Алкилирование нефтяной экстрагированной тяжелой фракции некоторыми субстратами с целью снижения содержания опасных ПАУ

Автор: Шалашова Александра Аркадьевна, Семенычева Людмила Леонидовна, Новоселов Артемий Сергеевич, Лазарев Михаил Алексеевич, Щепалов Александр Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Химия элементоорганических соединений

Статья в выпуске: 1 т.11, 2019 года.

Бесплатный доступ

В работе проводилось исследование химического воздействия на канцерогенно опасные соединения нефтяной экстрагированной тяжелой фракции алкилирующими агентами на различных катализаторах. Нефтяная экстрагированная тяжелая фракция представляет собой концентрат полициклических ароматических углеводородов, представляющих значительный интерес для получения масел-пластификаторов для шин и каучуков. Однако часть полициклических ароматических углеводородов являются канцерогенно опасными благодаря наличию в них«bay»-протонов, активных в реакциях электрофильного замещения и ответственных за мутации ДНК. Процесс алкилирования проводили в аппарате, состоящем из реактора, снабженного верхнеприводной мешалкой, в рубашку которого из термостата подается теплоноситель определенной температуры, варьируя условия процесса и алкилирующие агенты. В качестве алкилирующих агентов использовали известные доступные и хорошо изученные на примере одноядерных ароматических соединений реагенты: алкены в присутствии катализатора - треххлористого алюминия, спирты с использованием катализатора - хлористого цинка, а также сульфатный скипидар (α-пинен) в присутствии ортофосфорной кислоты. Действие алкилирующих агентов направлено на замещение «bay»-протонов в молекулах полициклических ароматических углеводородов. Замещение «bay»-протонов приводит к переводу канцерогенно опасного соединения в безопасное. После выделения продукта алкилирования определяли в нем содержание «bay»-протона и опасных полициклических ароматических углеводородов. Снижение содержания «bay»-протонов характерно для всех образцов. Это свидетельствует об осуществлении реакции алкилирования. При этом наблюдается влияние природы алкилирующего агента на конечный результат. В продуктах реакции при алкилировании цетиловым спиртом с минимальным содержанием «bay»-протона (0,93 %) содержание суммы 8 полициклических ароматических углеводородов снизилось практически на 70 %. Однако для других алкилирующих агентов содержание «bay»-протона и полициклических ароматических углеводородов изменилось не столь значительно. В целом неглубокое алкилирование «bay»-протона связано, возможно, с одной стороны, с зависимостью реакции алкилирования от использованных реагентов в реакции, а точнее от ее обратимости, влияния устойчивости образующегося s-комплекса (кинетический контроль), стабильности конечных продуктов (термодинамический контроль), а с другой стороны, с влиянием выбранного субстрата - нефтяной экстрагированной тяжелой фракции, очень вязкой жидкости даже в растворе. Последнее обстоятельство также ограничивает возможности реакции алкилирования.

Еще

Нефтяная экстрагированная тяжелая фракция, полициклические ароматические соединения, канцерогенность, алкилирование

Короткий адрес: https://sciup.org/147233116

IDR: 147233116 | DOI: 10.14529/chem190105

Список литературы Алкилирование нефтяной экстрагированной тяжелой фракции некоторыми субстратами с целью снижения содержания опасных ПАУ

