Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск
Том 16, № 6 (2021)
Скачать выпуск PDF | PDF (English)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

  • Проведен сравнительный анализ результатов описания разных наборов экспериментальных данных системы бензол – циклогексан – хлорбензол с использованием моделей NRTL, Вильсон, UNIFAC
  • На основе анализа топологической структуры диаграммы относительной летучести показано, что при исследовании систем, содержащих близкие по свойствам компоненты, необходимо повышать качество описания имеющихся массивов данных.
  • Для оценки адекватности модели рекомендуется проверка воспроизведения термодинамических особенностей хода различных многообразий в концентрационном симплексе. Последние должны быть получены обработкой прямых данных ПЖР
457-464 1038
Аннотация

Цели. Сравнительный анализ адекватности математических моделей парожидкостного равновесия (ПЖР) и их возможности воспроизводить особенности фазового поведения тройной системы бензол–циклогексан–хлорбензол при использовании разных наборов экспериментальных данных для оценки параметров бинарного взаимодействия.

Методы. В качестве методов исследования выбрано математическое моделирование ПЖР в программном комплексе AspenPlus V.10.0. с использованием уравнений локальных составов (NRTL, Wilson) и групповой модели UNIFAC, позволяющей получить независимую информацию. Для системы бензол–циклогексан–хлорбензол обоснован выбор уравнения NRTL, обеспечивающего более высокое качество описания экспериментальных данных ПЖР.

Результаты. Построение диаграммы хода линий постоянной летучести циклогексана относительно бензола выявило три топологических структуры, из которых только одна может считаться достоверной, поскольку соответствует данным натурного эксперимента и совпадает с диаграммой, построенной на основе независимых данных модели UNIFAC. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при исследовании систем, содержащих близкие по свойствам компоненты, необходимо повышать качество описания имеющихся массивов данных (относительная ошибка не должна превышать 1.5%).

Выводы. Воспроизведение термодинамических особенностей хода различных многообразий в концентрационном симплексе, полученных обработкой прямых данных ПЖР, может служить дополнительной оценкой адекватности модели. Для системы циклогексан–бензол–хлорбензол наилучшим является набор параметров уравнения NRTL, которые оценены по обширным экспериментальным данным ПЖР, имеющимся в литературе для тройной системы в целом.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

  • The article presented a review of literature sources associated with investigations of antimicrobial resistance, the uses of agents based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride, oligohexamethylene guanidine hydrochloride, and other salts, obtained using modern synthesis technologies with microreactors.
  • Microreactor technologies allow for more accurate control of the conditions of the polycondensation reaction of the starting monomers and increase the yield and selectivity of the oligomers obtained, leading to an increase in the product purity and process efficiency, in contrast with other known methods.
465-475 906
Аннотация

Цели. Цель исследования – проанализаровать применяющиеся антисептики и дезинфектанты, рассмотреть возможность синтеза различных антисептиков и отдельно синтеза олигогексаметиленгуанидина гидрохлорида (ОГМГ-ГХ) с применением микрофлюидной технологии, а также изучить основные параметры синтеза, влияющие на характеристики получаемого продукта.

Методы. Представлен обзор литературных источников, связанных с иследованиями антимикробной резистентности, применением средств на основе полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, олигогексаметиленгуанидина гидрохлорида, а также других солей, полученных современными технологиями синтеза с использованием микрореакторов.

Результаты. Определена актуальность разработки технологии получения субстанции «ОГМГ–ГХ разветвленный». Рассмотрены существующие способы получения субстанции и их недостатки. Также рассмотрен микрофлюидный способ синтеза полимеров, его достоинства и перспективы его использования для получения целевой субстанции.

Выводы. Микрореакторные технологии позволяют более точно контролировать условия реакции поликонденсации исходных мономеров и повышать выход и селективность полученных олигомеров, что приводит к повышению чистоты продукта и эффективности процесса, в отличие от других известных способов. Использование микрореакторных технологий для синтеза разветвленных продуктов гидрохлорида олигогексаметиленгуанидина является перспективной стратегией.

БИОХИМИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

  • Выявлен ряд клеточных генов (FLT4, Nup98 и Nup205), снижение экспрессии которых даст перспективную возможность подавить вирусную репродукцию.
  • Получены оригинальные последовательности миРНК для этих генов.
  • Показана низкая цитотоксичность миРНК для клеток по результатам МТТ-теста.
  • миРНК, снижающие активность указанных генов, подавляют вирусную репродукцию in vitro оценённой с помощью вирусного титрования по ЦПД, ОТ-ПЦР-РВ и РГА.
  • Получены данные о корреляции между сниженной экспрессией клеточных генов и сниженной вирусной репродукцией.
476-489 941
Аннотация

Цели. Оценка влияния подавления экспрессии клеточных генов FLT4, Nup98 и Nup205 на динамику репродукции вируса гриппа А в культуре легочных клеток человека А549.

Методы. Работа выполнена с использованием оборудования центра коллективного пользования Научно-исследовательского института вакцин и сывороток им И.И. Мечникова (Россия). Вируссодержащую жидкость отбирали в течение трех дней с момента трансфекции и заражения и оценивали интенсивность вирусной репродукции методами титрования по цитопатическому действию и в реакции гемагглютинации. Концентрацию вирусной РНК определяли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР-РВ). Для вычисления статистически значимых различий между группами использовали непараметрический критерий Манна–Уитни.

Результаты. В клетках, обработанных малыми интерферирующими РНК (миРНК) к генам FLT4, Nup98 и Nup205, отмечалось достоверное подавление экспрессии целевых генов и показателей вирусной репродукции (титр вируса, гемагглютинирующая активность, концентрация вирусной РНК) при коэффициенте множественности заражения, равном 0.1. Дополнительно было установлено, что подавление экспрессии целевых генов с помощью миРНК не приводит к значительному снижению выживаемости клеток. Вирусный титр в клетках, обработанных миРНК FLT4.2, Nup98.1 и Nup205, на первые сутки был меньше в среднем на 1.0 lg, а на вторые и третьи – на 2.2–2.3 lg, по сравнению с клетками, обработанными неспецифической миРНК. При проведении ОТ-ПЦР-РВ отмечено достоверное уменьшение концентрации вирусной РНК с миРНК Nup98.1 (до 190 раз) и Nup205 (до 30 раз) на первые сутки, в 26 и в 29 раз на вторые и в 6 и 30 раз на третьи сутки, соответственно. Для миРНК FLT4.2 количество копий вирусной РНК уменьшилось в 23, 18 и 16 раз на первые, вторые и третьи сутки. Схожие результаты были получены при определении гемагглютинирующей активности вируса. Наиболее сильно, в 16 раз, гемагглютинирующая активность на третьи сутки снизилась в клетках, обработанных миРНК Nup205 и FLT4.2. В клетках, обработанных миРНК FLT4.1, Nup98.1 и Nup98.2, гемагглютинирующая активность уменьшилась в 8 раз.

Выводы. В ходе исследования были выявлены три клеточных гена (FLT4, Nup98 и Nup205), подавление экспрессии которых позволяет эффективно уменьшить вирусную репродукцию, а также получены оригинальные последовательности миРНК. Полученные результаты имеют важное значение для создания терапевтических и профилактических препаратов, чье действие основано на механизме РНК-интерференции.

СИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ

  • Предложены новые способы получения искусственных поликарбонатных и полиметилметакрилатных суспензий в присутствии катионных ПАВ, а также их смесей и смесей катионных с кремнийорганическим ПАВ.
  • Показано, что при использовании смеси катионных ПАВ, а также их смесей с кремнийорганическим ПАВ, взятых в объемном соотношении 2:1 образуются устойчивые в процессе получения и хранения полимерные суспензии.
490-501 714
Аннотация

Цели. Создание агрегативно устойчивых искусственных полимерных суспензий с положительным зарядом частиц на основе поликарбоната и полиметилметакрилата с использованием катионных поверхностно-активных веществ (КПАВ), а также их смесей с кремнийорганическим поверхностно-активным веществом (КОПАВ).

Методы. Размер капель и частиц полимерных суспензий определяли методом фотонной корреляционной спектроскопии (динамического светорассеяния) с помощью лазерного анализатора частиц Zetasizer NanoZS (Malvern, Великобритания).

Результаты. Было установлено, что для получения устойчивых искусственных поликарбонатных и полиметилметакрилатных суспензий могут быть использованы отечественные КПАВ Катамин АБ и Азол-129. Оптимальная концентрация ПАВ составила 6 мас. % в расчете на полимер. Показано влияние концентрации полимера в растворе на устойчивость и размер частиц конечных полимерных суспензий. Определено, что концентрация полимера в растворе не должна превышать 10%. Дальнейшее повышение концентрации приводит к повышению вязкости эмульсий при получении высокодисперсной суспензии в процессе диспергирования. Использованы смеси КПАВ Катамин АБ/Азол-138 и Азол-129/Азол-138 для повышения устойчивости конечных полимерных суспензий за счет образования синергетического эффекта. Оптимальное массовое соотношение ПАВ составило 9:1. Общая концентрация смеси 10 мас. % в расчете на полимер. Получены полимерные суспензии, стабилизированные смесями КПАВ Катамин АБ/КОПАВ U-851 и КПАВ Азол-129/КОПАВ U-851 в соотношении 2:1 каждой смеси в расчете на полимер. Общая концентрация смеси составила 9 мас. % в расчете на полимер.

Выводы. Предложены новые способы получения искусственных поликарбонатных и полиметилметакрилатных суспензий, полученных в присутствии КПАВ отечественного производства, а также их смесей и смесей КПАВ с КОПАВ. Рассмотрены коллоидно-химические свойства полученных полимерных суспензий и показано, что при использовании смеси КПАВ и КОПАВ, взятых в объемном соотношении 2:1, образуются устойчивые в процессе получения и хранения полимерные суспензии.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

  • Представлены результаты разработки методов синтеза феррита кобальта и исследования полученных фаз.
  • Особое внимание уделено изучению фазового состава и гранулометрии.
502-511 861
Аннотация

Цели. Разработка новых методов синтеза феррита кобальта (CoFe2O4), являющегося предшественником для синтеза функциональных материалов на его основе, а также исследование физико-химических свойств полученных фаз.

Методы. Гидратированный оксид железа и феррит кобальта получали гетерофазным методом. Синтезированные фазы и продукты их термолиза изучали методами дифференциально-термического анализа и дифференциальной термогравиметрии (ДТА–ДТГ), рентгенофазового анализа (РФА) и гранулометрии.

Результаты. В статье изложены результаты двух методов синтеза феррита кобальта (CoFe2O4) и исследования полученных фаз. В обоих случаях в качестве предшественника выступал гидратированный оксид железа(III) с содержанием Fe2O3 – 84.4 мас. %, полученный гетерофазным взаимодействием хлорида железа(III) с концентрированным раствором аммиака (6.0–9.5 моль/л). Первый способ заключался во взаимодействии гидратированного оксида железа(III) с оксидом кобальта(II, III), второй – во взаимодействии гидратированного оксида железа(III) с водным раствором сульфата кобальта(II) с концентрацией ССо = 0.147 моль/л (Т : Ж = 1 : 43). Получившиеся промежуточные продукты подвергали термической обработке при 750 °C (синтез 1) и 900 °C (синтез 2) в течение 10–30 ч с шагом 10 ч.

Выводы. Феррит кобальта (CoFe2O4) получен двумя способами. С использованием комплекса методов (РФА, ДТА–ДТГ, гранулометрии) исследованы физико-химические свойства синтезированных образцов. Установлено, что гидратированный оксида железа(III) вплоть до температуры кристаллизации (445 °C), соответствующей экзотермическому эффекту на кривой ДТА, остается рентгеноаморфным. Дальнейшее нагревание его приводит к образованию α-модификации оксида железа(III) гексагональной сингонии (a = b = 5.037 ± 0.002 Å; c = 13.74 ± 0.01 Å), средний размер частиц которой равен 1.1 мкм. Согласно данным РФА, в синтезе 1 при 750 °C и продолжительности термообработки 30 ч образуется однофазный феррит кобальта (a = 8.388 ± 0.002 Å) со средним диаметром частиц 1.9 мкм. В интервале температур 720–810 °C в образце наблюдается убыль массы (около 12.5%), связанная с удалением SO2 и SO3. Поэтому в синтезе 2 температуру нагревания увеличивали до 900 °C. Показано, что при 900 °C и продолжительности синтеза 30 ч также образуется феррит кобальта (CoFe2O4) (a = 8.389 ± 0.002 Å). Результаты гранулометрического анализа указывают на зависимость диаметра образующихся частиц от способа получения феррита кобальта. Наименьший размер частиц (1.5 мкм) обнаружен у феррита кобальта, полученного гетерофазным взаимодействием гидратированного оксида железа(III) (Fe2O3 – 84.4 мас. %) с водным раствором сульфата кобальта с концентрацией С(Со2+) = 0.147 моль/л.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

