Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2019 номер 4

Обобщены результаты изучения распределения тиоцианатных ацидокомплексов железа (III), меди (II), кобальта (II), цинка и кадмия в экстракционных системах на основе технических поверхностно-активных веществ (ПАВ) – бис(алкилполиоксиэтилен)фосфата калия (оксифос Б) в присутствии серной кислоты, хлорида алкилбензилдиметиламмония (катамин АБ) в присутствии азотной кислоты при комнатной температуре или их смеси при 50 °С. Установлено, что эффективность отдельных ПАВ в качестве экстрагентов сохраняется как при использовании неорганических солей, так и кислот в качестве высаливателя. Показано, что для оксифоса Б экстрагируемость уменьшается в ряду: Fe(III) > Co(II) > Zn > Cu(II) > Cd, для катамина АБ – Cd ≈ Zn > Co(II) > Cu(II) > Fe(III), а при использовании смеси ПАВ определяющим является оксифос Б, что подтверждается рядом экстрагируемости: Fe(III) > Co(II) > Zn > Cu(II) > Cd. Оксифос Б, будучи аналогом нейтральных кислородсодержащих экстрагентов, концентрирует тиоцианатные ацидокомплексы по гидратно-сольватному механизму, в то время как катамин АБ, анионообменный экстрагент, более эффективен в экстракции тиоцианатных комплексов. Использование смеси указанных ПАВ позволяет проводить процесс в более разбавленных растворах и получать синергетические эффекты в экстракции.

Содержание кобальта в наноструктурированных порошках, полученных методом гидротермальной обработки водных растворов хлоридов олова (II) и кобальта (II), исследовано двумя спектральными методами – элементным энергодисперсионным и атомно-абсорбционным. Подготовка жидких проб для проведения атомно-абсорбционного анализа проведена с помощью кислотного вскрытия наноструктурированных образцов и сплавления продуктов синтеза со смесью пероксида натрия и буры с последующим разбавлением жидкого сплава. Показано, что для определения концентрации кобальта в ферромагнитных наноструктурах Sn_1–xCo_xO_2–δ наиболее предпочтительно низкотемпературное сплавление образцов. Полученные результаты позволяют лучше понять процесс образования наноструктурированного SnO₂, легированного кобальтом, и использовать образующиеся структуры для создания новых функциональных материалов.

В обзоре рассмотрено фармакологическое действие 4-(гидроксиэтил)фенола (п-тирозола) и 2-гидрокситирозола при острых ишемических расстройствах сердечно-сосудистой системы и инсульте головного мозга. Подробно обсуждены антитромботическая, антиоксидантная, противовоспалительная и антиаритмическая активность, а также нейропротекторное действие этого соединения, отмечены его антимикробный, противораковый и антиметастазирующий эффекты. п-Тирозол способствует созданию в пораженном участке новой сосудистой системы (неоангиогенез), восстанавливая кровоснабжение в пораженном ишемией органе и улучшая геодинамику в организме в целом. Исследования, проведенные на животных, доказали эффективность парентерального введения п-тирозола в предоперационный период обострения ишемии сердца и инсульта головного мозга. Его применение в большинстве случаев позволяет купировать аритмию и тромбообразование, благотворно воздействует на нервную систему, и в целом способствует уменьшению площади поражения сердца и других органов ишемией, значительно увеличивает число выживших животных. Рассмотрены положительное влияние на сердечно-сосудистую систему человека растений, которые содержат п-тирозол и его производные, а также фармакокинетика и пути введения этих фенольных соединений в организм на разных стадиях ишемии.

Проведена оценка острой и хронической токсичности ряда реагентов на основе поверхностно-активных веществ, применяемых для обработки нефтезагрязненных грунтов и нефтешламов. С помощью биотестирования по реакциям высших растений и беспозвоночных животных сделан вывод о возможности применения эффективных и безопасных для экосистем концентраций испытанных реагентов. Установлены действующие концентрации веществ при оценке фитоэффектов по ингибированию развития двух видов тест-растений: редьки масличной ( Brassica rapa CrGCs syn. Rbr) и овса посевного ( Avena sativa L.), а также по выживаемости стандартизованной тест-культуры простейших – инфузорий ( Paramecium caudatum Ehrenberg).