Бабенко, О.Ю. Исследование негативного воздействия на состояние окружающей среды в Российской федерации / О.Ю. Бабенко // Сервис в России и за рубежом.- 2015. - Т. 9, № 2 (58). - С. 4-14.
Оценка выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов автотранспортом на территории г. Набережные Челны / А.Р. Магдеева, А.Р. Шагидуллин, А.Ф. Гилязова и др. // Журнал экологии и промышленной безопасности. - 2016. - № 1 (65). - С. 29-32.
Automobile Tires - A Potential Source of Highly Carcinogenic Dibenzopyrenes to the Environment / Ioannis Sadiktsis, Christoffer Bergvall, Christer Johansson, et al. // Environmental science and Technology. - 2012. - № 46.- P. 3326-3334.
Радбиль, А.Б. Новая концепция канцерогенной безопасности для современных шин / А.Б. Радбиль, А.А. Щепалов, Т.И. Долинский // Каучук и резина. - 2013. - № 2. - С. 42-47.
Швагер, О.В. Канцерогены атмосферного воздуха и онкологическая заболеваемость / О.В. Швагер // Здоровье населения и среда обитания. - 2013. - № 12 (249). - С. 6-8.
Химические канцерогены в загрязнениях атмосферного воздуха Москвы / А.Я. Хесина, М.Н. Колядич, Л.В. Кривошеева и др. // Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. - 1995. - Т. 6, № 4. - С. 9-13.
Cancer Risk Assessment, Indicators, and Guidelines for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Ambient Air / Carl-Elis Boström, Per Gerde, Annika Hanberg et. al. // Environmental Health Perspectives. - 2002. - № 10 (3). - P. 451-488.
Сравнительный анализ результатов зарубежных и отечественных исследований по загрязнению атмосферы городов выбросами частиц, образующихся в результате износа шин, тормозных механизмов автомобилей и дорожного покрытия / А.В. Васильев, С.В. Гайсин, В.Ф. Кутенев и др. // Труды НАМИ. - 2015. - № 262. - С. 54-64.
Пат. 2279466 Российская Федерация. Метод селективной очистки фракции смазочных масел для удаления полициклических ароматических соединений / Н.В. Ходов, А.Ф. Куимов, Т.И. Долинский. - № 2005107145/04; заявл. 14.03.2005, опубл. 10.07.2006. Бюл. 19. - 4 с.
Пат. 2313562 Российская Федерация. Способ получения пластификатора и пластификатор / Н.В. Ходов, А.Ф. Куимов, Т.И. Долинский. - № 2006121714/04. - заявл. 2.06.06, опубл. 27.12.07. Бюл. 36. - 5 с.
Пат. 2520096 Российская Федерация. Способ получения неканцерогенного ароматического технологического масла / В.А. Цебулаев, Н.В. Ходов, А.Ф. Куимов, А.Б. Радбиль, Т.И. Долинский, О.А. Мазурин, И.Е. Сенников, А.Н. Волков. - № 2013119030/04; заявл. 23.04.13, опубл. 20.06.14. Бюл. 17. - 7 с.
Пат. 2550823 Российская Федерация. Способ получения неканцерогенного ароматического технологического масла / А.Н. Волков, О.А. Мазурин. - № 2014120341; заявл. 21.05.2014, опубл. 20.05.15. Бюл. № 14. - 6 с.
Зенинский, А.Н. Нефтебитуминозные породы: перспектива использования: Материалы Всесоюзного совещания по комплексной переработке и использованию нефтебитуминозных пород / А.Н. Зенинский, С.И. Обыденков, А.Н. Садыков. - Алма-Ата: Наука, 1982. - 300 с.
Development of a dermal cancer slope factor for benzo[a]pyrene / A. Knafla, K.A. Phillipps, R.W. Brecher et al. // Regul Toxicol Pharmacol. - 2006. - № 45(2). - Р. 159-168.
Schneider, K. Cancer risk assessment for oral exposure to PAH mixtures / K. Schneider, M. Roller, F. Kalberlah // ApplToxicol. - 2002. - № 22 (1). - Р. 73-83.
Guidelines for Carcinogen Risk Assessment (2005) /U.S. EPA // U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC. - EPA/630/P-03/001F. - 2005.
Naujack, K. Profile of the polycyclic aromatic compounds from crude oils-inventory by GC GC-MS / G. Grimmer, J. Jacob, K. Naujack // PAH in environmental materials, part 3. Fresenius Journal for Analytical Chemistry. - 1983. - № 316. - Р. 29-36.
Казанцева, Л.К. Состояние окружающей среды и здоровья населения в российских регионах / Л.К. Казанцева, Т.О. Тагаева // Современные исследования социальных проблем. - 2011. - Т. 8, № 4. - С. 46-59.
Кривошеева, Л.В. Об использовании резиновой крошки для покрытий на стадионах и детских площадках / Л.В. Кривошеева, И.А. Хитрово, Г.А. Белицкий // Резиновая промышленность: сырье, материалы, технологии доклады XXII научно-практической конференции. - 2017. - С. 159-161.
Сакулин, Н.В. Бенз(а)пирен - химико-экологическая проблема современности / Н.В. Сакулин, Г.В. Иванцова // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Естественные науки. - 2006. - № 8. - С. 115-117.
Заболеваемость злокачественными новообразованиями на территории с высокой экологической нагрузкой / Т.Г. Опенко, В.Ф. Коковкин, Е.И. Шевчук и др. // Мир науки, культуры, образования. - 2011. - № 1. - С. 358-363.
Богуславская, Н.В. Бенз(а)пирен и оценка его негативного воздействия на окружающую среду / Н.В. Богуславская // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. - 2010.-№ 2. - С. 308.
Иванов (Колокольцов), М.Н. Трансплацентарный канцерогенез, вызванный полициклическими ароматическими углеводородами / М.Н. Иванов (Колокольцов) // Успехи современного естествознания. - 2007. - № 12-1. - С. 51-52.
Казанцева, Л.К. Состояние окружающей среды и здоровья населения в российских регионах / Л.К. Казанцева, Т.О. Тагаева // Современные исследования социальных проблем. - 2011. - Т. 8, № 4.- С. 46-59.
REGULATION (EC) No 1907/2006 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 18 December 2006 concerning the Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH).

Еще

Статья научная