая 2024 00:00:00 +0300

В данной работе представлены результаты разработки и исследования коллоидного комплекса эссенциального микроэлемента железа с витамином B₂ рибофлавином и незаменимой аминокислотой L-лизином. В результате разработана методика получения коллоидного комплекса витамин-микроэлемент-аминокислота, которая осуществляется в 2 этапа. В результате компьютерного квантово-химического моделирования была определена оптимальная конфигурация взаимодействия компонентов коллоидного комплекса, а именно установлено, что связь рибофлавина с ионом железа происходит через кислород у С₄ и азот N₃, а лизин связывается с ионом железа через карбоксо- и аминогруппу в α-положении. Исследованы оптические характеристики полученного соединения. Из анализа спектра поглощения 0,001 % водного раствора комплекса железа с рибофлавином и L-лизином установлено наличие 4 максимумов в спектре с положениями на 222, 265, 374 и 436 нм. На спектре максимуму поглощения при длине волны, равной 436 нм, соответствует ауксохромная аминогруппа, ее гипсохромный сдвиг на 20 нм относительно спектра поглощения чистого рибофлавина подтверждает образовавшуюся связь аминогруппы с ионом железа в молекуле комплекса. Максимум флуоресценции расположен на длине волны, равной 522 нм, что соответствует интенсивной зелено-желтой флуоресценции как в растворе чистого рибофлавина, так и коллоидного комплекса железа с рибофлавином и L-лизином. Анализ гистограммы распределения мицелл комплекса по размерам показал наличие одной фазы с размером порядка 96 нм, что позволяет определять полученный комплекс железа с рибофлавином и аминокислотой L-лизином как коллоидную систему.

Для цитирования:

Блинов А.В., Голик А.Б., Рехман З.А., Гвозденко А.А., Колодкин М.А., Бахолдина Т.Н. Синтез и исследование оптических свойств коллоидной формы железа с рибофлавином и L-лизином. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 96-102. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.6999.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТЕМНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Чт, 30 мая 2024 12:11:41 +0300

В работе представлены экспериментальные результаты влияния условий кавитационной обработки темных нефтепродуктов в гидродинамическом режиме на выход фракций, выкипающих до 400 °С. В качестве сырья рассматривались прямогонные продукты (мазуты, вакуумные газойли), а также газойли каталитического крекинга. Рассмотрено влияние характеристик сырья (плотности, фракционного и группового углеводородного состава) и условий его обработки (давления, при пяти циклах воздействия) на выход целевой фракции. Выявлена линейная зависимость выхода целевых фракций от давления обработки. Построенные регрессионные модели адекватны, информативны, все их коэффициенты значимы. Учет плотности исходного сырья не приводил к улучшению моделей. Наилучшая из построенных моделей была проверена методом скользящего контроля. Средняя погрешность прогнозирования составила 11%, максимальная – 22%. Для небольшого количества образцов такая погрешность является приемлемой. Возрастание выхода фракций, выкипающих до 400 °С, связано с превращениями углеводородов в процессе кавитации. Установлена возможность оценки эффективности кавитационной обработки нефтяного сырья по данным о его групповом углеводородном составе. Построено несколько регрессионных моделей, связывающих возрастание выхода с давлением в процессе обработки и содержанием в сырье смол и масел. Все они адекватны и информативны, а их коэффициенты значимы. На основании построенных моделей предположено, что изменение фракционного состава нефтепродуктов при кавитационной обработке в большей степени связано с разрушением переходного и сольватного слоев сложных структурных единиц нефтяной дисперсной системы, чем с протеканием реакций крекинга.

Для цитирования:

Пешнев Б.В., Бурляева Е.В., Никишин Д.В., Николаев А.И., Кузнецов А.С. Оценка эффективности кавитационной обработки темных нефтепродуктов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 103-110. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7006.

