Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Все статьи: 582
Краткое сообщение
Представлены результаты исследования продуктов гидротермального синтеза кислородсодержащих соединений иттрия из хлоридов иттрия в присутствии комплексообразователя - лимонной кислоты. Методом сканирующей электронной микроскопии и порошковой рентгеновской дифракции было зафиксировано образование пористых сферических фрагментов, имеющих аморфную структуру.
Бесплатно
Анализ физико-химического состава и процессов выщелачивания донных отложений реки Сак-Элга
Статья научная
Представлены результаты лабораторных исследований физико-химического и элементного состава донных отложений. Проанализирован дисперсный состав донных отложений. Обнаружено протекание двух процессов при отстаивании - осаждения и выщелачивания. Доминирование того или иного процесса зависит от времени контакта донных отложений с водой: начальная стадия отстаивания характеризуется преобладанием процессов осаждения, увеличение длительности контакта способствует развитию выщелачивания, и как следствие, - увеличению концентрации растворенных элементов тяжелых металлов.
Бесплатно
Анализ химического состава залежных земель западного берега Шершневского водохранилища
Краткое сообщение
Представлены результаты исследования плодородия и степени антропогенной загрязненности залежных земель западного берега Шершневского водохра нилища. Исследованные почвы характеризуются низкими показателями плодородия и повышенной кислотностью. Содержание тяжелых металлов в некоторых пробах превышает предельно допустимые значения.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведено теоретическое исследование механических свойств кристаллической структуры целекоксиба (4-[5-(4-метилфенил)-3-(трифторметил)-пиразол-1-ил]бензолсульфонамида) для полиморфной модификации III (ПГ P-1). Для этого было произведено моделирование возрастающей одноосной деформации структуры кристалла по трём осям кристаллической ячейки. Для получения равновесной структуры кристалла и кристалла при растягивающих деформациях использовались квантово-химические расчеты с периодическими граничными условиями на уровнях метода DFT PBE0/pob-DZVP2 и метода Хартри - Фока с тремя полуэмпирическими поправками (HF3с): для описания слабых взаимодействий атомов применялась поправка на дисперсионные взаимодействия Гримме (D3), в расчетах учтена поправка ошибки суперпозиции базисного набора по схеме противовеса для пар атомов (gCP) и поправка эффектов неполноты ближнего действия базисного набора (SRB). Установлено, что, что анализ тензора жёсткости только равновесной формы не даёт полной информации о механическом поведении кристалла в различных пространственных направлениях, хотя и позволил определить признаки гибкости структуры целекоксиба в плоскости (001). При этом направление максимальной сопротивляемости структуры одноосной деформации не определяется конкретными межмолекулярными связями и/или цепями, но ориентировано почти параллельно плоскости конформационно жёстких фенильного и пиразольного колец молекулы целекоксиба. Тест виртуального растяжения предоставил нам возможность спрогнозировать проявление эластичных свойств кристалла в плоскости (001) до 15 % растяжения по кристаллографическим осям a и b. При большей деформации вдоль оси a формируется «незарастающая» полость, что соответствует экспериментальному наблюдению перехода кристалла в хрупкое состояние. Анализ результатов теста растяжения подтвердил достоверность предложенных ранее признаков хрупкости/пластичности/эластичности к прогнозу динамических механических свойств на примере кристалла целекоксиба.
