ЗАВИСИМОСТЬ АНТИОКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ НЕКОТОРЫХ ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕНОЛОВ ОТ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ АНТИОКСИДАНТОВ
Аннотация
Выбор и оптимизация антиоксидантов и их количества зависят от многих факторов, включая состав топлива, технические характеристики топлива и условия хранения. Во время работы двигателей и механизмов они соприкасаются с воздухом, часто при повышенных температурах. В этих условиях и под каталитическим действием металлов окисляются смазочные масла и топливо. Традиционно актуальным является поиск соединений с высокой антиоксидантной активностью. В данной работе были изучены возможности программных пакетов для квантово-химических расчетов пространственно замещенных фенолов (SSP). Был синтезирован структурный ряд SSP, изучена их антиоксидантная активность, а затем были проведены квантово-химические расчеты структур с целью выявления зависимости их активности от определенных параметров. На этапе анализа литературы было выявлено лишь несколько расчетных параметров, от которых зависит антирадикальная активность соединения. Однако при изучении зависимостей было обнаружено, что активность фенолов в качестве антиоксидантов зависит от несколько большего числа параметров, таких как потенциал ионизации, энергия LUMO, энтальпия, полная энергия молекулы и валентный угол C-O-H. Структура фенолов препятствует их растворимости в масле, что затрудняет тестирование таких соединений, как антиоксиданты. Было решено сначала растворить соединение в углеводородном растворителе, а затем добавить концентрат в масло. Антиоксидантную активность соединений измеряли по кислотному числу окисленного масла, содержащего исследуемое соединение. Результаты этой работы позволили нам определить зависимость антиоксидантной активности от различных параметров структуры фенола. В дальнейшем планируется расширить вышеупомянутую серию, аналогичную по структуре, а также провести испытания на антиоксидантную активность в маслах и топливах различных марок.
Литература
Stepanov N.F., Pupyshev V.I. Quantum mechanics of molecules and quantum chemistry. M.: Izd-vo MGU. 1991. 38 p. (in Russian).
Alexanyan K.G., Stokolos O.A., Solodov E.V., Zaitseva Yu.N., Salmanov S.Y., Yarullin N.R., Naletova V.A., Mikhailov E.R. History of development and application of antiokislitel additives for fuels and oils. ChemChemTech.. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.] 2018. V. 61. N 9-10. P. 120-125 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186109-10.5848.
Petrova V.V. Classification of antioxidant additives. Pov-olzh. Nauch. Vestn. 2017. N 3. P. 16-19 (in Russian).
Mitusova T.N. The current state of production of additives for diesel fuels. Quality requirements. Mir Nefteproduktov. Vestn. Neft. Kompaniy. 2009. N 9-10. P. 10-16 (in Russian).
Grishin D.F., Simanskaya K.Yu. Antiwear and antioxidizing additives to diesel fuels with improved environ-mental characteristics. Ecolog. Promyshl.’ Rossii. 2016. V. 20. N 11. P. 32-38 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2016-11-32-38.
Semi-empirical methods for calculating the electronic structure. Ed. by J. Segal. M.: Mir. 1980. V. 1. 327 p. (in Rus-sian).
Moiseeva L.S. Multifunctional additives-alkylphenolates: improvement of production methods. Tekhnol. Mashinostr. 2012. N 10. P. 37-44 (in Russian).
Denisov E., Denisova T., Pokidova T. Handbook of Free Radical Initiators. John Wiley & Sons. 2003. DOI: 10.1002/0471721476.
Farzaliev V.M., Babaev E.R., Alieva K.I., Poletaeva O.Yu., Movsumzade E.M., Kolchina G.Yu. Bio-damage of lubricating oils in storage conditions. Transport Khranenie Nefteprod. Uglevodorod. Syr’ya. 2016. N 3. P. 24-28 (in Russian).
Blatov V.A., Shevchenko A.P., Peresypkina E.V. Semiempirical computational methods of quantum chemistry. Sa-mara: Izd-vo "Univers-grup". 2005. 32 p. (in Russian).
Yershov V.V., Nikiforov G.A., Volodkin A.A. Spatially hindered phenols. M.: Khimiya. 1972. 352 p. (in Russian).
Chernozhukov N.I., Krein S.E. The oxidability of mineral oils. M.: Gostoptehizdat. 1955. 87 p. (in Russian).
Berger H., Bolsmann T.A.B., Brouwer D.M. In: Developments in Polymer Stabilisation- 6. Ed. by G. Scott. Lon-don: Elsevier Applied Science Publ. 1983. P. 1-27.
Poletaeva O.Yu., Kolchin G.Y., Alexandrova A.Y., Movsumzade E.M., Mukhametzyanov I.Z. A study of the influence of geometrical and electronic structure of the molecule of antioxidant additives on the effectiveness of their actions in the fuel. ChemChemTech.. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2015. V. 58. N 6. P. 3-6 (in Russian).
Valiev R.R., Cherepanov V.N. Practical guide to the GAMESS software package for ab initio quantum chemical calculations. Tomsk: Tomsk. gos. Univ. 2012. 52 p. (in Russian).
Tsirelson V.G. Quantum chemistry. Molecules. molecular systems and solids. M.: Binom. Laboratoriya znaniy. 2010. 469 p. (in Russian).
Dorofeeva O.V., Ryzhova O.N., Moiseeva N.F. The use of quantum-chemical calculations for determining group contributions to the thermodynamic properties of organophosphorus compounds. Zhurn. Fiz. Khim. 2008. V. 82. N 6. P. 1064-1069 (in Russian). DOI: 10.1134/S0036024408060113.
Mamedov P.S., Babaev E.R., Belyaev A.S. Antioxidant and antimicrobial properties of sulfur derivatives of phenols. Bashkir. Khim. Zhurn. 2016. V. 23. N 4. P. 84-89 (in Russian).
Ismagilov R.K., Moskva V.V., Arkhipov V.P., Ivantsov A.Y., Kopylova L.Y. Synthesis and properties of phos-phorylated 2,6-di-tert-butyl-4-methylene-2,5-cyclohexadienone. ZhOKh. 1991. V. 61. N 2. P. 387-391 (in Russian).
Aleksanyan K.G., Cheban E.G., Araslanov R.R. Synthe-sis and quantum-chemical research of spatially substituted phenols. Oilfield chemistry: Materials of the V International Scientific and Practical Conference (XIII All-Russian Scientific and practical Conference) "Oilfield chemistry". Moscow. June 28, 2018. M.: I. M. Gubkin Russian State University of Oil and Gas Research Center. 2018. P. 105-106 (in Russian).
Tukhvatullin R.F., Kolchina G.Y., Movsumzade E.M., Mamedova S.P., Babaev E.R. Synthesis and study of the geometry and the electron density of sterically hindered phenols used as antioxidant additives to lubricating oils. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 4-5. P. 84-92 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186104-05.5659.
Nagieva E.A., Mammadyarova H.N., Abdullaev B.I., Mammadova R.A. Aminocontaining alkylphenolate addi-tives. Neftepererab. Neftekhim. Nauch.-Tekhn. Dostizh. Pered. Opyt. 2018. N 1. P. 39-40 (in Russian).
Kolchina G.Yu., Bakhtina A.Yu. Research of antioxidant activity of additives such as shielded phenols. Dokl. Bashkir. Un-ta. 2016. V. 1. N 1. P. 45-50 (in Russian).
Aleksanyan K.G., Stokolos O.A., Yarullin N.R. Synthesis and study of properties of derivatives of phloroglucinolme-thylviologen as antioxidant additives to oils. ChemChemTech.. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 8. P. 132-138 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196208.5993.
