ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

Импакт-фактор РИНЦ за 2016 г - 0,402

(двухлетный импакт-фактор с учетом цитирований из всех источников)

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий (02.00.00, 05.17.00), в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук (международные базы)

Журнал включен в международные базы данных SCOPUS, RSCI Web of Science, Chemical Abstracts и EBSCO Publishing (США), а также рекомендован Министерством науки и высшего образования Польши для публикаций материалов научных диссертаций


2018. Т. 61. Вып. 2.

Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Содержание

Обзорные статьи

Ruslan M. Kumykov, Arsen K. Vologirov

Рассмотрены достижения в области синтеза ароматических динитропроизводных  хлораля, эффективно используемые для получения растворимых термо- и огнестойких полиэфиров и полигетероариленов с использованием реакции ароматического нуклеофильного полинитрозамещения. Рассмотрена группа новых ароматических динитропроизводных хлораля, содержащих в качестве центральных групп между фенильными ядрами: дихлорэтиленовые, карбонильные, ацетиленовые и метиленовые группировки. Улучшение условий синтеза полиэфиров, полиэфиркетонов, полиэфирэфиркетонов, полифталимидов и полинафталимидов без существенного влияния на термические и прочностные характеристики достигается в сравнительно мягких условиях с использованием реакции нуклеофильного полинитрозамещения. Поиск новых функциональных групп, используемых в реакциях поликонденсации, является актуальной задачей химии полимеров. Подобные группы должны определять достаточно высокую реакционную способность мономеров, не снижая их доступности и не повышая их токсичности. Определяющее значение имеет и строение исходных мономеров, которое определяло бы свойства и растворимость целевых полимеров. В этом аспекте динитросоединения, содержащие дифениловые, фталимидные и нафталимидные циклы, представляются уникальными. Известно, что улучшение плавкости и растворимости полимеров без существенного влияния на термические и прочностные характеристики достигается введением в них „кардовых” группировок, объемистых заместителей типа фенильных или феноксидных, гибких „мостиковых” фрагментов, а также введением в ароматические ядра исходных соединений объемных атомов хлора. В рамках данного обзора была предпринята попытка описания методов синтеза и рассмотрения свойств ароматических динитропроизводных, содержащих комбинации объемистых заместителей и гибких „мостиковых” группировок за счет использования в качестве исходных соединений простейших производных хлораля. Большинство известных полиимидов и полиэфиримидов получают взаимодействием ароматических диангидридов тетракарбоновых кислот с ароматическими диаминами двухстадийным способом, где на первой стадии получаются поли(о-карбокси)имиды, а  на второй, в результате термической или каталитической имидизации - полиимиды с низкой растворимостью в органических растворителях. Следует отметить, что вторая стадия - термическая или каталитическая имидизация, не всегда приводит к получению полностью зациклизованных полиимидов, что снижает возможность образования сравнительно высокомолекулярных полимеров. При использовании ароматических динитросоединений, содержащих фталимидные и нафталимидные циклы в качестве сомономеров бис-фенолам, вопрос о степени циклизации отпадает. Важным фактором, определяющим получение высокомолекулярных полимеров с применением реакции нуклеофильного полинитрозамещения, является протекание процесса в одну стадию в сравнительно мягких условиях в среде ДМСО или ДМСО / толуол при температуре 70 °С в течение 2 ч в абсолютно сухой среде. В обзоре рассмотрены некоторые аспекты механизма активизации нитрогрупп в реакции нуклеофильного полинитрозамещения. Подробно рассмотрены процессы синтеза конденсационных динитропроизводных мономеров с использованием хлораля. Приводятся методы получения и некоторые свойства ароматических динитроариленов, динитрофталимидов и динитронафталимидов с дихлорэтиленовыми, кетонными, ацетиленовыми и метиленовыми «мостиковыми» группами между фенильными ядрами.


Для цитирования:

Кумыков Р.М., Вологиров А.К. Новые ароматические динитропроизводные хлораля как мономеры для синтеза полиэфиров и полигетероариленов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 4-14


