ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
- Применение испаряющихся хладагентов позволяет существенно интенсифицировать процесс кристаллизации и облегчает отделение отработанного хладагента от образующейся кристаллической суспензии.
- Контактная кристаллизация с использованием испаряющихся хладагентов может быть успешно применена для выделения различных веществ из водных растворов.
- Преимуществом данного метода является относительно небольшой расход хладагента, поскольку отвод теплоты из раствора осуществляется в результате изменения агрегатного состояния хладагента.
Цели. Статья анализирует возможность применения контактной кристаллизации с использованием испаряющихся хладагентов для выделения веществ из их водных растворов на примере извлечения некоторых солей (KNO3, NaI, (NH2)2CO) и сахарозы. В качестве хладагента использован изобутан.
Методы. Изучение влияния основных технологических параметров – температуры охлаждения раствора, его исходной концентрации и давления сжатых паров хладагента – на ход рассматриваемого процесса разделения, а также выявление закономерностей его протекания проводилось с помощью выведенных ранее Н.И. Гельпериным и Г.А. Носовым математических зависимостей для каждой стадии процесса контактной кристаллизации. Авторы исследовали влияние указанных параметров на выход кристаллической и жидкой фаз, расход хладагента и мощность компрессора.
Результаты. Установлено, что применение испаряющихся хладагентов позволяет существенно интенсифицировать процесс кристаллизации и облегчает отделение отработанного хладагента от образующейся кристаллической суспензии. Это обусловлено тем, что при контакте жидкого хладагента с раствором происходит его испарение, которое сопровождается интенсивным охлаждением раствора. Установлено, что такой процесс может осуществляться при разности температур хладагента и кристаллизующейся смеси порядка 0.5–1.0 °C.
Выводы. Контактная кристаллизация с использованием испаряющихся хладагентов может быть успешно применена для выделения различных веществ из водных растворов. Важным преимуществом проведения подобного процесса является относительно не- большой расход хладагента, поскольку отвод теплоты из раствора осуществляется в результате изменения агрегатного состояния хладагента. Использование контактной кристаллизации позволяет также значительно упростить аппаратурное оформление процесса.
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
- Алкенил-гем-дихлорциклопропаны синтезированы в присутствии катализатора триэтилбензиламмоний хлористый.
- Дальнейшей их изомеризацией и восстановлением получены соответствующие гем-дихлорциклопентен и изомеры алкил-гем-дихлорциклопропанов.
- Установлено, что неполное дихлорциклопропанирование пиперилена протекает количественно с образованием четырех изомерных замещенных гем-дихлорциклопропанов, при термокаталитической изомеризации которых в присутствии цеолита SAPO-34 происходит образование одного продукта – гем-дихлорциклопентена, а при их восстановлении с помощью катализатора Pd/C наблюдается образование трех изомерных алкил-гем-дихлорциклопропанов.
Цели. Получить алкенил-гем-дихлорциклопропаны на основе пиперилена, провести их термокаталитическую изомеризацию и гидрирование.
Методы. Для определения качественного и количественного состава реакционных масс использованы следующие методы анализа: газожидкостная хроматография (на аппаратно-программном комплексе «Кристалл 2000»), хроматомасс-спектрометрия (на приборе «Хроматэк-Кристалл 5000М» с базой NIST 2012) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (на приборе «Bruker AM-500» с рабочими частотами 500 и 125 МГц).
Результаты. Алкенил-гем-дихлорциклопропаны синтезированы в присутствии катализатора триэтилбензиламмоний хлористый. Дальнейшей их изомеризацией и восстановлением получены соответствующие гем-дихлорциклопентен и изомеры алкил-гем-дихлорциклопропанов. Строение синтезированных веществ проанализировано и доказано методами газожидкостной хроматографии, масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии.
Выводы. Установлено, что неполное дихлорциклопропанирование пиперилена протекает количественно с образованием четырех изомерных замещенных гем-дихлорциклопропанов, при термокаталитической изомеризации которых в присутствии цеолита SAPO-34 происходит образование одного продукта – гем-дихлорциклопентена, а при их восстановлении с помощью катализатора Pd/C наблюдается образование трех изомерных алкил-гем-дихлорциклопропанов.
