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

СИНТЕЗ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА, СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С 1,3,4-ТИАДИАЗОЛЬНЫМИ И 1,2,4-ТРИАЗОЛЬНЫМИ ФРАГМЕНТАМИ

2025-07-23T12:33:19+03:00

В данной обзорной статье рассмотрены современные методы синтеза, особенности молекулярной структуры и спектральные характеристики биологически активных соединений, содержащих 1,3,4-тиадиазольные и 1,2,4-триазольные фрагменты. Эти гетероциклические системы представляют значительный интерес в медицинской и фармацевтической химии благодаря широкому спектру их биологической активности, включая антимикробные, противовоспалительные, противоопухолевые и антиоксидантные свойства. Вследствие этого их можно рассматривать как фармакофоры. Современные синтетические подходы, такие как циклоконденсация, реакции нуклеофильного замещения и каталитические превращения, позволяют эффективно получать разнообразные производные 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола с заданными фармакофорными группами. В данном обзоре подробно рассмотрен материал по способам синтеза, химической модификации, изучению структуры моно- и двухъядерных гетероциклов на основе 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола с целью получения биологически активных соединений. Исследования молекулярной структуры с использованием рентгеноструктурного анализа (РСА), ЯМР и ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии играют важную роль в идентификации и изучении электронных, конформационных особенностей этих соединений и подтверждают ключевую роль гетероциклических фрагментов в формировании биологической активности. Перспективы дальнейших исследований связаны с разработкой новых высокоэффективных производных на основе 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола, углубленным изучением их механизмов действия, а также созданием гибридных молекул с улучшенными фармакокинетическими свойствами. Комплексный подход, сочетающий синтетическую химию, спектроскопические методы и компьютерное моделирование, открывает новые возможности для создания перспективных двойных лекарств на основе этих гетероциклических систем. Рассмотрены способы прогноза фармакокинетических свойств и лекарствоподобия in silico с применением различных программ, находящихся в открытом доступе.

Для цитирования:

Петухова Е.А., Суворова Ю.В., Данилова Е.А. Синтез, молекулярная структура, свойства биологически активных соединений с 1,3,4-тиадиазольными и 1,2,4-триазольными фрагментами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 6-18. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7256.

СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗО[d]ТИАЗОЛА, СОДЕРЖАЩИХ АМИДНУЮ СВЯЗЬ

2025-07-23T12:33:20+03:00

Девять новых производных бензо[d]тиазола (E1–E9), содержащих амидную связь, были успешно синтезированы с использованием эффективной реакции конденсации между карбоновыми кислотами и аминами. В качестве конденсирующего реагента применяли гексафторфосфат азабензотриазолтетраметил урония (HATU), что позволило провести реакцию в мягких условиях. Данный метод обеспечил получение целевых соединений с высоким выходом (75–90%), что свидетельствует о его высокой эффективности и практической применимости. Для подтверждения структуры синтезированных соединений использовали современные спектроскопические методы анализа, включая инфракрасную (IR) спектроскопию, ядерный магнитный резонанс (NMR) и масс-спектрометрию (MS). Полученные спектральные данные убедительно подтвердили образование целевых бензо[d]тиазольных структур, а также позволили провести детальный анализ их строения. Помимо разработки метода синтеза, в рамках исследования была проведена оценка биологической активности полученных соединений. В частности, цитотоксические свойства оценивали в отношении карциномы клеточной линии (KB). Полученные результаты показали, что соединения E1, E3, E4, E6 и E7 обладают умеренной ингибирующей активностью, демонстрируя значения IC₅₀, равные 48,29, 115,46, 89,36, 84,09 и 121,89 мкг/мл, соответственно. Однако соединения E6 и E7 не проявили значительной цитотоксической активности против других раковых клеточных линий, таких как Hep-G2, A549 и MCF7. Более того, исследование их антиоксидантных свойств также не выявило заметной активности. Дополнительно был проведен анализ антимикробных свойств соединений E1, E2, E3, E4, E5 и E8. Экспериментальные данные показали, что данные соединения не обладают выраженной активностью против как грамположительных (Gr(+)), так и грамотрицательных (Gr(-)) бактерий, а также неэффективны в отношении грибковых штаммов. Таким образом, проведенное исследование позволило получить новые производные бензо[d]тиазола, изучить их спектральные характеристики и оценить их биологическую активность. Полученные результаты вносят вклад в понимание взаимосвязи между структурой и биологической активностью этих соединений, а также подтверждают их перспективность в качестве возможных кандидатов для разработки новых противоопухолевых агентов.