Исследованы процессы получения обезжелезенного рентгеноаморфного алюмосиликатного сырья заданного состава из золошлаковых отходов (ЗШО) от сжигания бурых углей КАТЭК. Для извлечения железа и его соединений использован метод углетермического восстановления в процессе плавления ЗШО. Показано распределение элементов - железа (Fe²⁺, Fe³⁺, Fe⁰, Fe^общ), серы (S) и углерода (C) - в металлической (магнитной) и силикатной (немагнитной) фракциях при разных температурах нагревания ЗШО. Приведены уравнения температурной зависимости стандартного изменения энергии Гиббса для реакций восстановления оксидов железа. Обсуждается влияние карбида кремния, образовавшегося в силикатной фракции расплава, на довосстановление оксидов железа до металлического железа и стойкость пены, обусловленной восстановительными газами. Выработка расплава в воду изменяет его морфологию и приводит к формированию вспененного теплоизоляционного материала. Подшихтовка в процессе плавления позволяет получать вспененные материалы заданного состава.

Методами рентгеноструктурного анализа, растровой и просвечивающей электронной микроскопии исследованы металломатричные композиционные порошки на основе карбида титана со связками из титана и быстрорежущей стали Р6М5. Порошки получены дроблением спеков - продуктов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) - в реакционных порошковых смесях титана, углерода (сажи) и стали и подвергнуты дополнительной обработке в планетарной мельнице “Активатор-2S”. Установлено, что скорость измельчения композиционных СВС-порошков зависит от содержания в них металлической связки. Для приготовления порошка, пригодного для использования в аддитивных технологиях, предварительно измельченный СВС-порошок карбида титана подвергали дополнительной обработке в смеси с порошком титана. В результате сформирован композиционный порошок квазиравноосной формы, в гранулах которого субмикронные частицы карбида титана однородно распределены в объеме титановой связки. Результаты исследования микроструктуры образцов, полученных методами селективного лазерного плавления (SLM) и электроннолучевого плавления (EBM), свидетельствуют о преимуществах метода SLM перед EBM.

Опыт эксплуатации анодных материалов, используемых при производстве фтора, показывает, что не все пластины, удовлетворяющие требованиям технических условий (ТУ 48-12-34-95), обладают необходимым сроком службы и разрушаются достаточно быстро при использовании. Для оценки качества проведены исследования коксовых пластин (КП) российских производителей с применением дифференциального термического анализа, рентгеноструктурного анализа, атомно-эмиссионной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, различных физико-механических и электрических методов. Определены следующие технические характеристики КП двух различных марок: “Донкарб” производства ООО “Донкарб Графит” (г. Челябинск) и “ВХК” производства ООО “Волжский химкомплекс” (г. Волжский): пористость, зольность, плотность, прочность на сжатие, удельное электрическое сопротивление. Установлено, что они вполне удовлетворяют требованиям ТУ. Показано, что суммарное содержание примесей в КП марки “Донкарб” составляет 0.50 мас. %, марки “ВХК” – 0.33 мас. %. Выявлено, что для образцов марки “Донкарб” характерен размер пор 0.6–12 мкм, а для образцов “ВХК” – более 117 мкм. Установлено наличие в КП обеих марок турбостратной структуры углерода с параметрами d₀₀₂ = 0.347–0.345 нм. По результатам дифференциального термического анализа проведена классификация КП по термической стойкости. Использование полученных данных в дополнении к показателям ТУ 48-12-34-95 позволяет улучшить оценку качества КП и достоверно прогнозировать срок их службы.

С целью аналитического применения тиопирина в анализе реальных образцов твердой компоненты снега и фильтрата поверхностной речной воды получен эквимолярный расплав салицилата тиопириния с температурой плавления 145 °С, исследованы его физико-химические свойства. Расплав применен для экстрагирования сорбированных неорганических форм меди, кадмия, свинца, цинка из твердых частиц снежных кернов, взятых на территории г. Барнаула. Полученные экстракты и кислотные минерализаты анализировали пламенной атомно-абсорбционной спектрометрией. Анализ содержания исследуемых халькофильных металлов позволил на стадии подготовки образцов определить общее содержание сорбированных форм и массовую долю неорганических форм меди, кадмия, свинца и цинка в твердых частицах снежной массы. Интервалы варьирования массовой доли неорганических форм составили: меди - 50-94 %, кадмия - 58-95 %, свинца - 68-89 %, цинка - 74-89 %. По разности количества Cu, Cd, Pb, Zn в кислотном минерализате и экстракте рассчитана массовая доля органических форм. Фильтраты речной воды консервировали хлороводородной кислотой и исследовали отдельно с помощью расслаивания in situ в системе “вода (≥ 0.01 М HCl) - салицилат тиопириния - модификатор” на две жидкие фазы. Нижнюю и верхнюю фазы системы анализировали на содержание Cu, Cd, Pb, Zn методом инверсионной вольтамперометрии. Степень извлечения ионных форм меди (II), кадмия (II), свинца (II) и цинка (II) из образцов фильтрата речной воды после однократной экстракции составила (92 ± 2), (90 ± 3), (94 ± 2), (97 ± 1) % соответственно.