PDF
4-14

ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомолекулярных соединений

Anton A. Chumakov, Oleg A. Kotelnikov, Yuriy G. Slizhov

Описывается впервые наблюдаемая реакция окисления пероксидом водорода водорастворённых хелатных комплексов индикатора ксиленолового оранжевого с ионами трёхвалентного железа. Реакция сопровождается обесцвечиванием фиолетового водного раствора комплексов (максимум поглощения 575 нм). Исходя из общепринятых представлений, реакция представляет собой процесс цепного свободнорадикального окисления молекул индикатора в водном растворе. Однако, в результате исследования продукта (обесцвеченного раствора) методом спектроскопии протонного ядерного магнитного резонанса была обнаружена модифицированная, но не разрушенная структура, углеводородный скелет которой в значительной степени сохранился в сравнении с исходным строением. Мы пришли к заключению, что в системе произошла не цепная свободнорадикальная деструкция индикатора, а его окислительная функционализация пероксидом водорода. В качестве ступеней процесса аргументированы N-окисление, элиминирование по Коупу и несколько изомеризаций с вероятной олигомеризацией первичных продуктов. Возникла необходимость объяснения механизма взаимодействия ионов трёхвалентного железа с молекулами пероксида водорода и обоснования природы промежуточных активных форм кислорода. Генерирование ионом железа (III) гидропероксильного радикала HO2• из H2O2 исключается по электрохимическим критериям. Анализ литературных данных позволил выявить сходство железо (III)-катализируемого гидропероксидного окисления ксиленолового оранжевого с пероксигеназа-катализируемыми биохимическими реакциями окислительной функционализации органических субстратов. Ферментативные реакции интерпретируются через генерирование четырёхвалентной формы железа. Проведя углубленный литературный анализ и моделирование молекулярно-орбитальных перестроек, мы предположили другую схему взаимодействия в системе Fe3+/H2O2, а именно, цвиттер-ионизацию пероксида водорода (изомеризацию в молекулу оксиводы H2O+−O) с последующим внутримолекулярным диспропорционированием оксиводы, генерирующим молекулу воды и атом синглетного кислорода O([↑↓][↑][↓]) или O([↑↓][↑↓][_]). При этом ион железа, наиболее вероятно, не меняет степень окисления в ходе реакции и остаётся трёхвалентным. Окислительная функционализация органических субстратов пероксидом водорода в присутствии катализаторов на основе трёхвалентного железа предполагается перспективным подходом в органическом синтезе. При этом использование органических лигандов как компонентов железо (III)-содержащих катализаторов (применение хелатов в качестве катализаторов) лимитируется, так как требует избегания самоокисления комплексов применением лигандов, устойчивых к окислению. С другой стороны, можно обозначить такую стратегию органического синтеза, как связывание функционализируемого субстрата в хелатный комплекс с катализатором – ионом трёхвалентного железа. Иными словами, получение требуемого продукта будет достигаться окислением исходного субстрата, находящегося в качестве лиганда в составе хелатного комплекса с ионом-катализатором.

Для цитирования:

Чумаков А.А., Котельников О.А., Слижов Ю.Г. Окисление водорастворенных хелатов железа (III)-ксиленолового оранжевого пероксидом водорода: концепция генерирования атомов синглетного кислорода из пероксида водорода.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 15-22


PDF
15-22
Sarizhat D. Tataeva, Arsen Sh. Ramazanov, Victoriya S. Magomedova, Kurban E. Magomedov, Ruslan Z. Zeynalov

В работе рассматривается возможность апробации ионоселективного электрода на основе диантипирилпропилметана для определения свинца. Оптимизацию состава мембраны ионоселективного электрода осуществляли за счет изменения массовых соотношений компонентов мембраны. Наилучшие результаты получили с добавкой NaТФБ по массе 1,35%. В соответствии с полученными данными экспериментальной крутизны выбрана мембрана состава (масс., %): ПВХ (32,62), о-НФОЭ (65,25), ДАППМ (1,35), NaТФБ (0,78). Интервал линейности электрода с оптимизированным составом мембраны наблюдали в пределах концентрации 10-6– 10-1 М, с откликом 10 с. Тангенс угла наклона электродной функции Pb–СЭ составляет 27,4±0,5 мВ/рС. Изучено влияние кислотности среды на отклик Pb-СЭ. В интервале рН 3-5 потенциал Pb-СЭ для составов остается стабильным с дрейфом не более 2 мВ. Для данного электрода коэффициенты селективности определены методом биионных потенциалов по отношению к некоторым d-элементам, а также щелочным и щелочноземельным металлам. Установлено значительное влияние на отклик мембраны ионов цинка, кадмия, ртути и меди, что требует применения различных маскирующих реагентов при потенциометрическом анализе в присутствии данных ионов. Для повышения селективности мембраны к ионам свинца, в анализируемый раствор вводили 0,1 М NH4SCN для связывания ионов Cu (II), Zn (II), Hg (II) и Cd (II) в более прочные аммиачные комплексы. Предлагаемый электрод выгодно отличается интервалом определяемых концентраций (М) – 10-6 – 10-1; высокой селективностью, а также повышается устойчивость мембраны за счет высокой липофильности относительно диантипирилметана.