Бесплатно
Атомная дипольная поляризация в прогнозах химических сдвигов амидных и пирролидиновых протонов
Статья научная
Установлена количественная взаимосвязь между индексами локализации электронов в атомных бассейнах и химическими сдвигами протонов в амидных и пирролидиновых фрагментах при их совместном присутствии в органических молекулах. Рассматриваемые фрагменты важны как ключевые функциональные группы в молекулах хиральных индукторов, участвующих в стереоселективных синтезах, проводимых с целью получения лекарственных средств на основе пиримидиноновых гетероциклических систем. Интегральные характеристики электронной плотности, такие как магнитуда внутриатомной дипольной поляризации и заряды атомов водорода, вычисляемые на основе интегрирования электронной плотности по объемам атомных бассейнов, значимо лучше коррелируют с химическими сдвигами, чем точечные атомные заряды. Предлагаемая нами параметрическая модель для быстрого прогноза химических сдвигов основана на уравнении, в которое в качестве фактора вошел индекс локализации электронов в бассейне атома водорода. Разработанный подход предлагает теоретическую модель для быстрой количественной оценки химических сдвигов и позволяет сформулировать основные структурные факторы, обеспечивающие корреляцию между расчетными и экспериментальными химическими сдвигами атомов водорода, вовлеченных во внутримолекулярные водородные связи. Выявлено, что внутримолекулярные водородные связи являются основными структурными особенностями, обеспечивающими корреляцию атомных интегральных характеристик с химическими сдвигами в рассмотренных молекулах. Полученные в ходе теоретического моделирования результаты были проверены путем сравнения с экспериментальными данными 1Н ЯМР для 4-гидроксипролин-2-карбоксанилидных подандов с разной длиной оксиэтиленовой цепи, которые являются хиральными индукторами в стереоселективных синтезах лекарственных средств на основе пиримидиноновых гетероциклических систем
Бесплатно
Бенз(а)пирен в озерах Южного Урала
Статья научная
В работе исследуется загрязнение бенз(а)пиреном озер Южного Урала. Отбор проб проводился из семнадцати различных по морфометрии озер Челябинской области и двух водохранилищ. Для контроля содержания бенз(а)пирена в озерах предложена методика определения массовой концентрации этого высокотоксичного канцерогена в пробах вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, которую проводили с использованием анализатора жидкости в качестве детектора «Флюорат-02» с хроматографической приставкой ВЭЖХ-3. Исследование проводилось по методике БП М 01-21-2001, которая включает пробоподготовку, градуировку жидкостного хроматографа и определение бенз(а)пирена на основе его экстракции из проб воды н-гексаном (хлористым метиленом). Идентификация пика БП на хроматограмме была определена с помощью программного обеспечения «МультиХром». Для определения количественного содержания бенз(а)пирена в пробе воды проводят хроматографический анализ градуировочного раствора и подготовленной пробы. По результатам исследования получена сводная таблица содержания БП в водах озер Южного Урала, из которой выявлено, что бенз(а)пирен обнаруживается во всех исследованных южноуральских озерах и водохранилищах в различных концентрациях от минимальных - 0,2 ПДКСанПин до 1-4 ПДКСанПин. С помощью диаграммы рассеяния с доверительным интервалом показано, что максимальные концентрации углеводородов находятся в 20-25-километровой зоне техногенного воздействия.
Бесплатно
Бис(бромдифторацетат) три-пара-толилвисмута. Синтез и особенности строения
Статья научная
Взаимодействием три( пара -толил)висмута с бромдифторуксусной кислотой в присутствии трет -бутилгидропероксида в эфире получен бис (бромдифторацетат) три( пара -толил)висмута. По данным рентгеноструктурного анализа, проведенном при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD - детектор, Мо К α-излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор) кристалла [C25H21O4F4Br2Bi, M 830,22; сингония триклинная, группа симметрии P -1; параметры ячейки: a = 10,292(8), b = 11,752(9), c = 12,693(9) Å; α = 89,42(2) град., β = 78,04(3) град., γ = 78,04(3) град.; V = 1424,8(18) Å3; размер кристалла 0,73×0,57×0,41 мм; интервалы индексов отражений -13 ≤ h ≤ 13, -15 ≤ k ≤ 15, -16 ≤ l ≤ 16; всего отражений 45443; независимых отражений 7096; Rint 0,1030; GOOF 1,049; R 1 = 0,0739, wR 2 = 0,1834; остаточная электронная плотность 2,11/-2,78 e/Å3] атом висмута имеет искаженную тригонально-бипирамидальную координацию. Аксиальный угол OBiO равен 172,2(3)°, сумма углов CBiC в экваториальной плоскости составляет 360,6°. Длины аксиальных связей Bi-O равны 2,275(8) Å и 2,295(8) Å; интервал изменения длин экваториальных связей Bi-C составляет 2,187(10)-2,212(13) Å. В структуре бис (бромдифторацетата) три( пара -толил)висмута присутствуют внутримолекулярные контакты между атомами висмута и кислорода карбоксилатных лигандов. Расстояния Bi···O=С составляют 3,127(10) и 3,159(10) Å, что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов висмута и кислорода (3,59 Å). В кристалле отсутствуют межмолекулярные контакты H∙∙∙Hal. Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для структуры депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1923097; deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Бесплатно
Взаимодействие 2,2’-бипиридина с аллилгалогенидами
Статья научная
При взаимодействии 2,2’-бипиридина с бромистым аллилом и хлористым металлилом в ацетонитриле образуются бис-четвертичные соли: дибромид 1,1’-диаллил-2,2’-бипиридиния и дихлорид 1,1’-бис(2-металлил)-2,2‘-бипиридиния. Дигалогениды при термическом разложении распадаются на 5-(пиридин-2-ил)-1,8а-дигидроиндолизин и 1,1’,8а,8’а-тетрагидро-5,5’-бииндолизин. При действии на дибромид 1,1’-диаллил-2,2’-бипиридиния водным раствором щелочи образуется 1,1’-диаллил-6’-гидрокси-1’,6’-дигидро-[2,2’-бипиридин]-6(1Н)-он.
Бесплатно
Взаимодействие 5-замещенных 2-(аллилсульфанил)-1,3,4-тиадиазолов с галогенами
Статья научная
Изучено взаимодействие 2-(аллилсульфанил)-5-амино(бензоиламино)-1,3,4-тиадиазолов с иодом и бромом. Состав и строение, полученных в результате соединений, изучены методами ЯМР 1Н, хромато-масс-спектрометрии и РСА.
Бесплатно
Статья научная
Методами докинга, взвешенной и равновесной молекулярной динамики была получена структура комплекса 70S A/A,P/P-рибосомы E. coli , связавшей антибиотик хлорамфеникол в неканоническом сайте недалеко от пептидилтрансферазного центра в присутствие известного стоп-пептида к нему - ClmAL. В ней хлорамфеникол удерживается в рибосоме за счет вклинивания своего нитрофенильного остатка в полость между остатками Ψ2504 и U2506 23S рРНК и образования гидрофобных контактов с ними, а также водородных связей с остатками G2505 и G2061 23S рРНК. Лидерный пептид ClmAL при этом образует множество стабильных водородных связей с остатками G2061, m2A2503, U2609 и C2610 23S рРНК в рибосомном туннеле. Молекулярно-динамическое моделирование этого тройного комплекса показало, что механизм действия антибиотика заключается в индуцировании расхождения субстратов пептидилтрансферазной реакции друг относительно друга на расстояние, исключающее реакцию транспептидации. Это расхождение субстратов пептидилтрансферазной реакции стабилизировалось взаимодействиями между аминогруппой боковой цепи остатка лизина в А-сайте с одной стороны и основанием C2063 и хлорамфениколом - с другой. При этом α-аминогруппа остатка лизина образует водородную связь с карбонильной группой остатка Ala-7 CmlAL. Это, совместно со специфическими взаимодействиями остатков пептида CmlAL с остатками рРНК рибосомного туннеля, объясняет останов трансляции в присутствие хлорамфеникола именно на данной последовательности и, как следствие, присутствие данной последовательности в генах, кодирующих белок-транспортер CmlA, отвечающий за резистентность рибосом к данному антибиотику.