Для цитирования:

Нгуен Дык Зу, Фам Хыу Зьен, Нгуен Тхи Тхак Тхао, Нгуен Тхи Нгок Май, Нгуен Ван Дат, Зыонг Куок Хоан Синтез и биологическая активность некоторых производных бензо[d]тиазола, содержащих амидную связь. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 19-25. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7227.

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АГРЕГАЦИИ СУЛЬФО-ЗАМЕЩЕННЫХ ИК ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ИНВЕРТИРОВАННОГО ПОРФИРИНОИДА И КРАСИТЕЛЯ ИНДОЦИАНИНОВОГО ЗЕЛЕНОГО НОВОГО В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

2025-07-23T12:33:22+03:00

Поиск новых водорастворимых малотоксичных ИК фотосенсибилизаторов и их применение в биомедицине является актуальной задачей современной медицинской химии. В данной работе мы сравниваем агрегацию двух сульфосодержащих соединений карбоцианинового и инвертированного порфириноидного рядов в водных растворах с использованием электронной абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии, а также методa динамического рассеяния света (DLS). Оба рассматриваемых соединения относятся к ИК-красителям, поглощающим излучение, в зависимости от полярности, кислотно-основных и дононо-акцепторных свойств растворителя, в длинноволновой области при 700-850 нм и характеризующимся относительно высокими логарифмами коэффициентов экстинкции полос - от 3,8-3,9 у порфириноида до 4,4-5,0 в случае цианинового красителя. Сделан вывод о том, что сульфосодержащие красители, независимо от структурных особенностей хромофора, склонны к гидрофобным взаимодействиям в водных растворах, и в зависимости от концентрации растворенного вещества образуют разноразмерные агрегаты J- и H-типа в случае соединений макрогетероциклического и линейного строения, соответственно. Показано, что по мере снижения концентрации красителей в интервале 10^-3-10^-6 моль/кг распределение агрегатов по размерам становится более узким, а диаметр наночастиц уменьшается. Так, для красителя Индоцианинового зеленого нового размер (нм) снижается в следующем ряду (m_PS, моль/кг): 615 (10^-3) > 255 (10^-4) > > 105 (10^-5) > > 79 (10^-6). При этом склонность карбоцианинового красителя к агрегации намного выше, поскольку она контролируется гидрофобным вкладом органического π-хромофора. Наноагрегаты изученных соединений малостабильны в водном растворе неионогенного поверхностно-активного вещества Tвин 80, в то время как субнаночастицы сульфосодержащих красителей сохраняются в этих условиях даже при большом избытке солюбилизатора.

Для цитирования:

Березин Д.Б., Бондарева Т.В., Шухто О.В., Батов Д.В., Моршнев Ф.К. Сравнительное исследование агрегации сульфо-замещенных ИК фотосенсибилизаторов на основе инвертированного порфириноида и красителя индоцианинового зеленого нового в водных растворах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 26-34. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7250.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ В ГИБРИДНОЙ НАНОСИСТЕМЕ СЕРЕБРО / АЛЬГИНАТ НАТРИЯ

2025-07-23T12:33:23+03:00

Настоящее исследование посвящено обоснованию технологических подходов к получению нанокомпозитных материалов медицинского назначения с иммобилизацией серебра в ионной и нуль-валентной форме, которые обладают взаимодополняющим антисептическим действием. Синтез наночастиц серебра проведен методом химического восстановления в условиях, моделирующих получение ранозаживляющих материалов для лечения инфицированных ран и исключающих применение токсичных восстанавливающих и стабилизирующих агентов. Нитрат серебра использовали в качестве прекурсора, альгинат натрия – в качестве восстановителя и стабилизатора наночастиц, карбонат натрия – в качестве ускорителя. Для оценки динамики зарождения и роста наночастиц применен метод электронной спектроскопии. Прослежена динамика эволюции малых кластеров, предшествующих формированию фазы металла, и переход системы в квазистационарное состояние. Содержание альдегидных групп в препарате альгината натрия оценено методом йодометрического титрования. Использование восстановителя в концентрации ниже эквимолярного соотношения обусловливает одновременное присутствие в системе металла в формах Ag⁺ и Ag⁰. Изменение состояния биополимерных пленок оценено методом Фурье-ИК-спектроскопии с количественной оценкой интенсивности поглощения для 13 характеристических полос, формируемых колебаниями в межатомных связях альгината. Выявлены и сгруппированы взаимодополняющие отклонения в состоянии функцональных групп полимера, обусловленные его участием в восстановлении ионов серебра, во взаимодействиях с оставшейся частью ионной формы, а также в стабилизации частиц коллоидного серебра. Результаты исследования подтверждают, что гулуронатные блоки макромолекулы альгината обеспечивают локализацию ионов серебра с образованием устойчивой конформации “egg-box”, а маннуронатные звенья формируют защитную оболочку вокруг наночастиц восстановленного металла.