Для цитирования:

Татаева С.Д., Рамазанов А.Ш., Магомедова В.С., Магомедов К.Э., Зейналов Р.З. Диантипирилпропилметан в качестве электродноактивного компонента мембраны свинецселективного электрода.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 23-28


PDF
23-28
Nadezhda M. Berezina, Do Ngoc Minh, Mikhail I. Bazanov, Aleksandr S. Semeikin, Aleksandra A. Maksimova

В работе синтезированы и охарактеризованы 3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин железо (III) ацетат [(AcO)FeTMeTEtP] и 5,15-бис(пирид-3-ил)-3,7,13, 17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин железо (III) ацетат [(OAc)OFe(Py-3)2TMeTEtP]. Методом циклической вольтамперометрии изучены электрохимические свойства и электрокаталитическая активность комплексов в реакции электровосстановления молекулярного кислорода в 0,1М растворе КОН. Проведен сравнительный анализ по влиянию комплексообразования, а также функционального замещения в молекуле (введение одного или двух пиридильных фрагментов в мезо-положения макроцикла) на электрохимические параметры и активность алкилзамещенного и пиридилзамещенного порфиринов в реакции ионизации молекулярного кислорода. Исследование электрохимического поведения комплексов близкого строения в рассматриваемых условиях показало существенное влияние пиридильного заместителя на изучаемые свойства. Полученные в нашей работе экспериментальные и литературные данные показали, что для (AcO)FeTMeTEtP и (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP характерны редокс-процессы с участием как порфиринового макрокольца (L ↔ Lˉ˙, Lˉ˙ ↔ L2ˉ), так и металла (Fe3+ ↔ Fe2+, Fe2+ ↔ Fe+). Обнаружено, что для (AcO)FeTMeTEtP, (Cl)Fe(Py-3)HMeDEtP и (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP процесс электровосстановления центрального иона металла Fe3+ ↔ Fe2+ протекает при дополнительном введении в систему молекулярного кислорода. Результаты исследования электрокаталитической активности тетрапиррольных соединений в водно-щелочной среде позволяют сделать заключение о положительном влиянии как комплексообразования, так и введения электронодонорных алкильных заместителей в порфириновый макроцикл на процесс электровосстановления молекулярного кислорода. Каталитическая активность изученных соединений в реакции ионизации кислорода возрастает согласно снижению потенциала электровосстановления O2 [E1/2(O2)] в ряду: H2TMeTEtP < (AcO)FeTMeTEtP <
< (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP.

Для цитирования:

Березина Н.М., Do Ngoc Minh, Базанов М.И., Семейкин А.С., Максимова А.А. Синтез и электрохимические свойства Fe (III) - этиопорфирина II и его 5,15-бис(пирид-3-ил)-производного.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 29-34


PDF
29-34
Evgeniy A. Nogovitsyn, Nikolaiy N. Kalikin, Nikolaiy I. Zheleznyak

В работе проведено теоретическое исследование физико-химических свойств хондроитинсульфата в аггрекане в рамках приближения самосогласованного поля. Для моделирования аггрекана выбрана модель цилиндрической полимерной щетки. Аггрекан рассматривается как система из n полимерных гауссовых цепей, состоящих из N сегментов, прикрепленных одним концом к цилиндрической поверхности корового белка. Основываясь на результатах предыдущей работы, где в рамках гауссова эквивалентного представления для функциональных интегралов было получено уравнение состояния для водного раствора хондроитинсульфата, а также вычислены осмотическое давление, степень диссоциации, радиус гирации и перенормированная персистентная длина с учетом электростатических взаимодействий мономеров и эффекта контрионной конденсации, можно записать конфигурационный интеграл для цилиндрической полимерной щетки. Вместо длины сегмента Куна вводится персистентная длина, что, как предполагается, позволяет учесть жесткость полимерной цепи, обусловленную электростатическим отталкиванием мономеров (дисахаридных групп). В настоящей работе получено выражение для свободной энергии полимерной щетки, представляющей из себя цепи хондроитинсульфата, привитые к цилиндрической поверхности (коровой белок). Представлена зависимость степени диссоциации хондроитинсульфата в аггрекане как функция расстояния от цилиндрической поверхности. Для данной системы она незначительно отличается от степени диссоциации для свободных цепей в растворе. Результаты для плотности полимера как функции расстояния от цилиндрической поверхности, полученные в рамках приближения среднего поля, качественно соответствуют результатам, полученным при численном исследовании методом функционала плотности. Однако, вычисления в рамках среднеполевого приближения недостаточно устойчивы, а потому требуют использования методов регуляризации.

