К 120-летию МИТХТ имени М.В. Ломоносова

Цели. Изучить дихлоркарбенирование изоамиленовой фракции, представляющей собой смесь 2-метил-бутена-1 и 2-метил-бутена-2, получить соответствующие алкил-гем-дихлорциклопропаны с количественным выходом и установить их строение.

Методы. Для определения качественного и количественного состава реакционных масс были использованы 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-спектроскопия) (на приборе «Bruker AM-500» с рабочими частотами 500 и 125 МГц).

Результаты. Алкил-гем-дихлорциклопропаны синтезированы из изоамиленовой фракции в присутствии катализатора катамина АВ. Альтернативным путем на основе изопрена получены изомерные алкенил-гем-дихлорциклопропаны, восстановлением которых синтезированы соответствующие алкил-гем-дихлорциклопропаны. Вещества проанализированы и доказаны методами газожидкостной хроматографии, хроматомасс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии.

Выводы. Установлено, что дихлорциклопропанирование изоамиленовой фракции протекает количественно с образованием смеси 2-метил-2-этил-1,1-дихлорциклопропана и 2,3,3-триметил-1,1-дихлорциклопропана. С использованием изопрена встречным синтезом через последовательное дихлоркарбенирование и гидрирование был синтезирован 2-метил-2-этил-1,1-дихлорциклопропан – один из продуктов дихлоркарбенирования изоамиленовой фракции.

Цели. Целью настоящей работы является получение аминокислотных производных хлорофилла а и бактериохлорофилла а для направленной доставки пигментов в опухолевые очаги, увеличения биосовместимости и, как следствие, уменьшения побочного токсического действия. Кроме фотодинамической эффективности для полученных конъюгатов фотосенсибилизаторов с аминокислотами ожидается дополнительный цитотоксический эффект, вызванный участием последних во внутриклеточных биохимических процессах, включая взаимодействие с компонентами глутатионовой антиоксидантной системы, приводящее к уязвимости опухолевых клеток к окислительному стрессу.

Методы. В настоящей работе реализована оптимизация структуры высокоэффективного ИК-фотосенсибилизатора на основе О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида (DPBP), поглощающего при 800 нм и показавшего фотодинамическую эффективность для лечения глубокозалегающих и пигментированных опухолей, путем введения на периферию макроцикла метиловых эфиров L-лизина, L-аргинина, метионинсульфоксимина (MSO) и бутионинсульфоксимина (BSO). Структура полученных соединений доказана методами масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии, а фотоиндуцированная цитотоксичность исследована in vitro на линии клеток HeLa.

Результаты. Были получены конъюгаты О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида с аминокислотами и их производными, такими как, лизин, аргинин, метионинсульфоксимин и бутионинсульфоксимин. Показана хелатирующая способность конъюгата DPBP с лизином и получен его Sn(IV)-комплекс.

Выводы. Биологические испытания DPBP с метионинсульфоксимином и бутионинсульфоксимином показали 5–6 кратное увеличение фотоиндуцированной цитотоксичности по сравнению с исходным фотосенсибилизатором DPBP. При этом обнаружена высокая интернализация пигментов опухолевыми клетками, а темновая цитотоксичность (при отсутствии облучения) DPBP-MSO и DPBP-BSO увеличилась в 4 раза по сравнению с исходным соединением DPBP, что может быть объяснено участием производных метионина в биохимических процессах опухолевой клетки.

Цели. Разработать быструю и объективную инструментальную методику оценки микробной обсемененности, а также про- и антибиотических свойств различных образцов пищевой, фармакологической и иной продукции.

Методы. Разработанная методика заключается в периодической (через каждые 2 ч) регистрации изменений рН, редокс потенциала и электропроводности жидкой питательной среды, инкубируемой в присутствии и в отсутствие жизнеспособных тестовых микроорганизмов и тестируемых образцов.

