Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск
Том 12, № 4 (2017)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-4

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

5-35 104
Аннотация
Базовые знания человечества до сих пор относятся к описанию электронов и атомов в веществе, находящемся в состоянии равновесия, или близком к равновесию и медленно изменяющемуся во времени. В то же время известно, что химические реакции носят динамический характер, а элементарный акт химической реакции происходит в фемтосекундном временном интервале. Дифракция электронов с высоким временным и пространственным разрешением открыла возможность прямого наблюдения процессов, происходящих в переходном состоянии вещества (молекулярный фильм). Здесь необходимо обеспечить временное разрешение порядка 100 фс, что соответствует переходу системы через энергетический барьер поверхности потенциальной энергии, который описывает химическую реакцию - процесс разрушения и образования новых связей взаимодействующих реагентов. Таким образом, может быть раскрыта возможность исследования когерентной ядерной динамики молекулярных систем и конденсированного состояния вещества, включая его экстремальные состояния. За последние два десятилетия было возможно наблюдать движение ядер в молекулах во временном интервале, соответствующем периоду их колебаний. Наблюдаемые когерентные изменения в ядерной системе в такие временные интервалы определяют фундаментальный переход от стандартной кинетики химических реакций к динамике фазовой траектории отдельной молекулы, томографии молекулярного квантового состояния.
36-42 87
Аннотация
Представлены экспериментальные результаты, подтверждающие механизм образования пироуглерода через стадии возникновения в газовой фазе высокомолекулярных продуктов пиролиза, их адсорбции на активных центрах подложки, локализующихся на границах контактов ее кристаллитов, и последующей карбонизации. Показано, что сокращение протяженности границ контактов кристаллитов подложки приводит к увеличению содержания в газе высокомолекулярных соединений и снижению концентрации водорода. Взаимосвязь между составом отходящего газа и поверхностью уплотняемого материала создает предпосылки для управления процессом пироуплотнения по составу отходящего газа. Идентифицирован состав высокомолекулярных жидких продуктов пиролиза. Установлено различие в составах высокомолекулярных продуктов пиролиза пропан-бутановой фракции и газа электрокрекинга. Показано влияние сырья и условий пиролиза на групповой состав образующихся высокомолекулярных продуктов пиролиза.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

43-49 95
Аннотация
Теоретически обосновано, что для схемы разделения трехкомпонентных смесей с выделением высококипящего компонента в первой колонне существует область исходных составов, для которой тепловые затраты оказываются наименьшими. Приведено выражение, описывающее границу областей оптимальности различных схем разделения. Выполненный с использованием программного пакета Aspen Plus расчет затрат теплоты для обеих схем ректификации трехкомпонентных смесей подтвердил теоретическое обоснование наличия областей оптимальности для каждой из них. С помощью понятия внутреннего энергосбережения объяснено преимущество той или иной схемы разделения трехкомпонентной смеси.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

50-57 96
Аннотация
Реакцией кватернизации поли(хлорметил)органосилоксанов с 1-метилимидазолом синтезированы хлориды полиорганосилоксанов с 1-метилдиазолилметиленовыми группами. Определена степень завершенности данной реакции и продукты охарактеризованы данными элементного анализа, ЯМР-спектроскопии (1H и 29Si), ТГА и ДТА. Показана принципиальная возможность получения статистических полиорганосилоксанов с [1-(метил)-имидазолил]-метильным заместителем в обрамлении силоксановой макромолекулы реакцией кватернизации соответствующих хлорметилзамещенных кремнийорганических полимеров 1-метилимидазолом. Методом ТГА и ДТА обнаружено, что деструкция полученных ионных жидкостей наступает при нагревании на воздухе выше 265 °С. Установлена возможность фиксировать образование соли имидазолия по появлению химсдвига в области ~10 м.д. в 1Н-ЯМР-спектре.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