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
- В работе была исследована биологическая активность новых производных фосфонуксусной кислоты – N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот – аналогов N-фосфоноацетил-L-аспартата (PALA).
- Исследование цитотоксичности проводили по отношению к клеточным линиям рака молочной железы человека (MDA-MB-231), рака кожи (А-375) и глиобластомы (U-87 MG).
- Cинтезированные в данной работе соединения не проявили выраженных противораковых свойств. Одной из причин низкой активности может быть наличие эфирных групп в фосфонатном структурном элементе.
Цели. С развитием и совершенствованием новых систем доставки для веществ различного характера, вновь приобретают актуальность фосфорорганические соединения с антиметаболитным механизмом действия. К ним можно отнести, например, фосфорорганические аналоги карбоновых кислот, такие как N-фосфонацетил-L-аспартат (PALA) и N-фосфонацетил-L-изоаспарагин, являющиеся биорационально разработанными аналогами переходного состояния карбамоиласпартата в реакции биосинтеза пиримидиновых оснований, которая катализируется ферментом аспартат-транскарбамоилазой (ATCase). Несмотря на высокую активность эти соединения не нашли широкого применения из-за большого количества побочных эффектов и низкой биодоступности. С учетом открывающихся возможностей по доставке фосфатных и фосфонатных производных в клетки-мишени, получение более эффективных аналогов PALA кажется интересной и перспективной задачей. Поэтому целью данной работы являлись синтез и исследование биологической активности новых производных фосфонуксусной кислоты – N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот – аналогов N-фосфоноацетил-L-аспартата (PALA).
Методы. Для направленной работы в рамках исследования применяли метод молекулярного докинга, который позволяет смоделировать связывание N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот с аспартат-транскарбамоилазой. Целевые соединения были синтезированы с использованием классических методов органического синтеза. Исследование цитотоксичности проводили по отношению к клеточным линиям рака молочной железы человека (MDA-MB-231), рака кожи (А-375) и глиобластомы (U-87 MG).
Результаты. В рамках работы был осуществлен синтез восьми новых N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот. Исследование ряда синтезированных производных на противораковую активность не выявило значимого проявления цитотоксичности.
Выводы. N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенные аминокислоты представляют собой синтетически доступные аналоги PALA, способные к более сильному взаимодействию с ATCase. Тем не менее синтезированные в данной работе соединения не проявили выраженных противораковых свойств. Одной из причин низкой активности может быть наличие эфирных групп в фосфонатном структурном элементе.
- Разработана схема синтеза и получены новые катионные амфифилы с несимметричным гидрофобным блоком.
- Cформированы липосомальные дисперсии, изучены их физико-химические свойства и трансфекционная активность.
- Полученные результаты свидетельствуют о большом потенциале амидов малоновой кислоты для создания нового класса катионных амфифилов, которые могут быть использованы в качестве агентов трансфекции.
Цели. Задача данной работы заключалась в получении катионных амфифилов, являющихся амидами малоновой кислоты. Целевые амфифилы должны содержать насыщенную и ненасыщенную алкильные цепи в гидрофобном блоке, а также один или два положительных заряда в полярной головной части за счет этилендиамина и аминокислоты L-орнитина. Для таких катионных амфифилов должны быть определены физико-химические свойства и трансфекционная активность липосомальных композиций на их основе.
Методы. Исходным соединением в синтезе был диэтиловый эфир малоновой кислоты. С ним проводили реакцию С-алкилирования для присоединения первой гидрофобной цепи (с использованием октилбромида, додецилбромида и октадецилбромида). В качестве второй гидрофобной цепи использовали N-олеиламин, который присоединяли по карбоксильной группе малоновой кислоты путем образования амидной связи. Полярная головная группа была представлена этилендиамином, который присоединяли по оставшейся карбоксильной группе малоновой кислоты. Далее к этилендиамину присоединяли L-орнитин для получения катионных липидов с двумя положительными зарядами в головной группе. Структуры соединений характеризовали с помощью инфракрасной спектроскопии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса и элементного анализа. Методом фотонно-корреляционной спектроскопии оценивали распределение частиц по размерам. С помощью люциферазного теста определяли эффективность трансфекции на клеточной линии HeLa.