Для цитирования:

Алеева С.В., Фидоровская Ю.С., Кричевский Г.Е., Олтаржевская Н.Д., Кокшаров С.А. Взаимодействия и структурная организация в гибридной наносистеме серебро / альгинат натрия. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 35-45. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7195.

ВОДОРОДНОЕ СВЯЗЫВАНИЕ В КОМПЛЕКСАХ ГЛИЦЕРИНА И ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА

2025-07-23T12:33:24+03:00

Методом теории функционала электронной плотности DFT с гибридным трехпараметрическим функционалом Беке, Ли-Янга-Парра B3LYP с учетом дисперсионной поправки Гримме D3 и базисным набором Попла 6-311++G(d,p), включающим как поляризационные, так и диффузные функции, c помощью программного пакета Gaussian 16 проведены квантово-химические расчеты димеров глицерина и диметилсульфоксида, а также комплексов глицерин–диметилсульфоксид состава 1:1, 2:1, 1:2, 3:1, 1:3, без и с учетом сольватации с применением модели формализма интегральных уравнений IEFPCM. Рассчитаны энергии взаимодействия с учетом поправки суперпозиции базисных наборов, вклады дисперсионных взаимодействий в энергию взаимодействия, как разность энергий взаимодействия без и с учетом дисперсионной поправки. Рассчитаны геометрические и топологические параметры Н-связей с использованием методов анализа натуральных орбиталей связей – NBO Вейнхольда и квантовой теории атомов в молекуле QTAIM Бейдера. Показано, что в изученной системе возможно образование различных связей, как классических водородных О–H···O связей, так и взаимодействий C–H···O, O···O, O···S и C–H···S. Межмолекулярные водородные связи О–H···O между молекулами глицерина сильнее внутримолекулярных Н-связей О–H···O. Вклады дисперсионных взаимодействий в комплексах глицерин–диметилсульфоксид составляют 30-40%, в случае димеров глицерина – 30%. У димеров диметилсульфоксида этот вклад является максимальным: от 40% до 60%. Молекулы диметилсульфоксида встраиваются в сетку водородных связей глицерина. Учет сольватации приводит к усилению межмолекулярных связей О–H···O и ослаблению других межмолекулярных взаимодействий. В некоторых случаях наблюдается разрыв слабых межмолекулярных связей C–H···O и внутримолекулярных связей О–H···O.

Для цитирования:

Круглякова А.А., Крестьянинов М.А., Никитин М.Е., Егоров Г.И. Водородное связывание в комплексах глицерина и диметилсульфоксида. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 46-57. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7180.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ ТРЕОНИНА СОПОЛИМЕРАМИ НА ОСНОВЕ N-ВИНИЛФОРМАМИДА

2025-07-23T12:33:24+03:00

Предложены новые экстракционные системы на основе N-винилформамида для извлечения треонина с целью его последующего определения в водных средах. Такие системы отвечают требованиям «зеленой» химии, являются нетоксичными, негорючими, и способны обеспечить практически полное извлечение треонина. В работе изучено межфазное распределение треонина в системах с поли-N-винилформамидом, сополимерами N-винилформамида с N-винилимидазолом, 1-винил-3,5-диметилпиразолом, 1-метакрилоил-3,5-диметилпиразолом. В статье приведены рассчитанные коэффициенты распределения и степень извлечения треонина в диапазоне его концентраций 1,0 – 3,0 мг/см³. Изучено влияние концентрации экстрагентов, природы высаливателя, соотношения объемов водной и органической фаз, времени и температуры экстракции на количественные характеристики межфазного распределения. Установлены оптимальные условия экстракции, при которых степень извлечения треонина сополимерами N-винилформамида достигает 97%: экстрагент сополимер N-винилформамид с 1-метакрилоил-3,5-диметилпиразолом с концентрацией 0,25 моль/дм³, соотношение фаз 10:3, концентрация треонина 2,5 - 3,0 мг/см³. Показаны преимущества экстракции сополимерами N-винилформамида по сравнению с другими полимерами. Определение треонина в водной фазе после экстракции осуществлено методом капиллярного электрофореза при длине волны 254 нм. Обработка результатов электрофоретического определения аминокислоты проведена с помощью программного обеспечения “Эльфоран” для Windows. Предложены схемы межфазного взаимодействия в системе поли-N-винилформамид – треонин за счет образования водородных связей с учетом особенностей свойств и строения экстрагента и аналита. Разработанная методика экстракционно-электрофоретического определения треонина в водных средах может быть рекомендована для оценки качества пищевых продуктов и белковых смесей.

