Цели. Работа посвящена изучению различных режимов ректификации бинарной идеальной смеси и установлению влияния различных факторов на затраты теплоты в кипятильниках колонн, а также оценке трудности разделения смесей на основе анализа характеристик парожидкостного равновесия.

Методы. В качестве методов исследования выбран графоаналитический расчет процесса ректификации бинарной смеси и математическое моделирование с использованием программного комплекса Aspen Plus с последовательным применением методов DSTWU, RadFrac и модуля «Sensitivity». Равновесие жидкость-пар было определено по уравнению Пенга-Робинсона (PENG-ROB).

Результаты. С использованием графического метода и метода математического моделирования получены параметры работы колонн двух вариантов ректификации бинарных идеальных смесей бензол–толуол, в каждом из которых исходная смесь содержит одинаковое количество низко(высоко)кипящего компонента. Определены числа тарелок в секциях колонны, флегмовые числа, энергозатраты и показатели внутреннего энергосбережения.

Выводы. Анализ полученных результатов показывает перспективность использования коэффициента распределения компонентов между паровой и жидкой фазами для предварительной оценки трудности разделения и ожидаемых затрат теплоты в кипятильниках колонн. Сравнение рассмотренных вариантов показало, что при увеличении внутреннего энергосбережения в колоннах затраты теплоты в кипятильнике уменьшаются.

Цели. Полимерные карбонатсилоксаны, содержащие в обрамлении цепи силоксан-N-фталимидиновую группировку, являются новыми синтетическими гребнеобразными системами макромолекул. Цель работы – изучить возможность их применения в виде пленочных материалов для термостойких высокоэффективных газопроницаемых мембран.

Методы. Гребнеобразные поликарбонатсилоксаны класса силоксан-содержащих полиэфиров были получены различными поликонденсационными методами: полимераналогичным превращением поликарбонат-аллил-N-фталимидинов их реакцией в растворе с алкилгидридсилоксанами; поликонденсацией N-(3-(пентаметилдисилокси)-пропил)-3,3-бис-(4'-окси-фенил)фталимидина с бис-хлорформиатом дифенилолпропана в растворе, используя триэтиламин в качестве акцептора соляной кислоты или межфазной поликонденсацией указанных реагентов в системе метиленхлорид–водная щелочь. Структуры полученных исходных и полимерных соединений были подтверждены спектроскопией ядерного магнитного резонанса 1 H и элементным анализом. Свойством всех синтезированных гребнеобразных сополимеров является их хорошая растворимость в ряде доступных растворителях и пленкообразование.

Результаты. Показано, что новые гребнеобразные поликарбонатсилоксаны обладают высокой термической устойчивостью. По данным термогравиметрического анализа введение в сополимер до 20 масс. % силоксановых звеньев позволяет повысить термостойкость поликарбонатсилоксанов на 25 °C. При этом, температура стеклования их достигает 160 °C. Сополимеры поликарбонатсилоксанов в виде пленок обладают высокой прочностью на разрыв выше 50 МПа и модулем упругости до 2000 МПа. Коэффициенты проницаемости газов через coполимер поликарбонатсилоксанов в виде пленки по ряду газов превосходят проницаемость для промышленного поликарбоната из дифенилолпропана и фторсодержащего силоксанового поликарбоната.

Выводы. Достигнутые результаты свидетельствуют о возможности создания новых полимерных гребнеобразных силоксановых систем с варьируемой структурой, которая способствует для них получению заданных свойств. В сочетании с высокой селективностью разделения газов это позволяет использовать новые гребнеобразные поликарбонатсилоксаны в качестве пленочных мембранных материалов с повышенным интервалом рабочих температур.