Результаты. Разработана схема синтеза новых катионных амифифилов с несимметричным гидрофобным блоком. Полученные на их основе липосомальные частицы имеют размер около 120 нм и обладают достаточно высоким дзета-потенциалом (29–30 мВ).
Выводы. Размер полученных липосом позволяет им проникать в клетки, что делает возможным использование таких композиций для трансфекции. Высокий дзета-потенциал свидетельствует об их стабильности. Наши результаты показали, что эффективность трансфекции полученными липосомами в смеси с холестерином сопоставима с коммерческим препаратом. Катионные амфифилы на основе амидов малоновой кислоты являются перспективными для разработки трансфекционных липосомальных композиций на их основе.
СИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
В работе исследовано влияние магнетита на кинетические параметры серной вулканизации эластомерных материалов на основе бутадиен-стирольного каучука: оптимальное время вулканизации, время подвулканизации, а также на минимальный и максимальный крутящий момент. Активный наполнитель магнетит проявляет наилучшие свойства в присутствии вулканизующей системы, содержащей ускорители тиазолового ряда.
Цели. Изучить возможность применения в рецептурах резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного каучука более дешевого ингредиента – магнетита путем оценки его влияния на процесс серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука в присутствии различных ускорителей.
Методы. Влияние магнетита на кинетику вулканизации исследовали с помощью без- роторного реометра AlphaTechnologies PRPA 2000. Методами термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) оценили влияние магнетита на процесс окисления вулканизатов на основе бутадиен-стирольного каучука на приборе Mettler Toledo TGA/DSC 2.
Результаты. Показано, что магнетит влияет на кинетику серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука SBR-1500 в присутствии ускорителей тиазолового ряда (дибензотиазолдисульфид, 2-меркаптобензотиазол), в то время как в случае с 1,3-дифенилгуанидином, сульфенамидом Т (N-трет-бутил-2-бензтиазолсульфенамид) и тиурамом (тетраметилтиурамдисульфид) магнетит малоактивен. Данные, полученные с ТГА/ДСК, демонстрируют, что магнетит незначительно влияет на окисление, а также на термодеструкцию вулканизатов на основе бутадиен-стирольного каучука.
Выводы. Исследовано влияние магнетита на кинетику процесса серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука в присутствии различных ускорителей. Наибольший эффект наблюдается в присутствии ускорителей тиазолового ряда.
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- С помощью теория изоморфной смесимости В.С. Урусова были вычислены энергии смещения низкотемпературных модификаций твердых растворов (пространственная группа Р21/с) оксиортосиликата лютеция (Lu1–xLnx)[(SiO4)0.5O0.5], где Ln – редкоземельный элемент серии La–Yb.
- Получены зависимости температур распада твердых растворов от порядкового номера редкоземельных элементов и состава, которые использованы для построения диаграмм термодинамической устойчивости твердых растворов.
- Это позволило прогнозировать пределы замещения в зависимости от температуры или определять температуру распада на основе заданных пределов замещения.
Цели. Целью работы явилось прогнозирование пределов замещения и стабильности люминесцентных материалов на основе низкотемпературных модификаций твердых растворов (пространственная группа Р21/с) на основе оксиортосиликата лютеция (Lu1−xLnx)[(SiO4)0.5O0.5], где Ln – редкоземельный элемент серии La–Yb.
Методы. Для расчета энергий смешения (параметров взаимодействия) для твердых растворов была использована теория изоморфной смесимости В.С. Урусова и кристаллохимический подход в приближении регулярного твердого раствора.
Результаты. Получены зависимости температур распада твердых растворов от порядкового номера редкоземельных элементов и состава, которые использованы для построения диаграмм термодинамической устойчивости твердых растворов, что позволило прогнозировать пределы замещения в зависимости от температуры или определять температуру распада на основе заданных пределов замещения.
Выводы. Результаты исследования могут быть полезны при выборе соотношения компонентов в матрице («хозяине») и количества активатора (допанта) в новых люминесцентных, лазерных и других материалах на основе низкотемпературных модификаций твердых растворов «смешанных» оксиортосиликатов редкоземельных элементов (Lu1−xLnx)[(SiO4)0.5O0.5].
ISSN 2686-7575 (Online)