ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
- Выявлены условия фракционирования исходной многокомпонентной смеси за счет использования промежуточного заданного разделения, предварительного расслаивания, экстрактивной ректификации.
- Предложены новые подходы к синтезу энергоэффективных схем разделения многокомпонентных смесей.
- Разработаны принципиальные технологические схемы разделения смесей ацетон–хлороформ–этанол (изопропанол)–вода, этанол–циклогексан–хлороформ–вода, этилацетат–метилэтилкетон–циклогексан–изопропанол, метанол–трет-бутанол–метил-трет-бутиловый эфир–вода, определены статические параметры колонн.
Цели. Совершенствование процесса разработки энергоэффективных схем ректификационного разделения многокомпонентных водных и органических смесей на основе комплексного исследования структуры фазовой диаграммы, в том числе в присутствии селективных дополнительных веществ.
Методы. Термодинамико-топологический анализ фазовых диаграмм; моделирование фазовых равновесий в программном комплексе AspenTech с использованием уравнений локальных составов Non-Random Two Liquid, Вильсона; вычислительный эксперимент по определению параметров работы колонн схем разделения модельных и реальных смесей разной природы.
Результаты. Выявлены условия фракционирования исходной многокомпонентной смеси за счет использования промежуточного заданного разделения, предварительного расслаивания, экстрактивной ректификации с индивидуальными и бинарными разделяющими агентами. Определены параметры работы колонн и энергозатраты схем разделения, обеспечивающие достижение требуемого качества продуктов при минимальных энергозатратах.
Выводы. С использованием разработанных ранее авторами оригинальных методик и на основе обобщения полученных результатов предложены новые подходы к синтезу энергоэффективных схем разделения многокомпонентных смесей. Сформулированы положения, которые составляют методологическую основу разработки принципиальных схем разделения многокомпонентных смесей и дополняют типовой план синтеза схем новыми процедурами.
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
- Рассмотрены макроциклические бифункциональные хелаторы, образующие стабильные in vivo комплексы с 68Ga, а также ациклические хелаторы.
- Для создания эффективного бифункционального хелатирующего агента нужно принимать во внимание стабильность и инертность хелатора и его комплексов в физиологических условиях, липофильность, кинетику комплексообразования, селективность хеланирования, комбинаторность базовой структуры, а также экономические аспекты: доступность сырья, сложность схемы синтеза.
Цели. Химия радионуклидов 67Ga и 68Ga играет одну из ключевых ролей в ядерной медицине для применения в радиофармпрепаратах, в частности, в неинвазивных методах молекулярной визуализации in vivo. Использование радиометаллов для мечения биомолекул обычно требует использования бифункциональных хелаторов, которые, кроме полидентатного фрагмента, координирующего металл, содержат функциональную группу для ковалентного связывания с вектором-мишенью. Цели данного обзора – проанализировать накопленный к настоящему времени экспериментальный материал, касающийся разработки и применения в медицинских исследованиях бифункциональных хелаторов к катиону галлия, а также выявить и проанализировать основные требования, предъявляемые к структуре хелатора и его комплексов с 68Ga, необходимые для создания эффективных фармакологических препаратов на его основе.
Результаты. Рассмотрены макроциклические бифункциональные хелаторы, образующие стабильные in vivo комплексы с 68Ga, а также ациклические хелаторы, преимущество которых заключается в более быстрой кинетике комплексообразования, что является ключевым фактором, учитывающим короткий период полураспада 68Ga. Проведена оценка достоинств и недостатков обоих типов лигандов. Кроме того, осуществлен критический анализ констант связывания и условий образования комплексов. Рассмотрены примеры влияния природы металлического комплекса (геометрия, липофильность, общий заряд) на биораспределение целевых радиофармацевтических препаратов.