Для цитирования:

Ноговицын Е.А., Каликин Н.Н., Железняк Н.И. Физико-химические свойства хондроитинсульфата в аггрекане.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 35-39


PDF
35-39
Alexandr I. Lytkin, Viktor V. Chernikov, Olga N. Krutova, Pavel D. Krutov

В зависимости от химической природы боковых радикалов аминокислоты можно разделить на ароматические и алифатические, а также аминокислоты, имеющие неполярные или полярные функциональные группы в боковых радикалах. Поскольку особенности отдельных аминокислот в белке определяются природой (физико-химическими свойствами) их боковых радикалов, находящихся в гидратном состоянии, представляется также чрезвычайно важным изучить термодинамические характеристики гидратации боковых радикалов аминокислот различной химической природы. Для получения эмпирических корреляций, которые устанавливали бы связь между термодинамическими параметрами взаимодействия растворенного соединения с растворителем и размером растворяемых молекул (имеющих разную физико-химическую природу), необходимо накапливать достаточное количество экспериментальных данных по теплотам растворения аминокислот и пептидов. Это позволило бы рассчитать вклады межмолекулярных взаимодействий для различных групп молекул. Препараты L-аргинин применяли без дополнительной очистки. До взвешивания вещество высушивали при температуре 110 °С. Измеряли теплоты растворения кристаллического L-аргинина с помощью изотермического калориметра с автоматической записью температурно-временной кривой. Производительность калориметрической установки проверялась в соответствии с общепринятыми калориметрическими стандартами: теплотой растворения кристаллического хлорида калия в воде и теплотой нейтрализации сильной кислоты с сильным основанием. Согласование между экспериментальными энтальпиями растворения KCl (кр) в воде и теплотой нейтрализации азотной кислоты раствором КOH с наиболее достоверными опубликованными данными свидетельствует об отсутствии явных систематических ошибок в работе калориметрической установки. Равновесные составы растворов рассчитывались с помощью программного обеспечения RRSU, при помощи прямой калориметрии измерялись теплоты растворения кристаллической аминокислоты в растворах воды и гидроксида калия при 298,15 К. Были рассчитаны стандартные энтальпии образования L-аргинина и продуктов его диссоциации в водных растворах.


Для цитирования:

Лыткин А.И., Черников В.В., Крутова О.Н., Крутов П.Д. Стандартные энтальпии образования L-аргинина и продуктов его диссоциации в водном растворе.Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 40-45


PDF
40-45
Nikolay I. Kol'tsov

В последнее время все больше внимания уделяется анализу нестационарных режимов химических реакций. Это вызвано тем, что нестационарные релаксационные режимы, предшествующие достижению стационарных состояний, несут важную информацию об особенностях протекания реакций. В ходе нестационарного режима наблюдаются изменения концентраций реагентов и скорости реакции во времени. Такие изменения обусловлены собственными релаксационными процессами, зависящими от структуры механизма реакции. Полное изучение механизма реакции включает исследования релаксационных характеристик как вблизи, так и вдали от стационарного состояния. Линейное время релаксации характеризует локальные нестационарные режимы вблизи стационарного состояния и рассчитывается как время уменьшения отклонений концентраций реагентов от стационарных значений. Нелинейное время релаксации характеризует общее поведение реакции и может быть оценено через время протекания реакции от начального состояния к стационарному.  В зависимости от структурных особенностей механизмов реакций соотношения для определения нелинейного времени релаксации через параметры реакций (константы скоростей стадий и концентраций реагентов) существенно различаются. Установление таких соотношений для конкретной реакции позволяет получить дополнительную информацию для идентификации механизма и констант скоростей составляющих его стадий. Механизм любой каталитической реакции включает стадии адсорбции одного или более исходных веществ на поверхности катализатора. Эти стадии, как правило, являются начальными, за которыми следуют остальные стадии химического превращения адсорбированных форм реагирующих веществ. Поэтому необходимо иметь данные об этих стадиях и константах скоростей адсорбции реагентов на поверхности катализатора. Ранее автором был разработан метод оценки значений констант скоростей адсорбции и десорбции по линейным временам релаксации. По этому методу был установлен механизм и определены кинетические параметры процесса адсорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах. В данной статье изложен метод оценки значений констант скоростей адсорбции и десорбции по нелинейным временам релаксации для этого процесса. Получены результаты, подтверждающие ранее установленный диссоциативный механизм адсорбции CO2. Определены интервалы изменения значений констант скоростей адсорбции и десорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах.

Для цитирования:

Кольцов Н.И. Исследование адсорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах по нелинейным временам релаксации.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 46-52