  • Определен предел детектирования N-метилимидазола, равный 3 пг.
  • Установлено, что два сигнала в спектрах ионной подвижности N-метилимидазола соответствуют наличию мономерной и димерной формы ионов.
  • Мономерный ион с подвижностью 2.1± 7% см2/(В‧c) может служить характерным сигналом для идентификации пиридинового атома азота в молекуле.
  • В спектрах имидазола и N-метилимидазола регистрируются устойчивые сигналы димерной формы с ионной подвижностью 1.7 и 1.6 см2/(В∙c), соответственно. Ион димера имидазола более стабильный.
512-525 910
Аннотация

Цели. Определение значений ионной подвижности N-метилимидазола. Установление строения ионов, соответствующих характерным сигналам. Определение предела обнаружения N-метилимидазола на ионно-дрейфовом детекторе Кербер.

Методы. Метод спектрометрии ионной подвижности был использован для исследования процессов ионизации. Энтальпии реакций мономерных и димерных ионов расчитаны в программе ORCA 4.1.1 методом функционала плотности B3LYP с набором базисных функций 6-31G(d,p).

Результаты. Определены значения времени дрейфа и ионной подвижности N-метилимидазола. Разработана методика математической обработки спектров и программа для ее реализации. Изучены особенности изменения характера спектра ионной подвижности в процессе измерения в данный момент времени. Предложено строение генерируемых ионов в соответствии с интерпретацией сигналов спектра. Определены энтальпии образования ионов.

Выводы. Выявлен характеристический сигнал иона N-метилимидазола, протонированного по атому азота пиридинового типа. Установлено, что два сигнала в спектрах ионной подвижности N-метилимидазола соответствуют наличию мономерной и димерной формы ионов. Определен предел обнаружения N-метилимидазола на ионно-дрейфовом детекторе Кербер, составляющий 3 пг.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

  • Представлена обобщенная структурно-кинетическая теория разрушения полимерных волокон при чисто тепловом воздействии на образцы с трещиной.
  • Развитая теория объединяет три самостоятельных подхода: структурно-кинетический (термофлуктуационная теория), механический и термодинамический.
  • Полученные теоретические соотношения представляют практический интерес для разработки способов локализации, интенсификации и управления кинетикой роста трещины.
526-540 674
Аннотация

Цели. Математически описать взаимное влияние микро- и макростадий процесса разрушения полимерных материалов, определить его основные параметры и предельные характеристики, установить связь между молекулярными константами, характеризующими структуру материала с одной стороны и макроскопическими характеристиками прочности с другой. Разработать теоретические представления термокинетики процесса теплового разрушения полимерных волокон с позиций кинетической термофлуктуационной концепции, позволяющей прогнозировать термическую долговечность образца при его тепловом нагружении.

Методы. Использована структурно-кинетическая термофлуктуационная теория для описания элементарного акта процесса разрушения и вывода обобщенной формулы скорости роста трещины и математическая теория трещин для описания термонапряженного состояния материала в окрестности внутренней круговой трещины при механическом и тепловом нагружениях образца.

Результаты. Приводится теоретическая формула полной изотермы долговечности в интервале механических напряжений от безопасного до критического, а также теоретическое соотношение для временной зависимости прочности полимерных волокон при чисто тепловом нагружении в полном интервале тепловых нагрузок от безопасной до критической и на стадии атермического роста трещины. Указаны основные параметры и предельные характеристики долговечности при тепловом нагружении.

Выводы. Представлена обобщенная структурно-кинетическая теория разрушения полимерных волокон при чисто тепловом воздействии на образцы с трещиной. Развитая теория объединяет три самостоятельных подхода: структурно-кинетический (термофлуктуационная теория), механический и термодинамический. Полученные теоретические соотношения представляют практический интерес для разработки способов локализации, интенсификации и управления кинетикой роста трещины.



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


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