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ЗАКРЫТОМ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ НЕПОЛНОГО СМЕШЕНИЯ

Nikolay I. Kol'tsov — Чт, 30 мая 2024 12:17:56 +0300

В химических реакциях, протекающих стационарно или нестационарно в закрытых изотермических реакторах идеального смешения (РИС), всегда выполняются классические линейные стехиометрические законы сохранения, отражающие постоянство атомов того или иного вида в ходе всей реакции. В реальных условиях, с учетом возможных отклонений от условий идеального перемешивания или нарушений постоянства температурных режимов, на ход реакции могут оказывать заметное влияние различные макроскопические факторы (массоперенос, теплоперенос). Для исследования кинетики таких реакций используют более общую математическую модель реактора неполного смешения (РНС). Представляет интерес исследовать влияние диффузии и конвекции на закономерности стационарных режимов протекания неизотермических химических реакций, связанные с существованием более общих законов сохранения (инвариантов). Обнаружить такие инварианты (в особенности температурные) в РНС сложнее, чем в РИС, и в настоящее время они практически не установлены. В данной работе для химических реакций, протекающих в закрытом неизотермическом РНС по кинетическому закону действующих масс, установлены линейные концентрационные и температурные законы сохранения, в которых учитываются осложняющие процессы диффузии и конвекции. Эти законы сохранения связывают стехиометрию механизма реакции с концентрациями реагентов, температурой реакционной среды и интенсивностью макрокинетических процессов, что позволяет использовать их для более обоснованной идентификации линейных и нелинейных механизмов химических реакций при решении обратной задачи химической кинетики. Приведенные в работе новые законы сохранения могут быть обнаружены априори и проверены экспериментально.

Для цитирования:

Кольцов Н.И. Законы сохранения химических реакций в закрытом неизотермическом реакторе неполного смешения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 111-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.6976.

ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ МЯГКОЙ СТАЛИ ЭКСТРАКТАМИ ЛИСТЕВ CUSTARD APPLE И ACACIA CONCINNA В КИСЛОЙ СРЕДЕ: АДСОРБЦИОННОЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Чт, 30 мая 2024 12:29:26 +0300

Экстракт листьев Custard apple (CALE) был протестирован для оценки эффективности ингибирования коррозии мягкой стали в кислой среде. Исследуемый металлический субстрат собирали в течение 24 ч после контакта с кислотой для определения эффективности ингибирования коррозии (CIE) и скорости коррозии (CR) с использованием гравиметрического анализа. Результаты исследования были применены для изучения адсорбционного поведения и термодинамических характеристик CALE как потенциального ингибитора коррозии в кислой среде. Мягкая сталь показала самую высокую скорость коррозии в отсутствие ингибитора коррозии в 0,5 М растворе серной кислоты. Однако наблюдалось постепенное снижение скорости коррозии с увеличением концентрации CALE (0,4–2,0 г/л). Аналогичная тенденция отмечена в экспериментальном интервале температур 298-328 К. Поведение адсорбции исследовали с использованием моделей изотерм адсорбции Ленгмюра, Темкина, Фрейндлиха и Флори Хаггинса. Модель изотермы адсорбции Темкина наилучшим образом соответствует экспериментальным данным. Кроме того, отрицательные значения свободной энергии адсорбции Гибба (ΔG_ad) убедительно свидетельствуют о спонтанном характере адсорбции CALE на поверхности мягкой стали. Увеличение энергии активации (Е_а) от 35,05 кДж/моль в холостом растворе до 68,03 кДж/моль при концентрации CALE 2,0 г/л свидетельствует об образовании защитной пленки из молекул ингибитора на поверхности металла. Значения энтальпии адсорбции (∆H=31,28–73,79 кДж/моль) в диапазоне концентраций (0–2,0 г/л CALE) подразумевают физическую адсорбцию, тогда как отрицательные значения энтропии (ΔS) предполагают свободное движение молекул ингибитора в объеме раствора. Кроме того, был продемонстрирован синергетический эффект в снижении скорости коррозии при сочетании экстракта Acacia concinna (ACE, 0,1-0,3 г/л) с CALE, повышающий общую эффективность ингибирования коррозии.

Для цитирования:

Джитендра Кисан Шинде, Равиндра Гулаб Пури, Паван Девидас Мешрам, Раджкумар Шанкаррао Сирсам Ингибирование коррозии мягкой стали экстрактами листев Custard apple и Acacia concinna в кислой среде: адсорбционное и термодинамическое исследование. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 119-126. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7038.