PDF
46-52
Minira M. Agaguseynova, Gunel I. Amanullayeva, Zehra E. Bayramova

Разработаны доступные и простые металлокомплексные системы каталитического окисления непредельных углеводородов. Показано, что эти системы катализируют селективное жидкофазное окисление бутена-1 в метилэтилкетон молекулярным кислородом при низкой температуре и атмосферном давлении. Наилучшие результаты были выявлены при использовании хлорида одновалентной меди Cu(I)Cl. Катализатор для получения метилэтилкетона представляет бинарную систему, содержащую при мольном соотношении 2:1 комплексы хлоридов меди и палладия. В качестве лиганда используется гексаметилфосфорамид, а комплекс хлорида палладия в качестве дополнительного комплексообразующего агента содержит бензонитрил. Разработан комбинированный катализатор, позволяющий проводить реакцию окисления бутена до метилэтилкетона в мягких условиях (низкой температуре, атмосферном давлении) с высокими селективностью и выходом целевого продукта. Предложенная бинарная система способна координировать молекулярный кислород и бутен-1, и, тем самым, появляется возможность вести реакцию окисления не непосредственно между бутен-1 и О2, а с помощью специфической системы сложного катализатора, позволяющего реагировать им друг с другом в активированном координированном состоянии. Исследованы абсорбционные свойства синтезированных на основе переходных металлов катализаторов и установлена активация молекулярного кислорода и бутена-1. В результате взаимодействия координированных кислорода и бутена-1 становится возможным проведение реакции окисления до метилэтилкетона в мягких условиях. Специфической особенностью предложенного бинарного катализатора является необратимая абсорбция молекулярного кислорода. Мягкие условия протекания реакции значительно уменьшают количество побочных продуктов и упрощают стадию получения и выделения основного продукта‒метилэтилкетона. Вследствие того, что абсорбция О2 необратима, и возможно легкое удаление избыточного количества О2 после образования кислородного комплекса, то разработанный метод имеет преимущество и с точки зрения безопасности.

Для цитирования:

Агагусейнова М.М., Амануллаева Г.И., Байрамова З.Э. Катализаторы реакции окисления бутена-1 в метилэтилкетон.Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 53-57


PDF
53-57

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Vladimir G. Nefedov, Vadim V. Matveev, Dmytriy G. Korolyanchuk

В работе продолжены исследования эффекта аномально высокой электропроводности поверхности раздела воздух-электролит при электролитическом разложении воды. Эксперименты проводились как на переменном токе с помощью мостовой схемы, так и на постоянном, в четырехэлектродной ячейке. Ранее было показано, что в тонких слоях электролита, граничащих с воздухом, удельная электропроводность, измеренная в четырехэлектродной ячейке, при электролизе воды превышает соответствующую величину, измеренную с помощью мостовой схемы для растворов гидроксида натрия – в 1,5 раза, растворов серной кислоты – в 1,25 и растворах сернокислого натрия - 2,5 раза. При замене поверхности газ-жидкость на границу жидкость-твердая фаза эффект исчезал. Было показано, что аномально высокая электропроводность тонких слоев электролита на границе с воздухом зависит от температуры (при 4 °С электропроводность слоя раствора толщиной 1мм увеличивалась в 8-12 раз), ионного состава, рН (максимум увеличения электропроводности в 5 раз соответствует рН изоэлектрической точки). Это позволило предположить, что данный эффект обусловлен туннелированием заряда (без переноса массы) по упорядоченным структурам на поверхности воды – гигантским гетерофазным кластерам. Такой механизм был назван крокетным. Для проверки влияния поверхности были проведены эксперименты в слоях электролита толщиной от 1 мм до 0,1 мкм. Тонкие пленки электролита стабилизировались ПАВ ДС-10, и их толщина измерялась интерферометрическими методами. Было показано, что удельная электропроводность тонких пленок, по сравнению с электропроводностью исходного электролита, увеличивалась в 150-250 раз. Это подтверждало наши предположения о природе эффекта аномально высокой электропроводности поверхности раздела фаз газ-электролит при электрохимической генерации нескомпенсированных Н+ и/или ОН- ионов. Неожиданно оказалось, что удельная электропроводность пленок электролита толщиной ниже 50 мкм при измерении на переменном токе частотой 10 кГц также превышает величины электропроводности, измеренной этим же методом в объеме исходного электролита.  Величины электропроводностей тонких пленок электролита, измеренные разными методами, практически совпадали. Было предположено, что это явление связано с изменившимися условиями заряжения двойного электрического слоя. Для проверки предположения были измерены величины удельной электропроводности слоя электролита толщиной 1мм при изменении частоты переменного тока от 10 кГц до 0,1 Гц. Было показано, что эффект увеличения электропроводности начал проявляться при частотах до 1 кГц. Расчеты показали, что при этих частотах количество электричества, сообщаемое электродам, достаточно для заряжения двойного слоя и начала фарадеевского процесса. Таким образом, получено еще одно подтверждение, что крокетный механизм электропроводности проявляется при двух условиях: электролитическом генерировании Н+ или ОН- ионов и переносе зарядов по упорядоченным структурам на поверхности воды.