Для цитирования:

Мокшина Н.Я., Пахомова О.А., Иванчура П.В. Исследование экстракции треонина сополимерами на основе N-винилформамида. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 58-63. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7207.

ОЦЕНКА СОРБЦИИ ЦЕФУРОКСИМА НАТРИЯ И ЦЕФОТАКСИМА НАТРИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-ИМПРИНТИРОВАННЫМИ ПОЛИМЕРАМИ

2025-07-23T12:33:25+03:00

Молекулярно-импринтированные полимеры (МИП) все больше привлекают внимание исследователей благодаря способности к молекулярному распознаванию, высокой специфичности, механической прочности, простоте синтеза, низкой стоимости и способности к селективной сорбции целевых молекул. Однако эффективность сорбции МИП во многом зависит от условий синтеза, поэтому изучение сорбционных свойств МИП является необходимым. В работе были синтезированы МИП с отпечатком антибиотиков цефуроксима натрия (Cefur) и цефотаксима натрия (Cefot). Эти МИПы позволили создать специфические распознающие участки в полимерной матрице. Установлено, что сорбционное равновесие достигается через 55 мин для Cefur и 45 мин для Cefot, что объясняется различиями в их молекулярной структуре. Изотермы сорбции Cefur и Cefot относятся к типу L, что указывает на механизм мономолекулярной сорбции в мелких порах полимера. Сильное взаимодействие между полимером и антибиотиком способствует быстрому заполнению пор даже при низких концентрациях, вследствие чего начальная сорбционная способность возрастает линейно. При дальнейшем повышении концентрации кривая выходит на плато, соответствующее максимальной сорбционной способности. Благодаря наличию специфических распознающих участков, МИП продемонстрировали более высокую сорбционную способность по сравнению с неимпринтированным полимером (НП). Максимальная сорбционная емкость составила 12,15 мг/г для МИП-Cefur и 5,17 мг/г для МИП-Cefot. МИП-Cefur обладает более высокой сорбционной способностью по сравнению с МИП-Cefot, что выражается в большей степени извлечения (49,5% против 29,8%) и более высоком импринтинг-факторе (3,1 против 2,5). Кроме того, как МИП-Cefur, так и МИП-Cefot показали высокую специфичность к целевым антибиотикам. Полученные результаты подтверждают эффективность молекулярно-импринтированных полимеров в сорбции и селективном определении антибиотиков, что делает их перспективными для практического применения.

Для цитирования:

Фам Тхи Гам, Као Ньят Линь, Зяблов А.Н. Оценка сорбции цефуроксима натрия и цефотаксима натрия молекулярно-импринтированными полимерами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 64-70. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7269.

ПОСЛОЙНОЕ ГАЗОФАЗНОЕ ПИРОЛИТИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ КРЕМНИЯ И УГЛЕРОДА НА СФЕРОЛИЗОВАННЫЙ ГРАФИТ

2025-07-23T12:33:26+03:00

Бурное развитие портативной электроники и электротранспорта стимулирует исследователей к разработке аккумуляторов со все более высокими удельными емкостями и плотностями тока, в качестве которых могут выступать литий-ионные аккумуляторы с композиционными активными материалами отрицательного электрода (анода) на основе графита, кремния и пиролитического углерода. В работе рассмотрены нюансы газофазного пиролитического осаждения кремния и углерода на сферолизованный графит. Показано, что неароматические углеводороды, такие как метан, пропан и этилен, приводят к частично гомофазному пиролитическому разложению, что сопровождается образованием нежелательных обособленных углеродных структур, которые могут понижать электрохимические характеристики анодов. Показано, что использование для пиролитического разложения этанола сопровождается газификацией углеродной матрицы и низкими выходами пироосаждения. Наилучшие результаты дает пиролитическое разложение толуола при 900 °С, протекающее преимущественно по гетерофазному механизму, что позволяет получать равномерные пленки пиролитического углерода на сферолизованном графите. Показано, что пироосаждение как углерода, так и кремния происходит изначально на дефектах сферолизованного графита, поэтому для получения на нем равномерного слоя кремния дефекты должны быть насыщены, например, предварительным осаждением пиролитического углерода. Установлено, что пироосаждение кремния в диапазоне концентраций от 5 до 15 мас.% посредством пиролитического разложения моносилана приводит к повышению термоокислительной устойчивости сферолизованного графита и позволяет получать равномерную пленку кремния на модифицированном сферолизованном графите. Осаждение более 30 мас.% кремния приводит к образованию структурно неравномерных «ежеподобных» структур. Дополнительное пироосаждение углерода на слой пиролитического кремния позволят существенно уменьшить его деградацию при длительном (80 циклов) циклировании на высоких (250 мА/г) плотностях тока.