Результаты. С помощью представленной методики проведён сравнительный анализ про- и антибиотической активности в отношении Lactobacillus acidophilus разных концентраций цельных докритических экстрактов, полученных с помощью сжиженного СО₂ из 10 различных видов растительного сырья.

Выводы. Проведенные исследования показали, что среди исследованных растительных экстрактов наиболее активные пролонгированные антибиотические свойства проявили экстракты из листьев эвкалипта шаровидного (Eucalyptus globulus Labill.) и семян бадьяна настоящего (Illicium verum Hook.f.) при их концентрации в тестовой среде (С_ТЭ) больше 3 об.%; а наиболее активные пролонгированные пробиотические свойства проявил экстракт из травы мяты луговой (Mentha arvensis L.) при С_ТЭ = 0.2 об.%. Начальная антибиотическая активность тестированных экстрактов (ТЭ) в большинстве случаев была больше их пролонгированной активности. В то время как среднесрочная (по времени взаимодействия ТЭ с тестовыми микроорганизмами) антибиотическая активность ТЭ как правило была промежуточной по величине между их начальной и пролонгированной активностью. При этом с уменьшением концентраций ТЭ в тестовой среде их антибиотическая активность монотонно уменьшалась, а пробиотическая активность увеличивалась. Таким образом очевидно, что биологическая активность продукции, включающей различные растительные экстракты, в значительной степени определяется не только сырьём и способом экстрагирования из него биологически активных веществ, но и концентрацией экстракта в продукции, а также временем взаимодействия упомянутой продукции с микробиотой и т.п. Причем точный характер этих зависимостей в большинстве случаев может быть установлен лишь с помощью значительного числа тестовых испытаний. Последние удобно проводить с помощью представленной в этой работе методики, которая позволяет существенно более быстро, объективно и информативно, а также существенно менее трудоёмко и материалоёмко, чем при использовании стандартных микробиологических методов, оценивать исходную микробную обсемененность, а также про- и антибиотические свойства различных образцов как новой, так и уже допущенной к употреблению продукции, а также отдельных ингредиентов и добавок к оной.

Цель. Совершенствование технологии создания биологически разрушаемых гибридных композиций (БГК) на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) 11503-070 и термопластичных крахмалов различного происхождения (кукурузы, гороха, риса) с новыми пластификаторами – моноглицеридами дистиллированными. Разработка технологической схемы производства БГК. Получение и исследование свойств биологически разрушаемых композиционных пленок, пластифицированных смесью дистиллированных моноглицеридов и глицерина. Выбор оптимального соотношения нативный крахмал : глицерин : моноглицериды.

Методы. Термопластичный крахмал и композиционные пленки получали на основе нативных крахмалов разных видов в лабораторных экструдерах фирм «Брабендер» и «МашПласт» (Россия), при этом экструдируемый расплав композиции подвергали воздействию ультразвуковых колебаний. Была изучена структура композитных пленок методом сканирующей электронной микроскопии, а также их реологические характеристики. Проведена оценка органолептических свойств композитных пленок. Способность к биоразложению композитных пленок оценивали при помощи погружения их на три месяца в биогумус. Для оценки эксплуатационных свойств БГК, до и после процесса биоразложения, определяли разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве, причем оценка была проведена и для пленок, которые подвергали воздействию ультразвука.

Результаты. Был достигнут положительный эффект от использования нового пластификатора – дистиллированных моноглицеридов в композициях термопластичный крахмал : полиэтилен. При производстве композиции получались однородными по структуре, иногда образовывались небольшие агломераты, представляющие собой нерасплавившиеся частицы крахмала, что не ухудшало качество готовых БГК. Композиты с моноглицеридами обладали высокой прочностью на разрыв – практически на одном уровне с ПЭНП. После изъятия образцов композитных пленок из биогумуса их прочность на разрыв снижалась на 20%, что свидетельствует о протекании процесса биоразложения.

Выводы. Разработанный состав и технология получения биологически разлагаемых композитных пленок могут быть использованы в дальнейшем для производства композитных пленок с высоким содержанием крахмала для применения в упаковочной отрасли, что позволит снизить негативную нагрузку на окружающую среду.