Для цитирования:

Нефедов В.Г., Матвеев В.В., Королянчук Д.Г. Влияние частоты электрического тока на электропроводность тонких пленок электролитов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 58-64


PDF
58-64
Rena V. Gurbanova, Najaf T. Kakhramanov, Makhruza I. Shatirova, Aziz M. Muzafarov, Yunis N. Kahramanly, Ulviya M. Mamedli

Разработан метод синтеза кремнийсодержащих эпоксидных соединений на основе реакции гидросилилирования глицидиловых эфиров аллилового ряда с метилдиэтилсиланом в присутствии платинохлористоводородной кислоты. Установлено, что последние вступают в реакцию по оксирановому кольцу с различными реагентами, и образуются соответствующие кремнийсодержащие производные. Синтезированные 12 кремнийорганических соединений были использованы в качестве аппретов наночастиц кварца. Показано, что синтезированные кремнийорганические соединения обладают хорошими аппретирующими свойствами, способствующими улучшению совместимости минерального наполнителя с полимерной матрицей. В качестве минерального наполнителя используется кварц нано-размерного уровня (до 100 нм). Наночастицы кварца получали на аналитической мельнице А-11 при скорости вращения ротора - 28000 об/мин. Размер наночастиц составлял 20-100 нм, определение проводили на приборе модели STA PT1600 Linseiz Германия. Для исследования физико-механических свойств полимерных нанокомпозитов их подвергали прессованию при температуре 190-200 °С. Из прессованных пластин вырубали образцы для определения разрушающего напряжения, относительного удлинения, прочности на изгиб наполненных композитов. Приводятся результаты исследования влияния типа и концентрации аппретов и наполнителя на основные физико-механические свойства нанокомпозитов. Аппретирование наночастиц осуществляли в 0,5 – 2,0% водном растворе кремнийорганического соединения, подкисленном уксусной кислотой до рН = 3,5, при температуре 55 °С в течении 60 мин. Установлены оптимальные концентрации аппретов и наполнителя, обеспечивающие максимальные значения физико-механических характеристик композитов. Выявлены основные причины, способствующие улучшению прочностных характеристик аппретированных нанокомпозитов. Cопоставительный анализ полученных экспериментальных данных показывает, что относительно высокими физико-механическими свойствами характеризуются нанокомпозиты, в которых в качестве аппрета используется 2-метил-5-метилдиэтилсилил-2-(метиленокси-1,3-диоксолано)-пентан.

Для цитирования:

Курбанова Р.В., Кахраманов Н.Т., Шатирова М.И., Музафаров А.М., Кахраманлы Ю.Н., Мамедли У.М. Синтез кремнийорганических соединений для аппретирования нанокомпозитов на основе кварца и полиэтилена высокой плотности.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 65-72


PDF
65-72
Boris P. Tonkonogov, Leonid N. Bagdasarov, Kseniya A. Popova, Sergey S. Agabekov

Целью данной работы является исследование влияния структуры сложных эфиров на их термоокислительную стабильность, подбор и оптимизация композиций присадок к маслам для авиационных газотурбинных двигателей. В качестве основного в работе использован Стандартный метод определения коррозионной активности и устойчивости к окислению гидравлических масел, авиационных турбинных и других масел с высокой степенью очистки ASTM 4636-99. Установлено, что сложные эфиры на основе двухосновных кислот и алифатического спирта обладают низкой термоокислительной стабильностью, что может повлечь за собой необходимость частой смены масла и промывку маслосистемы двигателей. В качестве основы для авиационного масла рекомендуется использовать пространственно затрудненные сложные эфиры, которые обладают высокой термоокислительной стабильностью. В промышленности используют эфиры, полученные в результате реакции этерификации смеси кислот и многоатомного спирта. Оптимальными по своим вязкостно-температурным свойствам являются сложные эфиры на основе триметилолпропанового или пентаэритритового спиртов и смеси гексановой, гептановой, нонановой, октановой кислот. Улучшаются физико-химические показатели сложных эфиров с увеличением числа функциональных групп в молекуле. Это объясняется тем, что эфиры н-С9 кислоты в результате реакции этерификации с пентаэритритовым спиртом образуют пространственно затрудненный сложный эфир, не имеющий в структуре молекулы атома водорода в β-положении, что предотвращает образование циклических углеводородов. Тем не менее, для получения масел с высокими эксплуатационными характеристиками требуется добавление присадок. Поэтому на основании анализа отечественных и зарубежных данных сформулированы основные требования к окислительной стабильности, которым должна отвечать разрабатываемая композиция масла для авиационных газотурбинных двигателей. По результатам проведенных испытаний окислительной стабильности полученных образцов установлено, что для получения масла, удовлетворяющего всем современным требованиям по термоокислительной стабильности, необходимо использование комплекса антиокислителей аминного и фенольного типа.