Цели. В статье рассматривается возможность получения пара-трет-бутилкумола алкилированием кумола изобутиленом в присутствии таких катализаторов, как Amberlyst 36 Dry, КУ-2-8, хлористый алюминий, и трет-бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

Методы. Для определения качественного и количественного состава веществ и реакционных масс использованы следующие методы анализа: газожидкостная хроматография (на аппаратно-программном комплексе «Кристалл 2000М»), хроматомасс-спектрометрия (на приборе Agilent 6850, оснащенном капиллярной колонкой Agilent 19091S-433E (30 м × 250 мкм × 0.25 мкм) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (на приборе «Bruker DRX 400» с рабочими частотами 400 МГц).

Результаты. Установлено, что в процессе алкилирования кумола изобутиленом с использованием перечисленных катализаторов наряду с пара-трет-бутилкумолом образуется значительное количество мета-трет-бутилкумола. Также исследования показали, что применение катализаторов Amberlyst 36 Dry и КУ-2-8 при алкилировании в замкнутой системе (автоклав) приводит к образованию олигомеров изобутилена, количество которых многократно преобладает над целевым продуктом реакции. В то же время установлено, что алкилирование кумола трет-бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты позволяет получать только один изомер – пара-трет-бутилкумол, что имеет важное практическое значение для дальнейшего получения пара-трет-бутилфенола с высокой степенью чистоты.

Выводы. Сернокислотное алкилирование кумола трет-бутиловым спиртом позволяет получить индивидуальный пара-изомер трет-бутилкумола с выходом 87–89% на загруженный трет-бутиловый спирт при конверсии кумола около 30%.

Цели. Цель литературного обзора – анализ остеопластических материалов и хирургических имплантатов нового поколения, изучение особенностей, характеристик и результатов их клинического применения.

Методы. Обзор суммирует объем научно-исследовательских материалов, представленных на порталах «PubMed» и «eLIBRARY». Проанализирован и обобщен материал 129 научных статей по следующим разделам: биологические, кальций-фосфатные, полимерные и биокомпозитные матриксы в качестве носителей целевых фармацевтических субстанций (рекомбинантных белковых остеоиндукторов, антибиотиков и биологически активных химических реагентов). Глубина поиска 10 лет.

Результаты. Среди всех видов остеопластических матриксов, применяемых в настоящее время в мировой хирургической остеологии, куда входит нейрохирургия, травматология и ортопедия, стоматология, челюстно-лицевая и детская хирургия, деминерализованный костный матрикс (ДКМ) занимает 26%. Полимерные и биокомпозитные матриксы сегодня представляются наиболее перспективными материалами в сравнении с ДКМ. Особое внимание в разработке новых видов матриксов уделяется возможности фиксации остеогенных факторов и целевых фармацевтических субстанций на материале-носителе с целью их контролируемого и пролонгированного выпуска на участке хирургической имплантации. Полимерные и биокомпозитные материалы способны замедлять время высвобождения фармсубстанций в месте имплантации, способствуя снижению токсичности и пролонгации терапевтического эффекта, являясь перспективной альтернативой аутогенной кости. Использование композитных носителей различного состава in vivo демонстрирует высокие показатели остеогенеза, способствует запуску биоминерализации и позволяет варьировать скорость деградации материала.

Выводы. Остеопластические материалы различного состава в сочетании с лекарственными средствами показали ускорение регенерации и минерализации костной ткани in vivo, исключая системные побочные реакции. И, хотя некоторые материалы уже зарегистрированы в качестве коммерческих препаратов, все еще сохраняется ряд нерешенных проблем. Из-за ограниченности клинических исследований материалов на людях остаются открытыми такие вопросы как недостаточное понимание токсичности материалов, времени их резорбции, скорости доставки лекарственного средства и его высвобождения, а также возможные неблагоприятные эффекты от использования имплантатов различного состава.

Цели. Определение фазовых соотношений, кристаллографических характеристик, особенностей микроструктуры и атомно-кристаллической структуры кристаллов оксида циркония, частично и полностью стабилизированных добавками оксида иттрия, выявление кристаллографических и кристаллохимических корреляций с физико-химическими свойствами монокристаллов.