Цели. Основным показателем, определяющим электропроводность резин, является удельное объемное электросопротивление. Цель работы – исследовать изменения данного показателя при набухании и отбухании электропроводящих резин. При рассмотрении процесса набухания резин в жидких средах на молекулярном уровне проведена аналогия этого процесса с механической деформацией материала, выявлены общие черты и различия этих процессов.

Методы. Для резин на основе парафинатных и алкилсульфонатных бутадиен-нитрильных каучуков были определены степень их набухания и изменение линейных размеров в гептане, бензинах марок АИ-80, АИ-92, АИ-95. Удельное объемное электросопротивление определено потенциометрическим методом: исходное значение измерено после термостатирования резин в течение 1 ч при 120 °С, а повторное измерение проведено после набухания этих резин в растворителях в течение 48 ч с последующей сушкой при 20 °С до постоянной массы и повторного термостатирования при тех же условиях. C помощью ИК-спектрометра Фурье были получены спектры растворителей до и после нахождения в них исследованных резин.

Результаты. Показано, что на степень набухания резин оказывает влияние тип используемого каучука и растворителя. Наибольшей стойкостью к набуханию обладают резины на основе каучуков с большим количеством присоединенного НАК, полученные в присутствии алкилсульфонатного эмульгатора. Влияние используемого растворителя на изменение степени набухания определяется его сродством к каучуку и наличием полярных добавок, повышающих октановое число бензина. Установлено, что изменение линейных размеров образцов при набухании в указанных растворителях различно по длине и толщине образца. Результаты измерения удельного объемного электросопротивления показали, что в зависимости от типа используемого каучука и степени его наполнения описанная технология обработки резины приводит к снижению данного показателя от 2 до 20 раз. Наибольший эффект снижения удельного объемного электросопротивления наблюдается у малонаполненных резин на основе парафинатных бутадиен-нитрильных каучуков. Представленные в работе спектры нарушенного полного внутреннего отражения растворителей после их взаимодействия с исследованными резинами показали, что в результате набухания резин происходит частичная экстракция из них дибутилфталата, использованного в рецептуре в качестве пластификатора.

Выводы. Предложенный способ обработки резины позволяет снизить ее удельное объемное электросопротивление за счет удаления из нее дибутилфталата и формирования более развитой углерод-эластомерной структуры и решить проблему отрицательного влияния пластификатора на удельное объемное электросопротивление резин без исключения его из состава резиновой смеси.

Цели. Разработка физико-химических основ и способов получения изопроксида рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ из ацетилацетоната рутения и изопроксида рения, полученного электрохимическим методом – прекурсора получения высокотемпературного сплава.

Методы. ИК-спектроскопия (EQUINOX 55 Bruker, Германия), рентгенофазовый и элементный анализ, энергодисперсионный микроанализ (ЭДМА, СЭМ JSM5910–LV, аналитическая система AZTEC), порошковая рентгеновская дифракция (дифрактометр D8 Advance Bruker, Германия), экспериментальная станция «РСА» Курчатовского источника синхротронного излучения.

Результаты. Получен изопроксидный комплекс рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ , подтверждены его состав и строение. Экспериментально подтверждены ранее проведенные квантово-химические расчеты, свидетельствующие о возможности замещения атомов рения атомами рутения в изопропилатном комплексе. Выявлено влияние электропроводящей добавки на состав получаемого сплава.

Выводы. Разработаны физико-химические основы и предложены способы получения изопроксида рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ , который может найти применение в качестве предшественника при получении ультра- и нанодисперсных порошков сплавов рений-рутений при рекордно низкой температуре 650 °C.