Для цитирования:

Тонконогов Б.П., Багдасаров Л.Н., Попова К.А., Агабеков С.С. Исследование влияния структуры сложноэфирных основ на термоокислительную стабильность масел.Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 73-79


PDF
73-79
Svetlana V. Aleeva, Olga V. Lepilova,, Polina Yu. Kurzanova, Sergey A. Koksharov

С использованием электрооптического метода динамического рассеяния света осуществлена оценка наноразмерного состояния гидрозоля гомогенных и промышленных целлюлазных препаратов. Сопоставлено влияние размера глобулы белковых катализаторов и длительности их воздействия на ровницу чесаного льняного волокна. Прослежена взаимосвязь в изменении равновесного поглощения сорбционного маркера (метиленовый синий) и остаточного содержания в льняном волокне гемицеллюлозных соединений. На основании сравнительного анализа эффективности действия биокатализаторов в гомогенных и промышленных целлюлазных препаратах выявлено определяющее влияние размера глобулы на эффективность повышения сорбционных свойств льняного волокна. Применение гомогенных энзимов с различающимися размерными параметрами позволило вычленить в результатах воздействия промышленной полиферментной композиции вклад целевой модификации микрофибриллярной структуры элементарных волокон и воздействия белковых катализаторов на гемицеллюлозные соединения в связующих веществах, скрепляющих элементарные волокна в лубяные пучки (льняные волокнистые комплексы). Анализ совокупности полученных экспериментальных данных позволил обосновать принципы подбора биокатализаторов для увеличения сорбционной способности льняных волокнистых материалов за счет развития мезопорового пространства элементарных волокон и регулируемой аморфизации межволоконных связующих веществ в структуре льняных комплексов. Обязательным условием аморфизации льняного волокна является применение целлюлолитических ферментов, размер глобулы которых обеспечивает возможность проникновения в мезопоровые пространства элементарных льняных волокон. При этом экспериментально установлено, что присутствие крупных изоформ целлюлолитических или гемицеллюлазных белковых катализаторов может способствовать развитию внутреннего объема межволоконных связующих веществ при соблюдении допустимого снижения содержания гемицеллюлозных соединений не ниже 10 масс.%.

Для цитирования:

Алеева С.В., Лепилова О.В., Курзанова П.Ю., Кокшаров С.А. Специфика изменения сорбционной способности льноволокна при регулируемой биокатализируемой деструкции нейтральных полиуглеводов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 80-85


PDF
80-85
Anastasiya S. Chernyavskaya, Sergey P. Bobkov

В работе приводятся результаты исследования процесса переноса тепла в движущейся сплошной среде. При этом была использована модель решеточного газа Больцмана (LBM-модель), основанная на принципах системы клеточных автоматов. Для исследования принята ортогональная пространственная решетка с диагональными связями, с помощью которой были введены функции распределения частиц по дискретному набору разрешенных скоростей движения. Указанные функции распределения описывались дискретным аналогом кинетического уравнения Больцмана. Данный подход позволил исследовать эволюцию функций распределения частиц сплошной среды по шагам дискретного времени. Использованная модель позволила описать оба механизма переноса тепловой энергии в движущейся среде – макроскопический и микроскопический. При этом макроскопический перенос за счет движения сплошной среды определялся изменением плотности распределения частиц, а микроскопический (молекулярный) перенос определялся релаксационным оператором теплообмена. Данный оператор математической модели характеризовал перераспределение теплоты в дискретной области из-за столкновения частиц, то есть учитывал теплопроводность среды. Поскольку в процессе теплообмена участвует не только движущаяся сплошная среда, но и ограничивающие поверхности (стенки, препятствия), в модель были включены элементы, учитывающие данный факт. Для проверки адекватности использованного подхода было разработано и использовано программное приложение, позволяющее моделировать и визуализировать процесс переноса тепла движущейся сплошной средой. Приложение также позволяло устанавливать различную форму ограничивающих поверхностей. Анализ результатов компьютерного эксперимента позволяет утверждать, что полученные данные не противоречат реальным представлениям о процессах теплопереноса в движущейся жидкости. Достоинством предлагаемого дискретного подхода можно считать возможность описывать гидродинамические и тепловые процессы в рамках единой модели, что делает ее достаточно удобной в использовании. Кроме того, данный метод дает возможность решения задач теплопереноса в объектах, имеющих сложную геометрическую конфигурацию границ раздела.

Для цитирования:

Чернявская А.С., Бобков С.П. Дискретное моделирование конвективного переноса теплоты.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 86-90