С использованием комплекса аналитических методов получены данные о выходе и составе жидких продуктов, образующихся в процессе полукоксования углей технологических марок Г, Ж, К, КС. Показано, что с ростом генетической зрелости исследованных углей выход смол полукоксования уменьшается, но ароматичность жидких продуктов возрастает, на что указывает снижение атомного отношения Н/С, а также увеличение содержания высокомолекулярных углеводородов в виде асфальтенов и смолистых веществ в их составе. Методом хромато-масс-спектрометрии выявлено, что при низкотемпературном пиролизе углей образуются жидкие продукты, которые представлены сложной смесью насыщенных и ароматических углеводородов. Во всех смолах идентифицированы нормальные и разветвленные н-алканы и н-алкены. Ароматические углеводороды исследованных смол содержат в молекулах от одного до пяти бензольных колец. Разное количество данных компонентов в составе жидких продуктов обусловлено различиями в химической структуре органической массы исследованных углей. Полученные результаты расширяют представления о составе жидких продуктов, образующихся из органической массы углей при их низкотемпературной термической обработке в режиме полукоксования, и открывают пути повышения экологической безопасности базовых технологий, учитывая количество, индивидуальный состав и показатели токсичности всех образующихся продуктов.

В инертной и окислительной среде проведено термогравиметрическое исследование инертинитовых фракций каменных углей различных стадий метаморфизма. Показано, что с повышением степени метаморфизма инертинитовых фракций при их пиролизе в инертной среде в интервале температур 360-900 °С повышается температура начала потери массы, убывает скорость основного периода смоло- и газовыделения, а максимум термохимического разложения угольного вещества на дифференциальной термогравиметрической кривой сдвигается в область более высоких температур. Установлено, что в ряду метаморфизма изученных образцов инертинитов снижается их реакционная способность по отношению к кислороду, о чем свидетельствует повышение температуры возгорания угольных частиц, температуры, при которой достигается максимальная скорость окисления, а также температуры, при которой происходит полное выгорание коксового остатка. Увеличение значений данных параметров связано с ростом степени ароматичности органической массы образцов и пониженным выходом летучих веществ.

Приведены данные группового и компонентного состава этанольного экстракта бурого угля Тюльганского месторождения Южно-Уральского бассейна. С использованием методов жидкостной хроматографии, ¹³С ЯМР (CPMAS) и ИК-Фурье спектроскопии, хромато-масс-спектрометрии показано, что в состав экстракта входят насыщенные и непредельные углеводороды, спирты, ароматические соединения, карбоновые кислоты и фенолы. Идентифицированы следующие биологически активные вещества: 1-докозен, γ-токоферол, октадекановая кислота, ферругинол, эйкозан, сугиол, β-амирин, сосредоточенные главным образом в неомыляемой фракции этанольного экстракта.

Выявлены особенности структурных преобразований гуминовых кислот торфа в процессе механоактивации с оксигидроксидами железа и изменение их поверхностно-активных и адсорбционных свойств. Показано, что максимальная биологическая активность водных растворов гуматов натрия проявляется при концентрации гуминовых кислот ниже значения критической концентрации мицеллообразования.

В современной медицине и фармацевтике широко применяются лекарственные препараты, в состав которых входит фрагмент 1,2,4-триазол-5-она: тразодон, нефазодон, апрепитант, итраконазол и др. Получение и изучение свойств соединений этого ряда представляют теоретический и практический интерес. В работе предложены два способа получения алкилпроизводных 3-нитро-1,2,4-триазол-5-она, которые невозможно синтезировать другими известными методами. Это обусловлено использованием доступных в препаративном плане исходных субстратов и позиционной селективностью всех процессов по заданному атому азота. Разработанный подход вносит вклад в развитие теории реакционной способности гетероциклов, обладающих амбидентными свойствами, и позволяет осуществить селективный синтез ранее неизвестных 1-замещенных производных 3-нитро-1,2,4-триазол-5-она.

С давних времен жители средних широт Земли отмечают ежегодно повторяющиеся природные аномалии двухнедельной продолжительности: в конце мая – начале июня возврат холодов, а в конце сентября – начале октября – возврат тепла. По времени эти явления совпадают с началом и концом фотосинтеза в соответствующих регионах. Показано, что с точки зрения биофизики это строго взаимосвязанные природные явления, а начало и конец биосинтеза растений могут обусловить скачки температуры воздуха в приземном слое на 5–10 °С.