Для цитирования:

Хасков М.А., Наумова В.А., Максимкин А.А., Кулова Т.Л., Караева А.Р., Мордкович В.З. Послойное газофазное пиролитическое осаждение кремния и углерода на сферолизованный графит. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 71-80. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.20y.

ВЛИЯНИЕ МОЩНОСТИ МИКРОВОЛНОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВО ФТОРАПАТИТА ИЗ ОТХОДОВ ЯИЧНОЙ СКОРЛУПЫ МЕТОДОМ ХИМИЧЕСКОГО СООСАЖДЕНИЯ

2025-07-23T12:33:27+03:00

В этом исследовании изучалось влияние мощности микроволнового облучения на синтез фторапатита (FAp) из отходов яичной скорлупы с использованием метода химического соосаждения. Смесь прекурсоров подвергалась микроволновой обработке при уровнях мощности 600 и 800 Вт. Для оценки характеристик синтезированных порошков использовались методы рентгеновской дифракции (XRD), инфракрасной Фурье-спектроскопии (FTIR) и сканирующей электронной микроскопии (SEM). Результаты показали, что при 600 Вт получается двухфазный материал, содержащий основную фазу монетит и вторичную фазу фторапатит, в то время как при 800 Вт наблюдается получение чистого фторапатита.

Для цитирования:

Колчакова Г.Р., Кирякова Д.С. Влияние мощности микроволнового облучения на производство фторапатита из отходов яичной скорлупы методом химического соосаждения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 81-86. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7231.

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

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

CИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА Fe/Аl -БЕНТОНИТОВ

2025-07-23T12:33:28+03:00

Синтезированы Fe/Аl-бентониты путем модификации бентонитовой глины полиоксокомплексами железа и алюминия при разных мольных соотношениях железа и алюминия. Определен химический состав и исследованы структура и физико-химические свойства материалов с применением комплекса методов (сканирующая электронная микроскопия с системой энергодисперсионного микроанализа, рентгенофазовый анализ, низкотемпературная адсорбция азота). Модификация бентонитовой глины Fe/Al-комплексами приводила к увеличению содержания железа и алюминия, к увеличению межплоскостного расстояния и удельной поверхности, а также к изменению морфологии частиц. Содержание железа и алюминия в полученных материалах составляло 7,57-14,74% и 10,84 -13,45%, соответственно. Удельная поверхность материалов равнялась 108-137 м²/г. Частицы Fe/Аl-бентонитов были представлены в виде рыхлых микроагрегатов различной формы и размеров с наличием большего количества пор по сравнению с бентонитовой глиной. Адсорбционные свойства материалов были охарактеризованы с помощью адсорбции антрахинонового красителя Кислотный ярко-синий, который находит широкое применение в текстильной промышленности и обнаруживается в составе производственных сточных вод. Результаты показали, что адсорбционная емкость модифицированных материалов в отношении красителя превышала адсорбционную емкость бентонитовой глины в 8 - 13 раз, что обусловлено увеличением количества адсорбционных центров (Fe/Al)-OH и удельной поверхности. Адсорбция красителя на модифицированных материалах равнялась 10,5 – 11,3 мг/г при рН 6,0 и увеличивалась до 21,8 – 28,3 мг/г при рН 4,0. Полученные материалы могут быть использованы в очистке сточных вод текстильной промышленности от антрахиноновых красителей.

Для цитирования:

Бадмаева С.В., Ханхасаева С.Ц., Ухинова М.В. Cинтез, физико-химические и адсорбционные свойства Fe/Аl -бентонитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 87-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7209.

ВОЗМОЖНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПАРАФИНОВ СИНТЕЗОМ ФИШЕРА–ТРОПША В РЕАКТОРЕ СО СТАЦИОНАРНЫМ СЛОЕМ

2025-07-23T12:33:29+03:00

Особо чистые синтетические воски представляют ценность как для выделения более узких топливных фракций путем гидрооблагораживания, так и в различных производствах, например, фармацевтическом, косметическом, а также производстве термопластичных клеев и различных полимерных композиций. В работе изучали возможность получения высокомолекулярных углеводородов синтезом Фишера–Тропша в реакторе со стационарным слоем кобальтового катализатора. Исследованные катализаторы были получены на основе нового гранулированного оксида алюминия, отличающегося наличием мезо- и макропор, что благоприятно для массообмена в условиях проведения синтеза. Также было исследовано влияние Со-Al шпинели на основные каталитические показатели и состав образующихся продуктов, а также влияние предварительной термообработки исходного оксида алюминия. Полученные в присутствии наиболее перспективных для дальнейшей доработки катализаторов углеводороды С₅₊ характеризуются высокой степенью кристалличности, обеспечивают вероятность роста цепи 0,95–0,96, состоят преимущественно из линейных алканов (75–80%) и содержат 32–34 мас.% углеводородов С₃₅₊. Данные электронной микроскопии гранул катализатора после синтеза наглядно демонстрируют, что внешняя и внутренняя поверхность катализатора во время проведения каталитических испытаний заполняются твердыми парафинами – продуктами синтеза, однако это не приводит к его деактивации. Синтез проводили в достаточно мягких условиях – 170 °С, 3 МПа, что выгодно отличает исследованные катализаторы от применяемых в промышленности. Введение шпинели в состав катализатора не оказало влияния на его основные каталитические свойства. Предварительное прокаливание исходного гранулированного оксида алюминия при 750 °С приводит к положительному влиянию на активность катализатора в синтезе твердых парафинов.

Для цитирования:

Асалиева Е.Ю., Синева Л.В., Грязнов К.О., Аксененков В.В., Мордкович В.З. Возможность получения твердых парафинов синтезом Фишера–Тропша в реакторе со стационарным слоем. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 95-102. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.22y.

АЛКОКСИЛИРОВАНИЕ ПИПЕРАЗИНА 1,2-ЭПОКСИПРОПАНОМ И 1,2-ЭПОКСИБУТАНОМ

2025-07-23T12:33:29+03:00

Производные пиперазина широко применяются в качестве интермедиатов при получении различных поверхностно-активных веществ и фармацевтических препаратов, а также могут использоваться в качестве компонентов-активаторов аминовых абсорбентов для очистки углеводородных газов от сероводорода и углекислого газа. В настоящей работе приведены кинетические закономерности алкоксилирования пиперазина несимметричными эпоксидами - 1,2-эпоксипропаном и 1,2-эпоксибутаном - в присутствии воды в качестве катализатора в концентрации от 1 до 50% мас., в температурном интервале от 60 до 130 °С и молярном соотношении реагентов (эпоксид/пиперазин) от 0,4 до 0,8. Показано, что алкоксилирование пиперазина указанными несимметричными эпоксидами описывается закономерностями кинетики последовательно-параллельных реакций, а температурный режим не оказывает существенного влияния на соотношение моно- и дизамещенных пиперазинов в реакционной массе. При алкоксилировании наряду с продуктами «нормального» строения (вторичные спирты) образуются также соединения, полученные за счет «аномального» раскрытия оксиранового кольца эпоксида (первичные спирты). Выход продуктов «аномального» строения в пересчете на аминоспирты «нормального» строения не превышает 2% при алкоксилировании пиперазина 1,2-эпоксипропаном и 0,5% - 1,2-эпоксибутаном. Посредством лабораторной ректификации из полученной реакционной массы выделены N-(2-гидроксиалкил)-пиперазины, а трехкратной перекристаллизацией из метанола - N,N’-бис(2-гидроксиалкил)-пиперазины. Состав и структура выделенных индивидуальных соединений охарактеризованы такими физико-химическими методами как ИК, ¹Н и ¹³С ЯМР спектроскопии. Полученные в исследовании результаты могут представлять интерес при разработке или оптимизации процесса получения β-аминоспиртов на базе пиперазина.

Для цитирования:

Леонтьева М.Е., Демидова Ю.В., Демидов П.А., Дронов С.В. Алкоксилирование пиперазина 1,2-эпоксипропаном и 1,2-эпоксибутаном. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 103-108. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7214.

ЖЕЛЕЗООКСИДНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА БИОМАССЫ

2025-07-23T12:33:30+03:00

В данной работе для процессов гидрогенолиза продуктов пиролиза биомассы исследована каталитическая система на основе смеси оксидов железа, полученная из железосодержащего шлама. В качестве модельного сырья использовались терпены и борщевик Сосновского. Проведен анализ влияния железооксидного катализатора на состав жидких и газовых продуктов пиролиза. Исследованы текстурные и фазовые характеристики катализатора, а также его активность в процессах каталитической конверсии углеводородов. Экспериментальные исследования показали, что предложенный железооксидный катализатор способствует эффективному гидрогенолизу углеводородов, обеспечивая их частичное деструктивное гидрирование и изомеризацию. Определены наблюдаемые константы скорости конверсии пиролизных газов, выявлены основные продукты гидрогенолиза. Проведен сравнительный анализ химического состава продуктов пиролиза в присутствии и в отсутствие катализатора. Установлено, что в восстановительной среде оксиды железа (II) оказывают значительное влияние на состав продуктов пиролиза, способствуя увеличению степени превращения углеводородов и формированию узкого распределения конечных соединений. Проведенный анализ рентгенографических и сканирующих электронно-микроскопических данных подтвердил стабильность фазового состава катализатора при температурах до 500 °С. Дополнительно выявлено, что одним из продуктов пиролиза борщевика Сосновского является углеродный материал с развитой структурой, обладающий относительно высокой удельной поверхностью и пористостью. Анализ морфологии полученного материала позволил сделать вывод о его потенциальной пригодности для использования в качестве адсорбента или носителя катализатора. Полученные результаты могут быть полезны для дальнейшего развития методов переработки биомассы, направленных на селективное получение ценных химических соединений, а также для разработки новых катализаторов на основе железосодержащих отходов, применимых в промышленных процессах гидрогенолиза и пиролиза.

Для цитирования:

Dang Tran Tho, Le Thi Mai Huong, Смирнова О.П., Афинеевский А.В., Смирнов Д.В., Гордина Н.Е., Прозоров Д.А. Железооксидный катализатор для процесса пиролиза биомассы. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 109-116. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7244.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНХРОННОГО ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПИРОЛИЗА БИОМАССЫ

2025-07-23T12:33:31+03:00

С помощью синхронного термического анализа, совмещенного с масс-спектральным анализом газообразных продуктов, исследован процесс пиролиза биомассы с использованием железооксидного катализатора и без него при скорости нагрева 10 град/мин. Разработана методика испытания катализаторов. Использование универсального метода изучения химических процессов, протекающих в различных газовых средах, обеспечивает воспроизводимость и проверяемость результатов испытаний. Практическое применение нашли оксиды железа, такие как магнетит Fe₃O₄. По методу Эльмора путем химического соосаждения из смешанного раствора солей двух- и трехвалентного железа получены наночастицы оксида железа, а также катализатора магнетит/углерод. Использование катализатора повышает степень и скорость окисления биомассы, оказывает существенное влияние на состав образующихся продуктов. Установлено, что при повышении температуры наблюдается окисление углерода до монооксида углерода и восстановление магнетита до металлического железа. Анализ продуктов пиролиза по массовым числам свидетельствует об увеличении доли легких углеводородов (C₁–C₄), кислородсодержащих соединений и снижении длинноцепочечных алканов и кислородсодержащих ароматических соединений. По характеристическим массам и фрагментам ионизации классифицируются индивидуальные соединения. Например, метан СН₄: m/z 15 (СН₃⁺); 14 (СН₂⁺); этилен С₂Н₄: m/z 27 (С₂Н₃⁺); 26 (С₂Н₂⁺). Исследование состава газообразных продуктов, массы твердого остатка и тепловых эффектов каталитического процесса является основой для расчета материальных и тепловых балансов основных стадий пиролиза биомассы. Приведен пример обработки данных с использованием формульной и стехиометрической матрицы. На основе стехиометрической матрицы сформирована система независимых реакций. Формулируется функция материального баланса по времени и температуре. На основе данных дифференциальной сканирующей калориметрии и материальных расчетов представлен алгоритм определения равновесного состава продуктов.

Для цитирования:

Яшкова Д.Н., Смирнов Н.Н., Кунин А.В. Использование синхронного термического анализа для исследования каталитического пиролиза биомассы. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 117-123. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7251.

ЭФФЕКТИВНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ПЛЕНКИ ИЗ КОСТНОГО УГЛЕРОДА С СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИЕЙ U(VI) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА МЕТОДОМ РУЛОННОЙ ПЕЧАТИ

2025-07-23T12:33:32+03:00

Многие соединения урана (VI) хорошо растворимы в воде и легко мигрируют в геологическую среду. Подобно накоплению тяжелых металлов, U (VI) также может накапливаться в пищевой цепи, вызывая опасные заболевания, включая повреждение почек, печени, легких, мышц и даже рак или смерть. В ходе нашего предыдущего исследования обнаружено, что пленка из субмикронных волокон/измельченного костного угля (CL/MB), полученная методом электроформования, может быть хорошо диспергирована в растворителе для электроформования. Мембрана CL/MB может эффективно адсорбировать U(VI) и обладает хорошей избирательностью к взаимодействию сосуществующих ионов в имитируемой воде. В этом исследовании костный уголь, полученный в результате пиролиза остатков костей животных при температуре 350 ℃, 500 ℃ и 650 ℃, был превращен в чернила из костного угля на спиртовой основе путем добавления поверхностно-активных веществ и дисперсных средств, препятствующих осаждению. Методом рулонной печати чернила из костного углерода на спиртовой основе наносятся на полиэтилентерефталат (ПЭТ). В моделируемой морской воде двухвалентные катионы оказывают большее влияние на субстрат для формирования костной углеродной пленки (BCF). Двухвалентные катионы, особенно Ba²⁺, оказывают большее влияние на BCF, при этом избирательная сорбция водного U(VI) достигает (81,4±1,6)%. CO₃^2- и SO₄^2- могут взаимодействовать с U(VI) в воде, что приводит к их значительному уменьшению (CO₃^2- снижается на (70,5±2,4)%; SO₄^2- снизился на (62,4±4,8)%). Это исследование открывает путь для практического применения рулонного промышленного производства BCF с селективной сорбцией водного U(VI) (скорость лабораторной печати 5-8 м/мин, ширина пленки ≤600 мм).

Для цитирования:

Junjun Li, Lingtao Sun, Xiaolong Jing, Rong Jin, Черкасова Т.Г., Lu Li Эффективное получение пленки из костного углерода с селективной сорбцией U(VI) из водного раствора методом рулонной печати. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 124-129. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7185.

ПАМЯТИ ПРОФЕССОРА АБРОСИМОВА ВЛАДИМИРА КСЕНОФОНТОВИЧА (1940 – 2015 гг.)

2025-07-23T12:33:33+03:00

Текущий 2025 год ознаменовался двумя памятными датами, которые связаны с ушедшим из жизни десять лет назад Заслуженным деятелем науки РФ и Почетным работником высшего профессионального образования РФ, доктором химических наук, профессором Владимиром Ксенофонтовичем Абросимовым. Как коренной ивановец, родившийся 23 ноября 1940 года, Владимир Ксенофонтович всю свою сознательную творческую жизнь провел в нашем городе, отдав себя полностью педагогической, научной и просветительской деятельности. После окончания в 1963 году Ивановского химико-технологического института (ныне ИГХТУ) с последующей защитой кандидатской диссертации под руководством Геннадия Алексеевича Крестова, он в свои неполные тридцать лет возглавил кафедру химии Ивановского энергетического института (ныне ИГЭУ). В течение более чем сорокалетнего периода работы в госэнергоуниверситете В.К. Абросимов успешно защитил (в 1977 году) докторскую диссертацию и воспитал целую плеяду талантливых учеников – специалистов в различных областях химической науки. Внес он и весомый педагогический вклад в подготовку не одного поколения инженеров-технологов для энергетических и других отраслей экономики. При этом, создавая в 1981 году первый в нашем регионе академический институт (теперь ИХР РАН), Г.А. Крестов отвел Владимиру Ксенофонтовичу в нем важнейшее место своего заместителя по научной работе. Время показало, что данный выбор не был случайным, поскольку еще с аспирантской поры будущий профессор Абросимов зарекомендовал себя ученым, способным всесторонне разобраться в современных веяниях «научной технологии» и оптимально подойти к выбору аппаратурного оформления (дизайна) научно-исследовательского процесса. Благодаря инициативности и взвешенным решениям Владимира Ксенофонтовича, лаборатории ИХР были оснащены новейшим оборудованием и методическими походами, которые не потеряли своей актуальности и до настоящего времени.