PDF
86-90
Elena A. Lominoga, Konstantin S. Burmistrov, Victor S. Gevod

Ацилированием оксиэтилированных алифатических спиртов на основе смеси двух фракций С1012 и С1618 Синтанола ДС-10 производными адипиновой кислоты получены продукты моно- и ди- замещённых оксиэтилированных спиртов. В качестве ацилирующих агентов использованы адипиновая кислота в присутствии кислотного катализатора п-толуолсульфокислоты, а также дихлорангидрид адипиновой кислоты. При мольном соотношении Синтанол ДС-10 – адипиновая кислота 1:1 выход продукта моноацилирования составил 76% (синтез проводился 3 ч, при температуре 120-125 °C), а при мольном соотношении 2:1 синтанола – адипиновая кислота соответственно, выход продукта диацилирования составил – 80% (синтез проводился 6 ч, при температуре 120-125 °C), при использовании в качестве ацилирующего агента дихлорангидрида адипиновой кислоты – 90% (синтез проводился 7,5 ч, при температуре 90-100 °C). Структуры полученных соединений были установлены с помощью ИК и ЯМР спектроскопии. Для полученных соединений исследована зависимость поверхностного натяжения от концентрации в водной и щелочной средах, установлено, что свойства синтезированных соединений существенно отличаются от оригинала Синтанол ДС-10. Минимальное поверхностное натяжение синтезированных соединений составляет 25-33 мН/м. Поверхностная активность моноэфира в 5% -ном растворе гидроксида натрия составляет 5,74 N·м2·моль-1 (для Синтанола ДС-10 3,06 N·м2·моль-1). А в воде поверхностная активность составляет 4,00 и 4,17 соответственно. Также для полученных новых соединений определены температура помутнения и стабильность в различных средах. Новые синтезированные поверхностно-активные вещества на основе адипиновой кислоты и Синтанола ДС-10 по комплексу коллоидных и физико-химических свойств представляют интерес в качестве компонентов моющих средств технических и бытовых композиций.

Для цитирования:

Ломинога Е.А., Бурмистров К.С., Гевод В.С. Синтез димерных поверхностно-активных веществ на основе синтанола ДС-10 и адипиновой кислоты.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 91-96


PDF
91-96

Экологические проблемы химии и химической технологии

Natal'ya S. Prilutskaya, Tat'yana A. Korel'skaya, Lyudmila F. Popova

В статье проанализирован структурно-функциональный состав гумусовых кислот почв Евроарктического региона методом молекулярной абсорбционной (УФ/видимой) спектроскопии и дана оценка их экопротекторной роли по отношению к тяжелым металлам, что особенно важно для чувствительных к загрязнениям почв Арктики, формирующихся под влиянием мерзлотных (криогенных) процессов. В качестве объекта исследования были выбраны разные типы почв Евроарктического региона: пелозем глееватый легкосуглинистый на среднесуглинистой морене (полуостров Канин, м. Канин Нос); перегнойно-торфяная олиготрофная почва (остров Колгуев, поселок Бугрино); глеезем типичный бескарбонатный среднесуглинистый (остров Вайгач); литозем серогумусовый иллювиальножелезестый песчаный (архипелаг Земля Франца-Иосифа, остров Хейса).  Для исследования структурно-функционального состава смесь гумусовых кислот извлекали из почв щелочным раствором пирофосфата натрия. Гуминовые, фульвовые и гиматомелановые кислоты из смеси гумусовых кислот выделяли соответствующими растворителями с дополнительным извлечением фульвокислот методом адсорбционной хроматографии с применением в качестве сорбента активированного угля. Запись УФ/видимых спектров была выполнена на спектрофотометре UV mini-1240 фирмы Shimadzu с использованием 0,005% щелочных растворов (0,1 н NaOH) гумусовых кислот. Качественный анализ УФ/видимых спектров позволил сделать предположение, что у гуминовых и гиматомелановых кислот перегнойно-торфяной олиготрофной почвы более развита периферическая алифатическая составляющая, таким образом, данные кислоты в большей степени будут связывать тяжелые металлы и проявлять свою экопротекторную роль, у гумусовых кислот других типов почв Евроарктического региона более развита ароматическая составляющая. Количественная оценка природы гумусовых кислот проводилась с применением таких параметров как: ароматичность, рассчитываемая по формуле Пьеравуори, коэффициент экстинкции Е0,005%1см,465, адсорбционное отношение D400/D600, характеризующее степень гумификации, и адсорбционное отношение D465/D650, характеризующее степень сконденсированности ароматического ядра и наличие сопряженных фрагментов. Количественным анализом УФ/видимых спектров подтверждено, что максимальным барьерным механизмом по отношению к тяжелым металлам будут обладать гуминовые и гиматомелановые кислоты перегнойно-торфяной олиготрофной почвы из-за высокого содержания в составе молекул этих кислот фенольных и карбоксильных групп, наибольшей степени окисленности и более развитой цепи сопряженных связей в них по сравнению с другими кислотами. Но при этом установлено, что во всех типах исследованных почв процесс гумусообразования идет преимущественно по деградационному типу, то есть в направлении образования фульвокислот.

Для цитирования:

Прилуцкая Н.С., Корельская Т.А., Попова Л.Ф. Исследование структурно-функционального состава гумусовых кислот почв Евроарктического региона методом УФ/видимой спектроскопии.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 97-103


PDF
97-103

Персоналии

Sergey A. Shlykov

26 января 2018 г. состоялся замечательный юбилей у Ольги Валентиновны Лефёдовой - доктора химических наук, профессора кафедры физической и коллоидной химии ИГХТУ.


PDF
104-105