58-64 103
Аннотация
Предложен препаративный метод синтеза 8-оксо-2’-дезоксигуанозина (8-oxo-dG), дающий высокий, до 80%, выход и подходящий для лабораторного применения. Актуальность разработки этого метода связана с возникшей необходимостью получения больших количеств 8-oxo-dG для исследования биологической и фармацевтической активности. Свидетельства о наличии таковой были получены в последние десятилетия, когда были открыты механизмы сопряжения репарации ДНК с внутриклеточной сигнализацией через 8-oxo-dG и обнаружено его противовоспалительное и протекторное действие. Предложенный нами метод основывается на схеме, используемой для получения 8-oxo-dG-содержащих олигонуклеотидов, но имеет ряд важных модификаций. Использование N,N-диметилформамида в качестве растворителя позволяет увеличить выход реакции нуклеофильного замещения и обойтись без применения дорогостоящего и осложняющего дальнейшую очистку ацетата серебра. Контроль кинетики реакции позволяет добиться максимальных выхода и чистоты продукта. Щелочной гидролиз, в отличие от аммонолиза, обеспечивает полное и быстрое удаление ацильных групп, а обращенно-фазовая хроматография на силанизированном силикагеле является эффективным и недорогим методом очистки. Такая схема очистки сводит к минимуму загрязнение продукта остаточными органическими растворителями, что немаловажно для биологических экспериментов. С экономической точки зрения, она выгодна из-за отсутствия дорогостоящих растворителей и возможности многократного использования носителя. Метод позволяет получать чистый 8-oxo-dG в препаративных количествах и превышает по итоговому выходу как свой прототип, так и иные существующие методики. Описаны некоторые промежуточные соединения и значимые методические особенности проведения реакции.
65-74 78
Аннотация
Использование в качестве ядер разветвляющих фрагментов производных TRIS является современным методом получения углеводсодержащих дендримероподобных амфифилов. Разработана схема синтеза получения производных трехвалентных неогликолипидов с терминальными остатками D-маннозы и разветвляющей компонентой на основе 2-амино-2-гидроксиметилпропан-1,3-диола (TRIS), различающиеся степенью насыщенности углеводородных цепей. Получение гидрофильной части целевых молекул проводили по реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения, с дальнейшей конъюгацией с гидрофобной компонентой карбодиимидным способом с добавкой HOBt в качестве катализатора. В работе исследованы подходы к формированию целевых конструкций - липосом на основе фосфатидилхолина и синтезированных неогликолипидов и их физико-химические свойства, такие как размер частиц и стабильность. Изучена активность полученных соединений в составе липосом, загруженных антибиотиком меропенемом, в отношении штамма бактерий Escherichia coli. Выявлена возможность изменять профиль действия образца липосом, содержащих неогликолипиды, выбором различных методов его приготовления, что перспективно для дальнейших исследований в этом направлении.

СИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ

75-84 113
Аннотация
В данной работе представлены результаты по изучению затравочной сополимеризации глицидилметакрилата с этиленгликольдиметакрилатом на затравочных полиглицидилметакрилатных частицах c целью получения частично сшитых полимерных микросфер с диаметром порядка 3.5 мкм для их использования в иммунохимических реакциях в качестве носителей биолигандов. Физико-химические свойства полимерных микросфер, полученных в разных условиях, были изучены следующими методами: диаметры частиц - методами электронной сканирующей и световой микроскопии, краевой угол смачивания - методом «лежащей капли», скорость седиментации - макрометодом в капилляре по движению границы раздела фаз полимерная суспензия/вода (буферный раствор), дзета-потенциал - методом динамического светорассеяния. Изучив физико-химические свойства всех полимерных суспензий, был сделан вывод, что оптимальными частицами для создания на их основе диагностической тест-системы с высокой чувствительностью, работающей по принципу реакции латексной агглютинации, являются полиглицидилметакрилатные частицы с равным процентным содержанием глицидилметакрилата и этиленгликольдиметакрилата, аминированные гексаметилендиамином в среде н-пропанола, так как они обладают достаточным количеством аминогрупп, не теряют седиментационных свойств после всех стадий синтеза.
85-90 114
Аннотация
В работе изучались свойства бутадиен-нитрильных каучуков, полученных различными способами синтеза и выделения из латекса, и резин на их основе. С помощью метода Оуэнса-Вендта-Рабеля-Каелбле была определена свободная поверхностная энергия образцов. Было показано, что на поверхностную энергию эластомерных материалов оказывают влияние некаучуковые компоненты, содержание и природа которых определяется способом получения и выделения каучука из латекса, а также число нитрильных групп в макромолекуле каучука. Была изучена кинетика вулканизации резиновых смесей на основе исследуемых каучуков. Показано, что резиновые смеси на основе каучуков, содержащих остаточный эмульгатор, вулканизуются дольше. Изучены упруго-прочностные свойства и сделан вывод о том, что резины на основе бутадиен-нитрильных каучуков, синтезированных различными способами при одинаковом содержании связанной нитрилакриловой кислоты, обладают разными физико-механическими свойствами и не могут быть взаимозаменяемыми без изменения рецептуры и технологических параметров их переработки.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