КОМПЛЕКСНЫЕ ТИТАНСОДЕРЖАЩИЕ РЕАГЕНТЫ В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД РЫБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Evgeniy N. Kuzin — Чт, 30 мая 2024 12:36:43 +0300

Вопросам удаления из сточных вод различных производств биогенных элементов в последнее время уделяется все больше внимания. Традиционные коагулянты на основе солей алюминия и железа позволяют эффективно удалять из воды фосфат-ион, однако данные реагенты не эффективны в отношении аммоний-иона. В рамках проделанной работы была рассмотрена возможность применения комплексных титансодержащих коагулянтов в процессах дефосфатизации сточных вод рыбоперерабатывающей промышленности. Доказано, что применение магнийтитановых реагентов позволяет с высокой эффективностью проводить соосаждение аммоний- и фосфат-ионов в форме сложного соединения магния аммоний фосфата (струвит). Для реализации процесса очистки необходим 10 – 20% стехиометрический избыток соединений магния от расчетного значения, при этом эффективность осаждения соединений аммония превышает 50%, а фосфат-аниона 95%. Оптимальным диапазоном рН для процесса соосаждения аммоний и фосфат-ионов в форме комплексного соединения является 10,0 – 10,5. Результаты исследований, проведенных на реальной воде рыбоперерабатывающего предприятия, продемонстрировали повышенную эффективность комплексных титансодержащих реагентов по сравнению с традиционными коагулянтами на основе солей алюминия, железа и магния. Установлена возможность применения магнийсодержащих отходов производства огнеупорных материалов как в качестве прекурсора для получения комплексных коагулянтов, так и в качестве индивидуального реагента. Доказано, что применение комплексных титансодержащих реагентов позволяет в значительной степени интенсифицировать процессы седиментации (15%) и фильтрации (20%) коагуляционных шламов. Применение комплексных реагентов позволит существенно повысить уровень экологической безопасности производства и снизить антропогенную нагрузку на гидросферу.

Для цитирования:

Кузин Е.Н. Комплексные титансодержащие реагенты в процессах очистки сточных вод рыбной промышленности. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 127-135. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.6997.

РЕМЕДИАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ БИОКОПОЗИЦИЯМИ НА ОСНОВЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ

Natalia Yu. Grechishcheva, Elena D. Dmitrieva, Kseniya A. Starodubtseva — Чт, 30 мая 2024 12:45:54 +0300

Кроме традиционных методов, в настоящее время активно разрабатываются новые подходы и технологии, основанные на совместном применении сорбентов и микроорганизмов, позволяющие эффективно бороться с нефтяными загрязнениями. В качестве биотехнологического решения для ремедиации различных нефтезагрязненных грунтов были исследованы биокомпозиции на основе органической матрицы – гуминовых кислот торфа и биологической составляющей – одиночного штамма/или ассоциации микроорганизмов-нефтедеструкторов рода Rhodococcus и Pseudomonas. Оценку эффективности биодеградации нефтяного загрязнения при использовании биокомпозиций проводили на различных типах модельных нефтезагрязненных грунтов с различным уровнем загрязнения: серой лесной почве, черноморской гальке (фракция 20-50 мм), строительном щебне (фракция 10-20 мм). Также использовали натурную загрязненную нефтепродуктами почву и образцы железнодорожного щебня (фракции 5-30 мм и 35-50 мм). Показано, что наибольшей способностью к разложению нефтяных углеводородов всех исследуемых систем обладала биокомпозиция на основе трех штаммов микроорганизмов «ГК R. X5 R. S67 Ps. NF142». Уровень биодеградации нефтяных углеводородов при внесении данной биокомпозиции варьировал от 62 до 82% в зависимости от типа нефтезагрязненного грунта при очень высоком уровне загрязнения. Монобактериальная биокомпозиция «ГК Ps.NF142» показала свою перспективность для ремедиации почвенных экосистем, загрязненных нефтью с высоким и очень высоким уровнем загрязнения. Видимо, повышение уровня биодеградации нефтяного загрязнения грунтов обусловлено комплексным действием гуминовых кислот, состоящим как в стимулирующем действии гуминовых кислот на микроорганизмы – компоненты биокомпозиций и аборигенную микрофлору модельных систем, так и в детоксицирующем действии гуминовых кислот в отношении нефтяных углеводородов.

Для цитирования:

Гречищева Н.Ю., Дмитриева Е.Д., Стародубцева К.А. Ремедиация нефтезагрязненных грунтов биокопозициями на основе гуминовых кислот. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 136-143. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.6927.

К ЮБИЛЕЮ ИВАНА АЛЕКСАНДРОВИЧА НОВАКОВА

Анна Славиковна Манукян — Чт, 30 мая 2024 12:54:01 +0300

2 июля 2024 г. исполняется 75 лет академику Российской академии наук – Ивану Александровичу Новакову.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .