Химические науки. Рубрика в журнале - Бюллетень науки и практики
Алкилирование по Фриделю-Крафтсу
Статья научная
Рассматривается механизм реакции алкилирования ароматических соединений по Фриделю-Крафтсу. В отличие от реакции ацилирования, алкилирование является обратимым процессом. Общий принцип реакции состоит в промежуточном образовании карбениевых ионов, способных реагировать как элекрофил в ароматических реакциях электрофильного замещения. Устанавливается, что механизм данной реакции обеспечивается обнаружением σ-комплекса при низких температурах. Рассматривается возможность использования внутримолекулярного варианта алкилирования Фриделя-Крафтса, отмечаются ограничения применимости реакции в целом.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведен анализ и сравнение кривой плавкости, рассчитанной с учетом реального химического состава исследуемой золы и кривой плавкости, простроенной посредством перерасчета на трехкомпонентную систему. Процесс получения расплава в условиях низкотемпературной плазмы со скоростью нагрева исследуемого сырья более 1000 °С в секунду характеризуется одновременным плавлением всех фаз, в отличие от процессов, протекающих при обычных скоростях нагрева 0,5-1,0 °С в секунду. Установлена возможность получения алюмосиликатных микросфер с помощью низкотемпературной плазмы диаметром от 60 до 90 мкм на основе золошлаковых отходов ТЭЦ (г. Северск, Томская область).
Бесплатно
Статья обзорная
Для утилизации увеличивающихся объемов отходов композиционных материалов, в частности углепластиков, необходимо развитие технологий извлечения и использования вторичного углеродного волокна. При этом возникает научная и прикладная задача подобрать такие условия извлечения волокна, которые позволят максимально сохранить желаемые значения его физико-химических характеристик, сравнимые с первичным волокном. В данной работе представлен анализ факторов, влияющих на свойства вторичного углеродного волокна и материалов, полученных с его применением, на всем протяжении его жизненного цикла.
Бесплатно
Анализ эффективности извлечения усниновой кислоты из лишайников Белорусского Полесья
Статья научная
Для трех видов лишайников - Evernia prunastri, Ramalina pollinaria и Cladonia arbuscula оценивали эффективность извлечения ацетоном, этанолом и бензолом усниновой кислоты из биомассы методами холодной мацерации биомассы соответствующим растворителем и экстракции в аппарате Сокслета - напрямую и с предварительной холодной мацерацией биомассы гексаном. Эффективность извлечения усниновой кислоты из биомассы Evernia prunastri и Ramalina pollinaria была наибольшей в случае использования метода холодной мацерации гексаном на протяжении 7 суток с последующей экстракцией этанолом в аппарате Сокслета - до 0,43% и 1,81% воздушно-сухой массы лишайника, соответственно. Из биомассы Cladonia arbuscula наиболее эффективно усниновая кислота извлекалась методом холодной мацерации ацетоном - до 2,54% воздушно-сухой массы лишайника.
Бесплатно
Статья научная
С ростом потребления изделий, произведенных из полимерных композиционных материалов, увеличивается и объем отходов, образующихся после окончания жизненного цикла таких изделий. Несмотря на то, что большая часть полимерных композиционных материалов производится с использованием стекловолокна, утилизация материалов на основе углеродного волокна более перспективна, так как углеродное волокно достаточно дорогостоящий материал. Технология извлечения углеродного волокна из отходов должна сопровождаться минимально возможной потерей его качественных характеристик, в первую очередь прочностных, для того, чтобы извлеченный материал можно было эффективно применять, например, для производства малонагруженных деталей или в качестве сырья для изготовления шумо-, термоизолирующих изделий. В рамках данной работы главной задачей являлась апробация различных реагентов для процесса утилизации полимерных композиционных материалов химическим методом. В работе описан процесс сольволиза, используемого для утилизации углепластиков, использованные реагенты и их комбинации и полученные результаты Получение вторичного углеродного волокна и его применение приблизит отрасль композиционных материалов к выполнению принципов концепции безотходного производства.
Бесплатно
Статья научная
Впервые приводится видовой состав афелинид (Hymenoptera, Aphelinidae) - паразитов щитовок и ложнощитовок Азербайджана. В результате многолетних исследований для фауны Азербайджана выявлено 41 вид афелинид, выведенных из щитовок, ложнощитовок. Из выявленных афелинид 10 видов являются новыми для фауны Азербайджана, 1 вид - для фауны Южного Кавказа, 1 недавно описанный вид является эндемиком Азербайджана.
Бесплатно
Взаимодействие валина с хлоридами биометаллов в водной среде при 25°C
Статья научная
Исследования в области медицинской биологии и фармакологии могут расширить понимание о взаимодействии биометаллов с аминокислотами, которые являются ключевыми компонентами биологических систем. Это может привести к разработке новых комплексов, которые могут быть использованы в медицине, например, для разработки новых препаратов с антимикробной активностью или для поддержания равновесия метаболизма в организме. Цель исследования: получение комплексных соединений биометаллов, хлорида кобальта, хлорида никеля и хлорида марганца с аминокислотой валин а также изучение их физико-химических и биологических свойств. Для анализа был использован метод Кьельдаля для определения содержания азота. Состав образованных кристаллов был проанализирован ИК спектроскопией. Строение и форма кристаллов кобальта, никеля и марганца были определены микроскопом. Индивидуальность полученных соединений подтверждена методом ИК спектроскопии и микроскопическим анализами. Можно сделать вывод о том, что валин в комплексе координирован к ионам металла через атомы кислорода карбоксильной и азота аминной групп.
Бесплатно
Взаимодействие треонина с хлоридами биометаллов в водной среде при 25°C
Статья научная
Метод синтеза комплексов с солями биометаллов переходных групп с аминокислотой треонин включает в себя улучшение реакционных условий, выбор реагентов и методов анализа для подтверждения образования комплексов . Цели исследования: получение комплексных соединений биометаллов, хлорида кобальта, хлорида никеля и хлорида марганца с аминокислотой треонин, а также изучение их физико-химических и биологических свойств. При синтезе комплексных соединений был применен препаративный метод. Состав образованных кристаллов был проанализирован ИК спектроскопией. Строение и форма кристаллов кобальта, никеля и марганца были определены микроскопом. Индивидуальность полученных соединений подтверждена методом ИК спектроскопии и микроскопическим анализами. Можно сделать вывод о том, что треонин в комплексе координирован к ионам металла через атомы кислорода карбоксильной и азота аминной групп.
Бесплатно
Влияние концентрации азотной кислоты на скорость растворения хизлевудита
Статья научная
В работе представлены результаты исследования влияния концентрации азотной кислоты на скорость растворения хизлевудита. Изучена зависимость количества никеля, перешедшего в раствор от времени протекания процесса растворения. Выявлено отсутствие влияния времени на удельную скорость растворения. Исследованы удельные скорости растворения Ni2S3 в широких диапазонах концентрации. Из изученной зависимости был выбран диапазон влияющих факторов для построения математической модели.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена возможность синтеза циклогексилциклогексанкарбоксилата на основе совмещенных процессов кислотнокаталитической дегидратации циклогексанола и гидрокарбалкоксилирования образующегося циклогексена при катализе системой Pd(PPh3)2Cl2 - PPh3 - моногидрат п-толуолсульфокислоты. Цель работы состояла в определении оптимальных значений концентрации моногидрата п-толуолсульфокислоты и температуры для достижения наибольшего выхода циклогексилциклогексанкарбоксилата. В качестве основного метода исследования применялся кинетический метод. Анализ реакционной массы осуществлялся методом газо-жидкостной хроматографии по разработанной ранее методике. Установлено, что оптимальное соотношение концентраций циклогексанола и кислоты составляет 2,5:1, оптимальная температура - 383 °К. В результате совмещения процессов дегидратации циклогексанола и гидрокарбалкоксилирования циклогексена удалось достичь выхода эфира 86,8% при степени конверсии циклогексанола 93,6%. Изменение концентрации кислоты и температуры вызывало снижение выхода эфира и конверсии циклогексанола. Полученные результаты могут стать основой для разработки совмещенных процессов синтеза насыщенных сложных эфиров состава СnHmCOOСnHm.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследован процесс пиролиза отходов растительной биомассы с помощью термогравиметрического анализа, а также посредством проведения экспериментов с использованием лабораторной установки пиролиза. В качестве сырья для пиролиза использовалась измельченная лузга семян подсолнечника с влажностью - 5,6%; зольностью - 3,2% и низшей удельной теплотой сгорания - 17,6 кДж/г. Исследование термической устойчивости лузги проводилось в температурном интервале до 600 °С и позволило определить основные пики потери массы образца, количество летучих продуктов и твердого остатка образующихся в результате пиролиза. Было проведено исследование влияния размера фракции исходного сырья на характеристики процесса. Интенсификация процесса пиролиза осуществлялась посредством прямого внесения природных алюмосиликатных материалов в состав пиролизуемого сырья с массовым содержанием 10% от массы исходной навески. Влияние используемых алюмосиликатных материалов на характеристики процесса оценивалось по изменению конверсии (в газообразные, жидкие, твердые продукты), по изменению теплоты сгорания и состава пиролизных газов. В работе проведено сравнение активности в процессе пиролиза исследуемых природных алюмосиликатных материалов с промышленно выпускаемым синтетическим цеолитом ZSM-5. Обработка полученных экспериментальных данных позволила выбрать наиболее активных катализатор среди исследуемых глин и произвести их сравнение между собой и синтетическим цеолитом. По полученным данным наиболее доступным и приводящим к увеличению теплоценности пиролизных газов является монтмориллонитовая глина. При использовании данного алюмосиликата в качестве катализатора прямого внесения в процессе пиролиза лузги семян подсолнечника массовая доля газообразных продуктов увеличилось на 4,3% с одновременным возрастанием теплоты сгорания горючего газа на 8.8 МДж/м3, за счет увеличения суммарного выхода углеводородов С1-С4 на 12,7% по сравнению с некаталитическим процессом.
Бесплатно
Влияние растворителей на процесс гидрогенолиза лигнина
Статья научная
В статье приведены результаты тестирования полярных растворителей - воды, прлпанола-2 и этанола - в процессе гидрогенолиза щелочного лигнина. Наибольшее суммарное количество производных бензола и фенола было получено при использовании воды в качестве растворителя, но пропанол-2 показал себя более перспективным растворителем в связи с большей конверсией. Максимальная конверсия исходного сырья достигала 67,5% в среде пропанола-2 и 67% в среде этанола. В воде при тех же условиях максимальная конверсия достигала всего лишь 30%.
Бесплатно
Влияние растворителей на процесс получения жирных спиртов
Статья научная
В данной работе проведено исследование влияния растворителей на процесс гидрирования карбоксильной группы жирных кислот для получения жирных спиртов. В результате проведенного исследования было найдено, что использование гексана и толуола в качестве растворителей позволяет получить стеариловый спирт с выходом 98% и 99% соответственно при 100% конверсии субстрата. Циклогексан обеспечивает высокую конверсию субстрата, однако выход целевого продукта в этом случае был низкий вследствие протекания реакции перегидрирования с образованием углеводорода. Додекан в связи с высокой вязкостью позволяет достичь довольно высокой селективности по целевому продукту, однако конверсия субстрата в этом случае не превышает 80%.
Бесплатно
Влияние состава сверхкритического растворителя на деоксигенирование модельных соединений био-нефти
Статья научная
Гидрообработка кислородных соединений био-нефти позволяет эффективно использовать конечный продукт в качестве жидкого транспортного топлива из биомассы. Деоксигенирование считается одним из наиболее перспективных путей для модернизации био-нефти. Как правило, деоксигенирование проводится при достаточно жестких условиях в присутствии газообразного водорода в среде высококипящих углеводородов. В данной работе описан новый подход к деоксигенированию модельных соединений био-нефти с использованием сверхкритических жидкостей в качестве растворителя и донора водорода. Проводится оценка возможности использования комплексного растворителя, состоящего из неполярного н-гексана с низкой критической точкой (Tc = 234,5 °C, Pc = 3,02 МПа) и пропанола-2, используемого в качестве донора водорода. Эксперименты показали, что в присутствии 20 об.% пропанола-2 в н-гексане наблюдается максимальная (99%) конверсия модельных соединений био-нефти с образованием фенолов с выходом до 95%.
Бесплатно
Влияние среды на гидрокарбометоксилирование циклогексена, катализируемое хлоридом рутения (III)
Статья научная
В работе изучено влияние некоторых растворителей на гидрокарбометоксилирование циклогексена, катализируемое хлоридом рутения (III). Цель работы состояла в определении влияния среды на скорость реакции и выход продукта - метилциклогексанкарбоксилата. В качестве основного метода исследования применялся кинетический метод. Для анализа реакционной массы использовался метод газо-жидкостной хроматографии. В работе исследовано влияние метанола, толуола, ацетона и воды на скорость гидрокарбометоксилирования и выход эфира. Ограниченный выбор растворителей для исследований обусловлен низкой растворимостью RuCl3 в большинстве из них. Установлено, что метанол является наиболее предпочтительной средой для гидрокарбометоксилирования циклогексена, катализируемого хлоридом рутения (III), с точки зрения скорости реакции и выхода продукта. Скорость реакции линейно возрастала с ростом концентрации метанола. В среде толуола зависимости скорости реакции и выхода эфира от концентрации воды имели слабовыраженные максимумы. Скорость реакции была нечувствительна к концентрации воды. C увеличением концентрации ацетона скорость реакции и выход продукта снижались. Объяснение полученным результатам по влиянию ацетона и воды на гидрокарбометоксилирование дано в рамках представлений о донорно-акцепторных свойствах кислородсодержащих лигандообразующих агентов. Выдвинуто предположение об алкоголятном механизме реакции. Полученные результаты дополнят существующие данные о рутенийкатализируемом гидрокарбалкоксилировании алкенов и в практическом аспекте послужат основой для поиска оптимальных условий этих реакций.
Бесплатно
Статья научная
Сследованы химический, фракционный состав барита Тоо-Моюнского месторождения Ошской области Кыргызской Республики. На основе полученных результатов сделан вывод о том, что барит, находящийся в отвалах горных пород месторождения Тоо-Моюн можно использовать в качестве наполнителя для получения композитного материала для защиты от радиационных излучений. Сравнительный анализ полученных данных для частиц баритового (50-500 мкм) наполнителя с массовой концентрацией 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, и 60% показали, что экспериментальные результаты ослабления бета и гамма излучения при увеличении толщины баритового композита его защитная способность от радиации, заполненной микроскопическими наполнителями барита увеличилась. В процессе экспериментальных исследований значения кратности увеличения бета излучение при толщине слоя композита 2,0 см составило примерно 2 раза, а в случае толщины композита 5 см степень ослабления бета излучения составило максимальное значение, т. е. 100%. В то же время гамма излучение при толщине композита 2 см поглощается в 1,3 раза, а при толщине композита 5 см радиационные излучения полностью поглощаются.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность: низкомолекулярные супрамолекулярные гидрогели представляют собой уникальные объекты, которые способны решить многие актуальные проблемы в медицине, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства. Цели исследования: в недавнем прошлом было обнаружено, что низко концентрированные растворы L-цистеина и нитрата серебра (ЦСР) могут образовать, при добавлении к ним растворов электролитов, гидрогели. Перед нами стояла задача получения гидрогелей из разбавленных растворов глицирама (GC) добавлением ЦСР, поскольку GC, из-за плохой растворимости, обладает низкой биодоступностью. Материалы и методы исследования: методом изомолярных серий проведено сравнительное изучение образования гидрогелей разбавленными растворами GC при добавлении ЦСР и GCР. Было обнаружено, что наиболее прочные гидрогели получаются при использовании ЦСР. Результаты исследования: были получены гидрогели глицирама при его концентрации, равной 10−3 М при смешении его с серебряными растворами аминокислот — L-цистеина (ЦСР) и L-глутаминовой кислоты (GCP) в таких же низких концентрациях. Выводы: гидрогели с глицирамом образуют серебряные растворы тех аминокислот, которые способны при соотношении аминокислота : нитрат серебра 1,25 давать структуры каркасного строения.
Бесплатно
Гидрирование D-маннозы до D-маннита с использованием катализатора Ru/СПС MN 100
Статья научная
Работа посвящена процессу гидрирования D-маннозы до D-маннита, являющегося ценным сырьем для пищевой, химической и фармацевтической промышленности. В данной работе приведены экспериментальные данные по каталитическому гидрированию D-маннозы до D-маннита: зависимости конверсии субстрата от температуры (варьировалась от 393 до 493 К), парциального давления водорода (варьировалось от 20 до 80 атм) и концентрации D-маннозы (варьировалась от 0,1 до 0,6 моль/л). Также приведены зависимости селективности каталитического процесса гидрирования от конверсии субстрата. Гидрирование D-маннозы проводилось в периодическом реакторе. В качестве катализатора процесса гидрирования была использована каталитическая система - рутений на сверхсшитом полистироле (СПС) с содержанием активного металла - 3% (вес.). Катализатор был получен методом пропитки СПС марки MN 100 водорастворимой солью рутения в смеси растворителей: тетрагидрофуран-метанол-вода в соотношении 4:1:1. Перед проведением опыта катализатор был восстановлен в токе водорода при атмосферном давлении и температуре 573 К. Анализ отбираемых из реактора проб осуществлялся методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием жидкостного хроматографа «Хроматэк - Кристалл ВЭЖХ 2014». На основании полученных экспериментальных данных была показана возможность использования катализатора Ru/СПС MN 100 для эффективного гидрирования D-маннозы, осуществлен выбор «оптимальных» условий каталитического гидрирования D-маннозы до D-маннита по показателям высокой селективности процесса при практически полной конверсии субстрата (99%). Приведены литературные даны для сравнения каталитической системы - рутений на подложке из TiO2 модифицированной оксидом никеля с Ru/СПС MN 100. На основании сравнения показано преимущество Ru/СПС MN 100 для гидрирования D-маннозы.
Бесплатно
Гидрирование фурфурола с помощью палладиевых катализаторов на различных носителях
Статья научная
В последние десятилетия разрабатываются технологии преобразования исходной биомассы в современные и удобные для использования виды энергоносителей. Наиболее часто встречающимся компонентом пиролизной жидкости являются фурфурол и его производные. Обычно фурфурол и его производные подвергаются каталитическому восстановлению до соответствующих спиртов или алициклических соединений. Фурфурол является одним из соединений для производства разнообразных добавок для топлива, таких как фуран, фурфуриловый спирт, тетрагидрофурфуриловый спирт, 2-метилфуран, 2-метилтетрагидрофуран и тетрагидрофуран. Все эти продукты промышленно важны; однако, их распределение при гидрировании фурфурола, прежде всего, зависит от условий реакции и катализатора, оба из которых могут быть соответственно адаптированы, чтобы удовлетворить требованию. Установленные палладием процессы стали существенными инструментами, охватив бесчисленные применения в синтезах натуральных продуктов, полимеров, агрохимикатов и фармацевтических препаратов. Тестирование палладиевых катализаторов в процессе гидрирования фурфурола проводилось в реакторе Series 5000 (USA) Multiple Reactor System (MRS) при варьировании таких параметров, как концентрация фурфурола, природа и количество катализатора, температура, природа растворителя и давление водорода. Получены данные о влиянии параметров проведения процесса на конверсию фурфурола и селективность по основным продуктам.
Бесплатно
Гидрирование целлобиозы до D-сорбита с использованием катализатора Ru/СПС MN 100
Статья научная
Работа посвящена процессу гидрирования целлобиозы (4-О-бета-D-глюкопиранозил-D-глюкоза) до D-сорбита, являющегося ценным сырьем для пищевой, химической и фармацевтической промышленности. В данной работе приведены закономерности каталитического гидрирования целлобиозы до D-сорбита. Гидрирование целлюбиозы проводилось в периодическом реакторе. В качестве катализатора процесса гидрирования была использована каталитическая система - рутений на сверхсшитом полистироле (СПС) с содержанием активного металла - 3% (вес.). Катализатор был получен методом пропитки СПС марки MN 100 водорастворимой солью рутения в смеси растворителей: тетрагидрофуран-метанол-вода в соотношении 4:1:1. Перед проведением опыта катализатор был восстановлен в токе водорода при атмосферном давлении и температуре 573 К. Анализ отбираемых из реактора проб осуществлялся методом тонкослойной хроматографии с использованием хроматографических пластин Sorbfil 100×200 мм и визуализатора «Sorbfil». На основании полученных экспериментальных данных была показана возможность использования катализатора Ru/СПС MN 100 для эффективного гидрирования целлобиозы до D-сорбита.
Бесплатно