Методы. Нейтроноструктурные исследования кристаллов проведены методами времени пролета нейтронов и постоянной длины волны с использованием Фурье дифрактометра высокого разрешения на импульсном быстром реакторе ИБР-2 и четырехкружного нейтронного дифрактометра «Синтекс». Монокристаллы были выращены направленной кристаллизацией из расплавов смесей (1 – х)ZrO₂ ∙хY₂O₃ , х = 0.03 и 0.12 с разными скоростями роста (10 и 40 мм/ч).

Результаты. Установлено, что при выращивании монокристаллов с х = 0.03–0.05 происходит расслоение кристалла на кубическую и тетрагональную фазы, соотношение между которыми зависит от скорости выращивания. При скорости роста 40 мм/ч содержание кубической фазы незначительно. В кристаллах частично стабилизированного диоксида циркония ZrO₂ (c добавками 3 mol % Y₂O₃) установлено когерентное сосуществование кубической и тетрагональной фаз и определен закон двойникования для тетрагональной компоненты (вращение осей элементарной ячейки на 90° вокруг осей a (b)), возникающего при фазовом переходе из высокотемпературной кубической фазы в тетрагональную. Для полностью стабилизированного диоксида циркония кубической симметрии (с 12 mol % Y₂O₃) определены смещения атомов кислорода на 0.3 Å из их частных структурных позиций в направлениях [100] и [111]. Эти смещения коррелирует с направлениями ионного транспорта.

Выводы. Исследования показали, что соотношение между кубической фазой и тетрагональной фазой монокристаллов системы ZrO₂ –Y₂O₃ зависит от скорости выращивания монокристаллов. На одном и том же объемном образце твердого раствора этой системы неразрушающим методом нейтронографии определено содержание Y₂O₃ и в кубической, и в тетрагональной фазе монокристалла. Определены смещения атомов кислорода из основной позиции кристалла.

Цели. Сегнетожесткая пьезоэлектрическая керамика востребована при создании устройств, работающих в силовых режимах: пьезотрансформаторах, ультразвуковых излучателях и пьезодвигателях, что требует сочетания в ней высоких пьезоэлектрических характеристик и механической добротности. В этой работе на примере двух широко распространенных химических систем Pb(Zr_xTi_1-x)O₃ и (Na_1-xK_x)NbO₃ продемонстрированы принципиально различные химико-технологические пути формирования плотной микроструктуры и достижения наилучших, с точки зрения практических применений, наборов диэлектрических, пьезоэлектрических и механических параметров. В случае свинецсодержащей керамики были использованы различные технологии спекания: обычная керамическая, горячее прессование и искровое плазменное спекание. Для повышения функциональных характеристик бессвинцовой керамики был выбран путь, связанный с добавлением медьсодержащего компонента CuNb₂O₆ (x) к исходной системе ниобата натрия-калия. Целью настоящей работы стало выявление основных закономерностей формирования микроструктуры и функциональных характеристик сегнетожесткой керамики на основе систем Pb(Zr_xTi_1-x)O₃ и (Na_1-xK_x)NbO₃, при вариации технологических режимов их изготовления.

Материалы. Микроструктура пьезоэлектрической керамики исследовалась методом электронной микроскопии, а функциональные характеристики оценивались по показателям механических и пьезоэлектрических свойств. Значения плотности определялись методом гидростатического взвешивания в октане, относительная диэлектрическая проницаемость была измерена с помощью LCR-метра, а значения пьезоэлектрического коэффициента и механической добротности установлены на основании резонансно-антирезонансного метода.

Результаты. Установлено, что применение технологии искрового плазменного спекания позволяет получить высокоплотные образцы свинецсодержащей керамики с однородной микроструктурой и более чем в два раза возросшими значениями показателя качества (figure-of-merit) для ее использования в устройствах силовой пьезотехники, работающих на частотах пьезорезонанса. Обнаружено, что добавка небольшого количества CuNb₂O₆ (x = 0.025) к бессвинцовым твердым растворам приводит к образованию в процессе спекания жидкой фазы, в результате чего формируется уплотненная микроструктура с практически предельными для обычной керамической технологии значениями относительной плотности (96%). Наблюдается возрастание как пьезоэлектрических, так и механических свойств, что приводит к двукратному повышению значений показателя качества.