Выводы. Несмотря на достигнутые успехи в рассмотренных направлениях создания бифунциональных хелаторов, по-прежнему важной остается проблема корреляции химической структуры радиофармпрепаратов на основе металлов с их поведением in vivo. В этом отношении сравнительные исследования препаратов, имеющих идентичный вектор нацеливания, но включающих разные бифункциональные хелатируюшие агенты, могут помочь в дальнейшем выявлении влияния металл-хелатного фрагмента на фармакокинетику. В целом можно отметить, что для создания эффективного бифункционального хелатирующего агента нужно принимать во внимание целую совокупность факторов, включающую стабильность и инертность хелатора и его комплексов в физиологических условиях, липофильность, кинетику комплексообразования, селективность хеланирования, комбинаторность базовой структуры, а также экономические аспекты: доступность сырья, сложность схемы синтеза.
- The extracts of ten plant were characterized by determination of the TFC, TPC, and XO inhibitory activity.
- Piper betle had significant XO inhibitory activity.
- The leaf was the part of the Piper betle L. that showed strong XO inhibitory activity and also antioxidant activity compared with stem, and whole plant extract.
Цели. Исследование было направлено на проверку этанольных экстрактов десяти лекарственных растений на ингибиторную активность ксантиноксид азы.
Методы. Степень ингибирующей активности ксантиноксидазы определяли путем спектрофотометрического измерения поглощения при 290 нм, вызываемого образованием мочевой кислоты. В состав отобранных лекарственных растений вошли перец-лолот (Piperaceae), пандан (Pandanaceae), горчица сарептская (Brassicaceae), бетель (Piperaceae), перилла обыкновенная (Lamiaceae), кешью (Anacardiaceae), конопля (Polygonaceae), хлебное дерево (Moraceae), прутняк китайский (Verbenaceae), сахарное яблоко (Annonaceae), отобранные на основе их применения в народ ной медицине.
Результаты. Результаты показали, что бетель обладает сильной способностью ингибировать ксантиноксидазу со значением IC50 до 1.18 мкг/мл по сравнению с аллопуринолом 1.57 мкг/мл. Были проведены сравнения различных частей бетеля, и листья бетеля показали наилучшие показатели ингибирования ксантиноксидазы и антиоксидантной активности.
Выводы. Бетель показал лучший потенциал ингибирования ксантиноксидазы среди десяти лекарственных растений. Экстракт листьев бетеля показал сильное подавление ксантиноксидазы и антиоксидантную активность по сравнению с целым растением и экстрактом стебля, которые применяются при лечении подагры.
БИОХИМИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ
- Показана низкая цитотоксичность комплексов миРНК для клеток по результатам МТТ-теста при подавлении экспрессии нескольких генов одновременно.
- Комплексы миРНК, одномоментно снижающие активность двух и более указанных генов, подавляют вирусную репродукцию in vitro оценённую с помощью вирусного титрования по ЦПД, ОТ-ПЦР-РВ.
- Получены данные о корреляции между снижением экспрессией нескольких клеточных генов одновременно и снижением вирусной репродукцией.
Цели. Оценка изменения вирусной активности гриппа A/WSN/33 после комплексного нокдауна комбинаций клеточных генов FLT4, Nup98 и Nup205 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). Авторами выполнялась трансфекция комбинаций комплексов миРНК, вызывающих одновременное нарушение экспрессии клеточных генов FLT4, Nup98 и Nup205. В течение трех дней с момента трансфекции и заражения проводился отбор надосадочной жидкости и клеточного лизата для последующего определения интенсивности вирусной репродукции по методу титрования по цитопатическому действию. Динамику изменения концентрации вирусной рибонуклеиновой кислоты (вРНК) определяли методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ОТ-ПЦР-РВ). Для вычисления статистически значимых различий между группами использовали непараметрический критерий Манна-Уитни.
