ПОЛУЧЕНИЕ МЕЛКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОСНОВНОГО СУКЦИНАТА ВИСМУТА (III) ПО РЕАКЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКСИДА ВИСМУТА С РАСТВОРОМ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ

  • Evgeniya V. Timakova Новосибирский государственный технический университет
  • Ekaterina I. Bunʼkova Новосибирский государственный технический университет
  • Liubov I. Afonina Новосибирский государственный технический университет
  • Yuri M. Yukhin Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
Ключевые слова: прекурсор, оксид висмута (III), янтарная кислота, синтез, основной сукцинат висмута, мелкокристаллические порошки, электронная микроскопия, дисперсионный анализ

Аннотация

Методами электронной микроскопии и гранулометрического анализа исследовано влияние химической предыстории получения прекурсора, моноклинной модификации α-Bi2O3, на морфологические особенности синтезируемого из него антибактериального лекарственного препарата основного сукцината висмута. Показано, что основной сукцинат висмута состава С2Н4(СООBiO)2 целесообразно получать взаимодействием оксида висмута α-Bi2O3 с раствором янтарной кислоты при молярном отношении сукцинат-ионов к висмуту, равном 0,6-1,0, и температуре процесса 60-80 °С. Состав продуктов осаждения подтвержден данными рентгенофазового и химического анализов. В качестве прекурсоров в синтезе основного сукцината висмута использовались образцы оксидов висмута различных морфологий, отличающиеся химической предысторией их синтеза. Для получения моноклинной модификации оксида висмута α-Bi2O3 использовались методы, основанные на окислительном термолизе оксогидроксонитрата висмута состава [Bi6O4(OH)4](NO3)6·H2O, основного оксалата BiOHC2O4 и основного карбоната висмута (BiO)2CO3, а также щелочной обработке твердого [Bi6O4(OH)4](NO3)6·H2O или технологического раствора висмута в азотной кислоте. Согласно данным электронной микроскопии, образцы α-Bi2O3, полученные в результате окислительного термолиза, представляют собой псевдоморфозы, сохраняющие облик и размеры исходных соединений, которые впоследствии определяют средний размер агрегатов частиц, образующихся в порошках основного сукцината висмута. Это подтверждается также данными дисперсионного анализа. На основании данных дисперсионного анализа с использованием «геометрического» метода рассчитан средний размер частиц/агрегатов, стандартное отклонение и степень асимметрии кривой распределения для полученных образцов основного сукцината висмута. Показано, что наименьший размер частиц порошка основного сукцината висмута соответствует образцу, полученному при обработке янтарной кислотой оксида висмута α-Bi2O3, осаждаемого при добавлении технологического азотнокислого раствора висмута в раствор гидроксида натрия.

Литература

Benit P., Letouze E., Rak M., Aubry L., Burnichon N., Favier J., Gimenez-Roqueplo A., Rustin P. Unsuspected task for an old team: succinate, fumarate and other Krebs cy-cle acids in metabolic remodeling. Biochim. et Biophys. Acta (BBA)-Bioenergetics. 2014. V. 1837. N 8. P. 1330-1337. DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.03.013.

Chekman I.S., Syrovaya A.O., Makarov V.A., Makarov V.V., Lapshin V.V. Amber, succinic acid, succinates. Khar'kov: TOV «Planetaprint». 2017. 107 p. (in Russian).

Saxena R.K., Saran S., Isar J., Kaushik R. Production and Applications of Succinic Acid. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering: Production, Isolation and Purification of Industrial Products. Elsevier. 2017. P. 601-630. DOI: 10.1016/B978-0-444-63662-1.00027-0.

Keogan D.M., Griffith D.M. Current and potential applica-tions of bismuth-based drugs. Molecules. 2014. V. 19. P. 15258-15297. DOI: 10.3390/molecules190915258.

Salvador J., Figueiredo S., Pinto R., Silvestre S. Bismuth compounds in medicinal chemistry. Future Med. Chem. 2012. V. 4. N 11. P. 1495-1523. DOI: 10.4155/fmc.12.95.

Wang R., Li H., Sun H. Bismuth: environmental pollution and health effects. Encyclopedia of environmental health. Elsevier. 2019. P. 415-423. DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.11870-6.

Yukhin Y.M., Naydenko E.S., Karpova E.M., Frumin L.E., Savelieva Ch.R., Hlyabich G.N., Shestakov V.N. Antiulcer preparation on the basis of substance bismuth(III) potassium dicitrate. Butlerov. Soobshch. 2014. V. 38. N 4. P. 87-93 (in Russian).

Dore M.P., Lu H., Graham D.Y. Role of bismuth in improving Helicobacter pylori eradication with triple therapy. Gut. 2016. V. 65. N 5. P. 870-878. DOI: 10.1136/gutjnl-2015-311019.

Yukhin Y. M., Naydenko E.S., Daminov A.S., Mishchenko K.V., Timakova E.V., Afonina L.I., Logutenko O.A. Obtaning of bismuth compounds for technology and medicine. Khimiya Inter. Ustoiych. Razvitiya. 2018. V. 26. N 3. P. 345-351 (in Russian). DOI: 10.15372/KhUR20180309.