Бесплатно
Взаимодействие пентафенилсурьмы с n-(4-метоксифенил)фталамовой кислотой
Статья научная
Пентафенилсурьма взаимодействует с N-(4-метоксифенил)фталамовой кислотой в бензоле при комнатной температуре с образованием бесцветных кристаллов сольвата Ph4SbOC(O)C6H4[2-C(O)NHC6H4(OMe-4)]∙1½ PhH (1а, б), строение которого установлено методом рентгеноструктурного анализа (РСА). По данным РСА, атомы сурьмы в двух кристаллографически независимых молекулах 1а, б имеют координацию искаженной тригональной бипирамиды с тремя фенильными заместителями в экваториальной плоскости, аксиальные углы CSbO составляют 173,7(2)° и 179,0(2)°, суммы углов между экваториальными связями равны 357,6(3)° и 357,1(2)°. Экваториальные связи Sb-C (2,103(7)-2,123(7) Å 1а, 2,106(6)-2,114(6) Å 1б) короче аксиальной (2,184(7) Å 1а и 2,155(6) Å 1б). Длины связей Sb-O (2,235(4) Å 1а и 2,257(4) Å 1б) превосходят сумму ковалентных радиусов атомов сурьмы и кислорода. Молекулы сольватного бензола разупорядочены. Данные РСА: (1) (дифрактометр D8 Quest фирмы Bruker (MoKα-излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор) при 293(2)К [C78H64N2O8Sb2, M = 1400,81; моноклинная сингония, пр. гр. C2/c; размер кристалла 0,34 ´ 0,13 ´ 0,13 мм; параметры ячейки: a = 40,68(2) Å, b = 10,492(5) Å, c = 36,395(17) Å; β = 100,30(2)°, V = 15283(13) Å3, Z = 8; r(выч.) = 1,218 г/см3; m = 0,758 мм-1; F(000) = 5696,0; обл. сбора по 2q: 5,68-54,3°; -48 ≤ h ≤ 52, -13 ≤ k ≤ 13, -46 ≤ l ≤ 46; всего отражений 203363; независимых отражений 16863 (Rint = 0,1223); GOOF = 1,0; R-фактор 0,0524]. Для соединения 1 и исходной N-(4-метоксифенил)фталамовой кислоты проведен предикторный анализ на соответствие критериям биодоступности. Найдено, что исходная фталамовая кислота может рассматриваться как молекула-кандидат для дальнейшего скрининга, тогда как комплексное соединение 1 не обладает приемлемыми физико-химическими параметрами для рассмотрения в качестве потенциально биоактивной молекулы.
Бесплатно
Статья научная
С использованием модели эффективных ионных радиусов, принципа метаморфозы кристаллических структур в квазикубические и авторской методики расчета энтальпии кристаллической решетки впервые рассчитана стандартная энтальпия образования газообразного аниона SiO 2- 3, составившая 715,648 ± 0,067 кДж-моль -1. В качестве исходных данных для расчетов использованы справочные сведения о рентгеновских и термодинамических (стандартные энтальпии образования) характеристиках метасиликатов щелочных Na, K и щелочноземельных Ca, Sr, Ba металлов, а также ортосиликатов Ca, Sr, Ba. Для метасиликатов Rb, Cs, Fr, Ra и ортосилика тов Ra сделаны предсказательные вычисления энтальпий межструктурных взаимодействий, энтальпий кристаллических решеток и стандартных энтальпий образования кристаллических соединений.
Бесплатно
Влияние ОП-7 и ОП-10 на образование салицилфлуороната молибдена (VI)
Статья научная
Спектрофотометрическими методами изучено влияние неионных ПАВ на образование салицилфлуороната молибдена (VI). Показано, что интервалы оптимальной кислотности по соляной кислоте составляют 0,075...0,35 М при использовании ОП-7 и 0,05.0,30 М при использовании ОП-10. Аналитической формой для спектрофотометрического определения молибдена является нейтральный хелат-аддукт с соотношением металл : реагент : ОП-7, равным 1: 3,5 : 2, который характеризуется хорошо разрешенной полосой поглощения с максимумом при 520 нм и молярным коэффициентом погашения, равным 1,14-10 5. Градуировочные графики линейны в широком интервале концентраций молибдена для нескольких вариантов определения с использованием ОП-7 и ОП-10, соляной и серной кислот, относительное стандартное отклонение не превышает 0,014. Проведено сравнение полученных вариантов с вариантом спектрофотометрического определения молибдена с использованием катионных ПАВ и желатины.
Бесплатно
Статья научная
Построены сечения диаграммы потенциал pH системы «сталь Ст3 -H 2SO 4 Н 2О». Анализируются термодинамические особенности влияния сульфат-ионов на коррозионно-электрохимическое поведение стали.
Бесплатно
Статья научная
Потенциодинамическим методом исследовано коррозионноэлектрохимическое поведение стали Ст3 в сульфатсодержащих растворах при 25 °С, C(SO 42-) = 0,1 моль/л и pH 0,08; 0,66; 1,66; 4; 6,6; 8,5 и 11,5. Сопоставление поляризационных кривых с диаграммой электрохимического равновесия стали позволило разобраться в особенностях коррозионного состояния стали в исследуемом диапазоне pH и потенциалов поляризации.
Бесплатно
Влияние антропогенной нагрузки прибрежной зоны озер Тургояк и Увильды на зоопланктонное сообщество
Статья научная
Техногенное воздействие на гидроэкологическое состояние водоемов сказывается на всех этапах формирования водных экосистем. Особенно чувствительны к воздействию такие организмы, как планктон, составляющие основу трофических цепей. При комплексной нагрузке создаются условия, неблагоприятно меняющие видовой состав, разнообразие, размер, массу и доминирование в планктонных сообществах. Для озер Южного Урала, относящихся к памятникам природы, изучение основных закономерностей антропогенной сукцессии, фито- и зоопланктонных сообществ, выявление природных и антропогенных факторов, определяющих их жизненные циклы, и установление связи между отдельными показателями гидроэкологического состояния озер и антропогенной нагрузкой имеют первостепенное значение. В данной статье исследуется степень деградации прибрежных зон двух водоемов Челябинской области (озер Тургояк и Увильды). Степень деградации прибрежных зон оценивалась по травянистой растительности, биоразнообразию, плотности покрытия и антропогенной нагрузке данных территорий. Вокруг озер под воздействием дисперсной рекреационной нагрузки сформировались ландшафтно-рекреационные зоны с различной степенью дигрессии. Оценка антропогенной трансформации в трехсотметровой прибрежной зоне озера Увильды показала, что доля территорий, характеризующихся 4-5 стадиями дигрессии возросла до 40-45 %, а для озера Тургояк - до 50-55 %. Результаты исследования видового состава зоопланктонных сообществ на участках с разными степенями дигрессии выявили, что литоральный зоопланктон обильнее в тех частях акватории озер, где имеются оптимальные условия для его развития, наименьшая рекреационная нагрузка и наименьшая степень дигрессии. Коловратки, как наиболее устойчивые к ухудшению качества окружающей среды, увеличивают свой вклад в состав биоценоза на участках с более высокой стадией дигрессии.
Бесплатно
Влияние воды на структуру щелочных боросиликатных стекол
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние воды на структуру натриевых и калиевых боросиликатных стекол. Показано значительное влияние процесса образования гидроксильных групп на структурное положение катионов щелочных металлов в силикатной и боратной части структуры этих стекол. Сделан вывод об участии протонно-катионного обмена в образовании гидроксильных групп в структуре натриевых и калиевых боросиликатных стекол изученных составов.