Результаты. При использовании всех комбинаций комплексов малых интерферирующих РНК (миРНК) жизнеспособность клеток не снижалась ниже порогового уровня в 70%. В клетках, обработанных комплексом FLT4.2 + Nup98.1 + Nup205 при множественности заражения (Multiplicity of infection, MOI) 0.1 достоверное снижение вирусной репродукции на 1.5 lg отмечалось на первые сутки по отношению к неспецифическому и вирусному контролям. Использование комплексов миРНК при MOI 0.01 приводило к более выраженному противовирусному эффекту. Вирусный титр в клетках, обработанных комплексами миРНК FLT4.2 + Nup98.1 и Nup98.1 + Nup205 снижался на первые сутки на 1.5 lg. В клетках, обработанных комплексами FLT4.2 + Nup205 и FLT4.2 + Nup98.1 + Nup205 снижался на 1.8 и 2 lg на первые сутки и на 1.8 и 2.5 lg на вторые сутки соответственно по отношению к неспецифическому и вирусному контролям. При проведении ОТ-ПЦР-РВ отмечено достоверное снижение концентрации вирусной РНК. При MOI 0.1 снижение вирусной в 295, 55 и 63 раза отмечался при использовании комплексов миРНК FLT4.2 + Nup98.1, Nup98.1 + Nup205 и FLT4.2 + Nup98.1 + Nup205 соответственно. На вторые сутки снижение вирусной РНК также отмечалось в клетках, обработанных комплексом FLT4.2 + Nup98.1. Снижение вРНК на третьи сутки в 415 раз отмечалось в клетках, обработанных комплексом FLT4.2 + Nup205. При MOI 0.01 концентрация вРНК снизилась в 9.5 раз при использовании комплекса Nup98.1 + Nup205 относительно неспецифического и вирусного контроля.
Выводы. В ходе исследования был показан выраженный противовирусный эффект комбинаций миРНК при одновременном подавлении активности клеточных генов (FLT4, Nup98 и Nup205), чьи продукты экспрессии играют важное участие в процессе вирусной репродукции, а также получены оригинальные конструкции комплексов миРНК. Полученные результаты имеют важное значение для создания препаратов для экстренной профилактики и терапии, чье действие основано на механизме РНК-интерференции.
СИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
- На примере резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков, изучено влияние поверхностно-активных веществ, таких как канифоль и стеариновая кислота условий ускоренного старения способа выделения каучука из латекса на поверхностную энергию эластомерных материалов
- Показано, что изменение физико-механических свойств вулканизатов происходит наряду с изменением критического поверхностного натяжения.
Цели. Изучение влияния содержания технологических добавок и условий ускоренного старения на поверхностную энергию, упруго-прочностные и адгезионные характеристики резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков со средним содержанием нитрила акриловой кислоты.
Методы. С помощью метода Оуэнса–Вендта–Рабеля–Каелбле была определена свободная поверхностная энергия образцов в стандартных условиях и условиях ускоренного старения.
Результаты. Было показано, что на поверхностную энергию эластомерных материалов оказывают влияние поверхностно-активные вещества, такие как канифоль и стеариновая кислота, являющиеся типичными ингредиентами резиновых смесей, а также было установлено, что влияние условий ускоренного старения на физико-механические свойства резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков зависит от способа выделения каучука из латекса и природы поверхностно-активных компонентов, входящих в состав образцов. Предполагается, что это происходит за счет миграции на поверхность образцов низкомолекулярных компонентов и поверхностно-активных веществ.
Выводы. Анализ полученных результатов показывает, что изменение физико-механических свойств вулканизатов в зависимости от содержания технологической добавки и воздействия температуры происходит наряду с изменением критического поверхностного натяжения.
- Химический рециклинг полиэтилентерефталата (ПЭТ) под действием олигоэфиров (менее 15 моль %) с гидроксильными концевыми группами позволяет получить модифицированные высокомолекулярные сложные сополиэфиры.
- Процесс рециклинга основан на одновременном протекании реакций гликолиза и межцепного обмена.
- Введение в ПЭТ звеньев фталата эффективно снижает температуру стеклования, температуру и теплоту плавления сополимера, а также увеличивает полупериоды его кристаллизации.
Цели. Накопление полимерных отходов в последнее время обуславливает поиск новых подходов к их утилизации. Значительный интерес представляют химические способы вторичной переработки, которые позволяют получить исходные мономеры или изменить составы сополимеров. С точки зрения построения экономики замкнутого цикла перспективным материалом является полиэтилентерефталат (ПЭТ), из которого в процессе химического рециклинга получают аморфные сополиэфиры. Работа посвящена исследованию одновременного протекания реакций гликолиза и межцепного обмена ПЭТ в присутствии модификатора олигоэтиленфталата с гидроксильными концевыми группами и изучению изотермической кристаллизации поли(этилен фталат-со-терефталатов) с разным содержанием фталата, полученных таким способом.