Цели. Технологический процесс производства листового стекла флоат-способом является непрерывным и крупнотоннажным. Европейские автомобили в большинстве (до 90%) имеют зеленую заводскую тонировку стекол, поэтому в процессе производства стекло в своей массе окрашивается в желаемый цвет. Внедрение современных информационных технологий и цифровизация открывают возможности существенного повышения эффективности стекольных производств. Учет количества вытянутого и нарезанного стекла позволяет оценить важный показатель работы производства – коэффициент использования стекла, определяющий долю качественного стекла в процентах в общем объеме выработки. Выход годного стекла зависит от технологических отходов в процессе производства. Для оценки влияния отходов, возникающих на стадиях производства, на коэффициент использования стекла проводился анализ статистических данных работы флоат-линии. Эти выборки отличаются от нормального закона распределения вероятностей, что ограничивает использование традиционных статистических методов контроля. Регрессионные модели не всегда дают точное математическое описание процесса, поскольку дисперсия условного математического ожидания выходной переменной относительно входных не является состоятельной характеристикой связи между входными и выходными переменными. Целью данной работы является исследование применения информационной теории моделирования для анализа и контроля технологического процесса производства зеленого стекла по коэффициенту его использования.
Методы. Методика моделирования технологических цепей имеет некоторые особенности по сравнению с моделированием операций. В ней проводится анализ операций для выявления возможных информационных связей между параметрами, что позволяет проследить за формированием коэффициента использования зеленого стекла в процессе производства. Анализируется влияние на величину коэффициента использования стекла парных и тройных взаимодействий отходов на стадиях производства зеленого стекла.
Результаты. Проведено информационное моделирование технологического процесса формирования коэффициента использования зеленого стекла. Информационный анализ позволяет сделать заключение о достаточности контроля коэффициента использования зеленого стекла в процессе производства по информативно связанными с ним параметрами – отходами на стадиях стекловарения, отжига и отбортовки.
Выводы. Выбранная методика информационного контроля коэффициента использования стекла может применяться в системах менеджмента качества в производстве зеленого стекла флоат-способом.

Цели. Цель работы – разработать, описать и протестировать общий алгоритмический метод построения моделей связи «структура-свойство» для органических соединений.
Результаты. Вышеуказанные модели строятся на основе статистического анализа данных по выборкам структур и свойств химических соединений и имеют вид корреляционных уравнений. Химические структуры в предложенном подходе представляются в виде специальных молекулярных графов с весами вершин и ребер, отражающих определенные особенности пространственного строения соответствующих молекул. Реализация метода происходит в два этапа. На первом этапе предполагается, что искомое уравнение связи «структура-свойство» имеет определенный аналитический вид и зависит от ряда подгоночных параметров и двух функций одной переменной, которые могут варьироваться. На этом этапе происходит отбор пары функций из заданного множества функций, дающих наилучшую модель. На втором этапе происходит модификация полученной наилучшей модели. Для этой цели первоначально проводится классификация вершин молекулярного графа по химическим символам соответствующих атомов и картинам их первого окружения; проводится также классификация ребер графа в соответствии с классами вершин, которые они соединяют. На основе полученной классификации вводятся числовые «поправки» к исходным весам вершин и ребер молекулярных графов, что позволяет улучшить модель, полученную на первом этапе. Конечным результатом процесса построения модели служит уравнение определенного вида с конкретными числовыми значениями всех его параметров. Приведены примеры применения предложенного метода для построения моделей связи «структура-свойство» для конкретных свойств и классов соединений, показывающие его эффективность. Рассматривались следующие физико-химические свойства и классы органических соединений: 1) температура кипения спиртов; 2) растворимость спиртов в воде; 3) температура кипения сульфидов; 4) индексы удерживания алкилфенолов.
Выводы. Предложен общий алгоритмический метод построения корреляционных уравнений, связывающих структуру и свойства органических соединений. Приведены примеры его реализации. Метод может быть использован для любых классов органических соединений и любых их свойств, которые измеряются количественно. Модели, построенные на основе предложенного подхода, обладающие достаточно высоким качеством, могут быть использованы для расчета свойств соединений, для которых отсутствуют экспериментальные данные.