91-97 82
Аннотация
Рассматривается вопрос о теплопроводности твердого тела в приближении, в котором длина свободного пробега фононов ограничена и не зависит от температуры, так что температурное поведение коэффициента теплопроводности определяется только теплоемкостью. В этих условиях методом разделения переменных решена задача нестационарной теплопроводности цепных структур при низких температурах (T << θ, θ - температура Дебая). Рассмотрены решения, относящиеся как к областям с движущимися, так и с фиксированными границами. Специальный выбор закона движения границы позволил свести исходную задачу к задаче с фиксированными границами, но с преобразованным уравнением теплопроводности. Полученные результаты могут быть применены для изучения теплопроводности кристаллического углерода, существующего в форме карбина (синтетической полимерной цепочечной структуры). Найденные решения уравнения нестационарной теплопроводности сильно анизотропных кристаллов могут быть использованы также при изучении теплопроводности в волокнах из плавленого кварца и в высокоориентированных волокнах полиэтилена. Волокна плавленого кварца имеют неупорядоченную атомную структуру, но непрерывающуюся сеть кремний-кислородных связей. Эффективные размеры кристаллитов в таком веществе того же порядка, что и отдельные тетраэдры двуокиси кремния. Можно полагать, что в этом случае длина свободного пробега фононов будет постоянной, ограниченной лишь размерами кристаллитов, и уменьшение коэффициента теплопроводности при понижении температуры обусловлено только уменьшением теплоемкости. Структура полиэтилена, обладающего высокой степенью кристалличности, имеет почти идеальную структуру ламеллярного типа. Границы ламелей рассеивают фононы, причем вероятность рассеяния практически не зависит от длины волны фонона, т.е., в данном случае длина свободного пробега фонона будет постоянной и определяется размерами ламелей, так что теплопроводность будет пропорциональна теплоемкости.
98-105 79
Аннотация
В связи с актуальностью проблемы внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) в российской химической промышленности необходимо разработать научно-обоснованный процесс перехода химических предприятий на НДТ. Для этого была использована методология функционального моделирования в графической нотации IDEF0, стандартизированная в Российской Федерации. Производственный процесс перехода химического предприятия на НДТ был описан как иерархическая структура, изображенная в виде диаграммы, состоящей из функциональных блоков и дуг, которые их соединяют. Сначала объект моделирования был представлен в виде единственного блока с граничными стрелками, которые показывают, как связан моделируемый процесс с окружающей средой. Затем он был последовательно разложен на диаграммы более низкого уровня, т.е. была выполнена пошаговая иерархическая декомпозиция контекстной диаграммы верхнего уровня, чьим результатом стала совокупность взаимосвязанных диаграмм, которые описывают процессы и связи между ними и окружающей средой. Это позволяет четко установить порядок действий, которые выполняются на каждом этапе перевода химического производства на НДТ.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)