Бесплатно
Статья научная
Изучение ферритов на сегодняшний день является одним из актуальных научных направлений, что подтверждается большим количеством публикаций по данной теме. Ферриты являются востребованным материалом для применения в высокочастотной электронике. Для СВЧ электроники наиболее перспективными являются ферриты, имеющие структуру магнетоплюмбита, такие как гексаферрит бария BaFe12O19 и твердые растворы на его основе. Замещение атомов железа в структуре гексаферрита бария другими элементами, такими как алюминий или титан, приводит к значительному изменению физических свойств, таких как магнитная проницаемость, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, температура Кюри, частота ферромагнитного резонанса, электрическая проводимость. Таким образом, понимание того, как каждый из замещающих железо элементов влияет на физические свойства твердого раствора на основе гексаферрита бария, дает нам возможность плавно настраивать характеристики феррита под конкретную инженерную задачу. Данная работа посвящена изучению влияния замещения атомов железа в структуре гексаферрита бария атомами алюминия и титана на изменение параметров кристаллической решетки и физических свойств. Методом твердофазного синтеза были получены монофазные образцы на основе гексаферрита бария составов BaFe12O19, BaFe11AlO19, BaFe11TiO19 и BaFe11Al0,5Ti0,5O19. Степень замещения железа алюминием, титаном и совместным замещением алюминием и титаном была одинакова для всех образцов. Полученные в результате спекания образцы изучали методами рентгенофазового анализа, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, и дифференциальной сканирующей калориметрии. По данным рентгеноструктурного анализа были выявлены закономерности изменения параметров кристаллической решетки от замещающего атома. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии измерена температура Кюри для всех исследуемых образцов. Сделаны выводы о влиянии замещающего элемента на значение температуры Кюри.
Бесплатно
Влияние кальция и бария на поведение воды в натриевом боросиликатном стекле
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние катионов кальция и бария на растворимость воды в натриевом боросиликатном стекле. Установлены водные формы, образующиеся в стеклах при их взаимодействии с водой, и показано влияние структурных факторов на поведение воды в стеклах изученных составов.
Бесплатно
Статья научная
Молекулярно-динамическое моделирование комплекса 70S рибосомы E. coli в каноническом А/А, Р/Р-состоянии, содержащее стоп-пептид ErmBL, позволило наблюдать формирование и дестабилизацию предреакционного состояния пептидилтрансферазного центра (ПТЦ). При отсутствии антибиотиков в рибосоме, субстраты пептидилтрансферазной реакции (ПТР), а именно аминогруппа Lys-aa-тРНК и сложный эфир Asp-Р-тРНК, оказываются стабильно сближены на протяжении 200 нс траектории так, что атомы азота и углерода, между которыми предполагается образование новой пептидной связи, удерживаются на расстоянии не более 4,5 Å. В присутствии же эритромицина в рибосомном туннеле это расстояние за то же время моделирования может увеличиваться до 6 и более Å, при этом искажается сайт связывания ССА-конца А-тРНК. Важную роль в позиционировании А-тРНК играет спираль Н38 23S рРНК: паттерны ее связывания с А-тРНК и соседней спиралью Н84, участвующей в позиционировании уже Р-тРНК, заметно отличаются. В траектории, где субстраты ПТР наиболее сближены, спирали Н38 и Н84 сцеплены стэкинг-взаимодействием между остатками U890 и G2308, а остаток А896 образует стэкинг-контакт с G19 А-тРНК. Присутствие эритромицина в рибосомном туннеле разрушает стэкинг-контакт между Н38 и Н84, а положение А-тРНК изменяется настолько, что она взаимодействует с остатком А896 Н38 другим основанием, С56. Такое искажение связывания А-тРНК приводит к разрушению предреакционной структуры ПТЦ, что объясняет действие антибиотика. Важно понимать, что положение Н38 стоит дополнительно оптимизировать для получения предреакционных структур рибосом из-за недостатка структурных данных относительно этой спирали.
Бесплатно