Методы. Олигоэтиленфталат синтезирован поликонденсацией. Поли(этилен фталат-со-терефталаты) получены взаимодействием вторичного ПЭТ с олигоэтиленфталатом. Состав олигомера и сополимеров был подтвержден с использованием ИК-Фурье спектроскопии, термические характеристики и полупериоды кристаллизации определяли методом дифференциальной сканирующей калориметрии.
Результаты. Разработан процесс получения сополиэфиров, основанный на химическом рециклинге вторичного ПЭТ под действием малых количеств модификатора. Отличительной особенностью процесса является одновременное протекание реакций межцепного обмена и деструкции сложным олигоэфиром, отличным по природе от ПЭТ. Реакцией в расплаве вторичного ПЭТ и синтезированного олигоэтиленфталата в отсутствие катализатора были получены поли(этилен фталат-со-терефталаты). Изучено влияние концентрации фталата в полимере на температуру стеклования, температуру и теплоту плавления, изотермическую кристаллизацию фталатзамещенного ПЭТ.
Выводы. Подтверждена гипотеза о возможности использовани олигоэфирного модификатора для получения сополимера на основе ПЭТ с высокой скоростью и без снижения молекулярной массы до значений, характерных для мономера или олигомера. Процесс может быть использован для получения статистических сополиэфиров на основе вторичного ПЭТ. С увеличением концентрации звеньев фталата происходит снижение температуры стеклования, температуры и теплоты плавления, увеличение полупериодов кристаллизации. Фталат обладает лучшей способностью замедлять кристаллизацию ПЭТ, чем 2-метил-1,3-пропандиол или фурандикарбоновая кислота, но уступает некоторым другим известным модификаторам.
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- Соединения [Sm(BU)4]I3BU·2H2O и [Sm(BU)4][I5][I]2 дополняют ряд изоструктурных комплексов лантанидов (La–Gd) с биуретом.
- Комплексные катионы [Ln(BU)4]3+ в иодидах и полииодидах существенно различаются.
- Полииодиды, в отличие от иодидов, не содержат внешнесферных молекул воды и биурета.
- Присутствие бесконечных линейных цепей из атомов иода в полииодидах позволяет предположить наличие анизотропной электропроводности вдоль этого направления.
Цели. В настоящее время синтезировано и структурно охарактеризовано несколько сотен полииодидных соединений, однако до сих пор не выявлено закономерностей образования тех или иных полииодид-ионов. Целью настоящей работы является продолжение поиска закономерностей образования полииодидов, в том числе полииодидов комплексов лантанидов.
Методы. Впервые синтезированы и охарактеризованы методами рентгеноструктурного анализа и инфракрасной спектроскопии, соответственно, иодид и полииодид комплексов самария с биуретом (BU) состава [Sm(BU)4]I3·BU·2H2O и [Sm(BU)4][I5][I]2.
Результаты. Полученные соединения пополняют ряд изоструктурных комплексов лантанидов от La до Gd. Проведено детальное сравнение структур иодидных и полииодидных соединений. Установлено, что оба типа соединений содержат комплексный катион одного состава, однако его строение существенно различается в иодидных и полииодидных соединениях. Координационный полиэдр центрального атома можно описать как искаженную квадратную антипризму и искаженный додекаэдр, соответственно. Еще большие различия наблюдаются во внешней сфере комплексных соединений. Кристаллы иодидного соединения содержат некоординированные иодид-ионы, молекулу BU и две молекулы воды. В полииодидном соединении катионы вместе с одиночными ионами образуют трехмерный каркас, в каналах которого находятся линейные ионы, объединенные слабыми взаимодействиями в бесконечные линейные цепи.
Выводы. Замена иодид-иона на полииодид-ион в комплексных соединениях редкоземельных элементов с BU приводит к изменению как внутренней сферы катионного комплекса, так и внешней сферы, включая супрамолекулярный уровень. Присутствие бесконечных линейных цепей из атомов иода в структуре полииодидов комплексов лантанидов с BU позволяет ожидать наличие анизотропной электропроводности вдоль этого направления.
ISSN 2686-7575 (Online)