Выводы. Вариация технологических режимов изготовления как свинецсодержащей, так и бессвинцовой сегнетожесткой пьезокерамики позволяет существенно (в два раза) повысить ее функциональные характеристики. Использование метода искрового плазменного спекания при изготовлениии свинецсодержащей керамики способствует сокращению как оптимальной температуры процесса на 200 °С, так и продолжительности изотермической выдержки более чем в 20 раз. Такой прием существенно снижает производственные затраты.

Цели. В целях исследования биоаналогичности, а также внедрения масс-спектрометрии в процессы биофармацевтической разработки было необходимо провести сравнительное масс-спектрометрическое исследование моноклонального антитела экулизумаб из оригинального лекарственного препарата «Солирис»^® и кандидатного «Элизария»^® производства АО «ГЕНЕРИУМ» методами измерения молекулярных масс интактных молекул (intact mass measurement) и их субъединиц (middle-up).

Методы. Измерение масс интактных белков и оценку долей их модификаций проводили при помощи инфузионной масс-спектрометрии высокого разрешения с электрораспылительной ионизацией. Измерение молекулярных масс субъединиц и оценку долей их модификаций проводили методом обращенно-фазовой ВЭЖХ, совмещенной с масс-спектрометрией высокого разрешения с электрораспылительной ионизацией после предварительного расщепления антител ферментом IdeS и разрыва дисульфидных связей.

Результаты. Нами был зарегистрирован ряд небольших отличий в содержании некоторых минорных гликанов: олигосахарид Man5 был обнаружен только в белке оригинального препарата, а G0 – только в кандидатном белке; в субъединицах LC и Fd оригинального белка были зарегистрированы сайты гликирования с содержанием данной модификации не выше 4.4%. Также доли неотщепленного С-концевого лизина и гликана G0F в оригинальном белке были несколько ниже, чем в кандидатном. Однако зарегистрированные отличия не являлись критическими параметрами качества экулизумаба и не влияли на активность молекул и их безопасность в доклинических испытаниях, и, в целом, сравниваемые молекулы продемонстрировали высокое сходство.

Выводы. Сравнительный хромато-масс-спектрометрический анализ экулизумаба из оригинального и кандидатного препаратов позволил установить высокую степень сопоставимости сравниваемых молекул по молекулярным массам и по профилям мажорных модификаций. 

Цели. Для аналитического контроля производства фталонитрильных мономеров, изучения масштабирования технологии их получения и проведения кинетических исследований актуальна задача по разработке способа определения концентрации целевого и побочных продуктов в присутствии реагентов. Наиболее простым и доступным методом количественного анализа рассматриваемых соединений является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), позволяющая также проводить верификацию сырья и контроль качества готовой продукции. Цель данной работы заключалась в разработке методики количественного анализа компонентов реакционной смеси при синтезе 1,3-бис(3,4-дицианофенокси)бензола (ДБФ) методом ВЭЖХ.

Методы. Для количественного анализа компонентов реакционной смеси использовали метод ВЭЖХ в обращенно-фазовом режиме.

Результаты. Разработана простая и быстрая методика количественного анализа фталонитрильных мономеров и их смесей с реагентами методом ВЭЖХ. По данным исследования конверсии компонентов реакционной смеси сделан вывод о продолжительности реакции и накоплении побочных продуктов.

Выводы. Успешная апробация позволяет рекомендовать разработанную методику для применения в аналитической практике. Результаты, полученные при переходе от реакции в колбе к реактору объемом 15 л, характеризуются хорошей сходимостью. Синтез ДФБ успешно масштабируется на оборудование промежуточного масштаба.