Daminov A.S., Yukhin Y.M., Naydenko E.S. Processing of nitrate solutions for preparation of basis bismuth nitrate and oxide. Theoret. Found. Chem. Eng. 2020. V. 54. N 5. P. 1020-1025. DOI: 10.1134/S0040579520050097.

Chu K.R., Lee E., Jeong S.H., Park E.S. Effect of particle size on the dissolution behaviors of poorly water-soluble drugs. Arch. Pharm. Res. 2012. V. 35. N 7. P. 1187-1195. DOI: 10.1007/s12272-012-0709-3.

Wu Y.C., Chaing Y.C., Huang C.Y., Wang S.F., Yang, H.Y. Morphology-controllable Bi2O3 crystals through an aqueous precipitation method and their photocatalytic performance. Dyes Pigments. 2013. V. 98. P. 25-30. DOI: 10.1016/j.dyepig.2013.02.006.

Miersch L., Ruffer T., Schlesinger M., Lang H., Mehring M. Hydrolysis studies on bismuth nitrate: synthesis and crystallization of four novel polynuclear basic bismuth nitrates. Inorg. Chem. 2012. V. 51. P. 9376-9384. DOI: 10.1021/ic301148p.

Christensen A.N., Jensen T.R., Scarlett N.V., Madsen I.C., Hanson J.C., Altomare A. Insitu X-ray powder dif-fraction studies of hydrothermal and thermal decomposition reactions of basic bismuth (III) nitrates in the temperature range 20–650 °C. Dalton Transact. 2003. V. 16. P. 3278-3282. DOI: 10.1039/ b303926a.

Ai Z., Huang Y., Lee S., Zhang L. Monoclinic α-Bi2O3 photocatalyst for efficient removal of gaseous NO and HCHO under visible light irradiation. J. Alloys Comp. 2011. V. 509. N 5. P. 2044-2049. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.10.132.

Roumanille P., Baco-Carles V., Bonningue C., Gougeon M., Duployer B., Monfraix Ph., Trong H.L., Tailhades Ph. Bi2(C2O4)3·7H2O and Bi(C2O4)OH Oxalates Thermal Decomposition Revisited. Formation of Nanoparticles with a Lower Melting Point than Bulk Bismuth. Inorg. Chem. 2017. V. 56. P. 9486-9496. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b00608.

Il’in A.A., Veres K.A., Ivanova T.V., Seioum M.B., Ilyin A.P. Synthesis of a low-temperature conversion catalyst of carbon monoxide in ammonia production. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 91-97 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6503.

Yukhin Y.M., Mishchenko K.V., Daminov A.S. Bismuth preoxidation for preparing solutions of salts. Theoret. Found. Chem. Eng. 2017. V. 51. P. 495-502. DOI: 10.1134/S0040579517040303.

GOST 33045-2014. Water. Methods for the determination of nitrogen-containing substances. Date of introduction 01.01.2016 (in Russian).

Dhanya V.S., Sudarsanakumar M.R., Suma S., Prasanna S., Rajendra Babu K., Suresh Kumar B., Sunalya M. Roy Growth and characterization of a new polymorph of lead succinate: A promising NLO material. J. Cryst. Growth. 2011. V. 319. P. 96-101. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2011.01.073.

Arunkumar A., Ramasamy P., Vishnu K., Jayaraj M.K. Growth, structural, thermal, optical, and electrical properties of potassium succinate–succinic acid crystal. J. Mater. Sci. 2014. V. 49. P. 3598-3607. DOI: 10.1007/s10853-013-7858-8.

Krishnan S., Raj C.J., Navis Priya S.M., Robert R., Di-nakaran S., Das S.J. Optical and dielectric studies on suc-cinic acid single crystals. Cryst. Res. Technol. 2008. V. 43. P. 845-850. DOI: 10.1002/crat.200711102.

Mishchenko K.V., Yukhin Yu.M. Synthesis of bismuth (III) carbonate for medicine. Khimiya Inter. Ustoiych. Razvitiya. 2013. V. 21. N 5. P. 513-517 (in Russian).

Timakova E.V., Afonina L.I., Bulina N.V., Shatskaya S.S., Yukhin Y.M. Bismuth (III) oxalates obtaining by pre-cipitation from nitric acid solution. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 3. P. 55-60 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017603.5502.

Blott S.J., Pye K. GRADISTAT: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments. Earth Surf. Process. Landforms. 2001. V. 26. P. 1237-1248. DOI: 10.1002/esp.261.

Опубликован
2021-12-10
Как цитировать
Timakova, E. V., BunʼkovaE. I., Afonina, L. I., & Yukhin, Y. M. (2021). ПОЛУЧЕНИЕ МЕЛКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОСНОВНОГО СУКЦИНАТА ВИСМУТА (III) ПО РЕАКЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКСИДА ВИСМУТА С РАСТВОРОМ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 65(1), 101-108. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226501.6431
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы