Чем заменить оэдф кислоту

Содержание

ЧТО БУДЕТ ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА И ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА
Сравнительная оценка констант протонизации лимонной, янтарной и оксиэтилидендифосфоновой кислот Текст научной статьи по специальности «Химические науки»
Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Погребная В. Л., Капустянская Ж. В., Бутина Е. А., Шахраи Т. А., Китайгородский И. А.
Текст научной работы на тему «Сравнительная оценка констант протонизации лимонной, янтарной и оксиэтилидендифосфоновой кислот»
ЛУЧШАЯ ПАЯЛЬНАЯ КИСЛОТА СВОИМИ РУКАМИ
О применении цинкового комплекса ОЭДФ в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения
Синтез солей аминов пространственно затруденных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой Текст научной статьи по специальности «Химические науки»
Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Тагашева Р. Г., Бухаров С. В., Тимашева Р. Э., Олудина Ю. Н., Нугуманова Г. Н.
Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Тагашева Р. Г., Бухаров С. В., Тимашева Р. Э., Олудина Ю. Н., Нугуманова Г. Н.
Чем заменить сульфаминку и мочевину при осаждении золота?
Текст научной работы на тему «Синтез солей аминов пространственно затруденных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой»
- Похожие статьи

ЧТО БУДЕТ ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА И ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА

4. Корнена Е. П., Арутюнян Н. С. Исследова-

Сравнительная оценка констант протонизации лимонной, янтарной и оксиэтилидендифосфоновой кислот Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Текст научной работы на тему «Сравнительная оценка констант протонизации лимонной, янтарной и оксиэтилидендифосфоновой кислот»

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОНСТАНТ ПРОТОНИЗАЦИИ Лимоновой, ЯНТАРНОЙ И оксиэтилидендифосфоновой кислот

В. Л. ПОГРЕБНАЯ, Ж. В. КАПУСТЯНСКАЯ, Е. А. БУТИНА, Т. А. ШАХРАИ,

И. А. КИТАИГОРОДСКИИ, О. Н. ВОЛКОВ, Т. М. СОКОЛОВСКАЯ

Краснодарский ордена Трудового Красноватого Знамени политехнический институт

Аква гидратация, применяемая для выведения фосфолипидов из растительных масел, не позволяет стопроцентно выполнить этот процесс, что разъясняется присутствием «негидратнруемых» форм фосфолипидов. Не-гцдратируемые фракции фосфолипидов — сложные всеохватывающие соединения с металлами, неомыляемыми липидами и другими субстанциями [1, 2, 3]. Потому увеличение эффективности гидратации связано с подбором способов, направленных на разрушение обозначенных комплексов. Таким является способ хим активации, представляющий из себя воздействие на систему «триацилглп-церолы—фосфолипиды» смесями электролитов [4].

В технологической практике обширно используют обработку нерафинированных масел смесями лимоновой кислоты.

Беря во внимание, что конечная задачка пашей работы — пс только получение качественного масла, да и пищевого фосфатидного концентрата усовершенствованного свойства, нужно было подобрать такие кислоты, которые, владея более сильным лпгапдом, могли бы повредить фосфолнпндный металлокомплекс и совместно с тем, чтоб образованные ими сое-Ищнения являлись полезной добавкой в фос-фолипидных концентратах. Исходя из этого были выбраны янтарная п оксиэтилидеп-дпфосфоповая (ОЭДФ) кислоты. Для сопоставления использовали лимоновую кислоту.

Понятно, что лимоновая кислота является комплексообразователем с лигандом более сильным, чем лиганд фосфолипидного комплекса [4]. Таким макаром, задачей первого шага исследовательских работ было определение констант протопизацпп обозначенных кислот при оди-надазвых начальных концентрациях и неизменной ионной силе.

Значения констант протонизации рассчиты-щли способом Бьеррума [5].

По Бреистеду и Льюису, лиганды Ь являются сильными основаниями и вступают в реакцию с ионами водорода:

Равновесие характеризуется общей константой протопизации В;

Общая константа протонизации связана со ступенчатыми соотношениями:

где К — константа ступенчатой протонизации лиганда.

Общие концентрации понов вщЬорода Сд+ н лигандов Сь могут быть выражены через функции протонизацпп ср и 1:

Воспользовавшись функцией Бьеррума, показывающей среднее число понов водорода, связанных с лигандами

н приведя (8) к линейному виду:

рассчитывали ступенчатые константы протонизации лигандов, исходя из измерений сбалансированной концентрации ионов водорода [Н], потенциометрическим способом.

pH смесей определяли на пономере ЭВ-74 с графопостроеннем потенциометрической кривой. Для обеспечения неизменной ионной силы использовали 1 М раствор хлорида натрия.

Рабочие смеси, состоящие из 10 см3 0,1 М раствора кислоты, 5 см3 1 М раствора №С1 и 35 см3 Н20, готовили в мерных колбах объемом 50 см3. Приобретенный раствор каждой кислоты концентрацией 2■1О-2

моль/л (по кислоте) и 0,1 моль/л (по ЫаС1) помещали в термостатируемую ячейку (1 = 25°С) и титровали 0,05 М веществом ЫаОН. Потенциометрические кривые приведены па рисунке.

рК констант ступенчатой протопизации кислот рассчитывали графическим способом и способом меньших квадратов на ЭВМ. При использовании графического способа уравнение (9) с учетом дентатности лиганда приводили

3 нЛЖпя рК кислот

Кислота рК.±0.02 рК,,±0,003 рКз±0,1

Лимоновая 3,03 7,43 13,31

Янтарная 6,15 7,45 —

ОЭДФ 5,33 10,31 11,30

Кислота: 1 — лимоновая; 2 —янтарная; 3 — ОЭ’Э,Ф

к рабочему виду — логарифмировали и по приобретенной зависимости

строили графики в координатах 1д —=—pH.

рК констант находили, согласно Бьерруму, при ^

= 0. Значения констант ступенчатой протопизации лимоновой, янтарной и ОЭДФ кислот приведены в таблице.

ЛУЧШАЯ ПАЯЛЬНАЯ КИСЛОТА СВОИМИ РУКАМИ

Из таблицы следует, что янтарная п ОЭДФ кислоты более сильные комплексоны, чем лимоновая. Как следует, можно представить, что применение смесей этих кислот для разрушения комплексов фосфолипидов с ме-

таллами будет более действенным. Но для конкретного вывода и практических советов нужно получить данные по стойкости комплексов исследуемых кислот с ионами металлов, входящих в состав негид-ратнруемых фосфолипидов.

Таким макаром, рассчитаны константы протонизации лимоновой, янтарной и оксиэтили-депднфосфоновой кислот схожей концентрации при неизменной ионной силе. Выявлено, что янтарная кислота и ОЭДФ более сильные комплексоны, чем лимонная кислота.

Физиология питания Учебник для технологических и товароведческих факультетов торговых вузов / Л.Ф. Павлоцкая, Н. В. Дуденко. М М. Эйдельман.— М.: Высшая школа, 1989. — 16? о.

2. Арутюнян Н. С., Корнена Е. П. Фосфолипиды растительных масел. — М.: Агропромиздат, 1986. — 256 с.

3. Корнена Е. П., Арутюнян Н. С. Исследование структуры негидратируемых фосфолипидов подсолнечных масел /Тр. ВНЙИЖ. — 1980. —С. 25—32.

4. Корнена Е. П., Арутюнян Н. С. Исследова-

ние в области количественного выведения фосфорсодержащих веществ /Тр. ВНИИЖ. — 1980. — С.

5. БьеррумЯ. Теория обратимых ступенчатых реакции. — М.: Мир, 1966. — 235 с.

Кафедра технологии жиров

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМАХ ¥Є+, Са2+, М§2+ — ЛИМОННАЯ, ЯНТАРНАЯ, ОКСИЭТИЛИДЕНДИФОСФОНОВАЯ КИСЛОТЫ

Е. А. БУТИНА, Ж. В. КАПУСТЯНСКАЯ, В. Л. ПОГРЕБНАЯ, А. Г. ТАРАСЕНКО,

Е. П. ЦЫМБАЛ, И. К. ГРИЦЕНКО, И. А. КИТАИГОРОДСКИЙ

Краснодарский ордена Трші,ового Красного Знамени политехнический институт

Исследовалось комплексообразование в системах Ре3+ Са2+, М.%2+ — лимонная, янтарная, оксиэтилидендифосфоновая (ОЭДФ) кислоты, чтобы по данным об устойчивости полученных комплексов прийти к выводу о целесообразности их использования для разрушения фосфолипидных металлокомплексов и выведения последних из растительных масел.,

Комплексообразование в указанных системах изучали потенциометрическим методом

на иономере ЭВ-74 с графопостроенпем потенциометрической кривой. Ячейка, в какой проводилось потенциометрическое титрование. термостатнровалась. Опыты проводили при стандартной температуре. Исходные растворы содержали 2-10-2 М кислоты — ком-плексона, 5-10-3 М соли комплексообразова-теля: РеСЬ, СаС12, А^СЬ. соответственно.

Ионная сила поддерживалась 1 М ИаС1. Оба раствора по 50 см3 последовательно оттитро-вывали 0,1 М раствором №ОН.

О применении цинкового комплекса ОЭДФ в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения

В последние годы в системах теплоснабжения горячего водоснабжения широко используется комплексонный водно-химический режим (КВХР), реализуемый методом частичной или полной стабилизации природной («сырой») подпиточной и сетевой воды добавками органических фосфонатов, композиций и комплексонатов на их основе. Эти реагенты способны в соотношении с катионами щелочноземельных металлов как 1 к 1000 (субстехиометрическое соотношение) препятствовать росту кристаллов труднорастворимых солей щелочноземельных металлов, и тем, предотвращать накипеобразование.

Цинковые комплексонаты фосфоновых кислот, а именно, Nа₂Zn0ЭДФ [1-гидроксиэтилендифосфонато(4-)цинк динатриевая соль], одновременно являются ингибиторами коррозии. Обработка воды фосфонатами позволяет исключить стадию умягчения воды (ингибирование накипеобразования, ln_s), или стадию деаэрации воды (ингибирование коррозии, ln_с). В ряде всевозможных случаев возможно одновременное подавление солеотложений и электрохимической коррозии (ингибирование накипеобразования и коррозии, ln_sc).

Наиболее широко применяемые в теплоэнергетике реагенты: 1-гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ), ингибитор отложения минеральных солей (ИОМС-1) и их цинковые комплексонаты, также многие другие в текущее время фундаментально исследованы, установлено строение, объяснены эффекты стабилизации, субстехиометрического взаимодействия и скользящей реакции; разработана математическая модель процесса ингибирования фосфоновыми соединениями кристаллизации солей [1,2,3]. В институте физической химии РАН в 80-х годах детально исследован механизм ингибирования коррозии цинковыми комплексонатами ОЭДФ и НТФ, также целого ряда других фосфонатов.

По инициативе 000 «Экоэнерго» (г.Ростов-на-Дону) научно-технический совет Госстроя РФ рассматривал вопрос о допуске к применению в системах теплоснабжения только двух реагентов, а именно, цинковых комплексонатов ОЭДФ и НТФ (ZnОЭДФ и ZnНТФ), как наиболее эффективных ингибиторов накипеобразования и коррозии (ln_sc). Принятие подобного решения во вред другим более, а то и поболее эффективным реагентам, особенно в условиях постоянного ужесточения экологических требований, по нашему мнению, может привести к серьезным негативным последствиям.

Покажем это на примере цинкового комплекса ОЭДФ, предложенного в качестве ингибитора коррозии еще в 70-х годах [4]. Для объективной оценки приведенных далее результатов авторы не считают возможным ссылаться на собственные работы.

В соответствии с [5] характер коррозионного процесса стальных трубопроводов тепловых сетей оценивается зависимо от линейной скорости коррозии (табл. 1).

Таблица 1 Взаимосвязь характера коррозионного процесса и скорости коррозии

Скорость коррозии, мм/год

Синтез солей аминов пространственно затруденных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ / 1-ОКСИЭТИЛЕНДИФОСФОНОВАЯ КИСЛОТА / 5-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4ГИДРОКСИ-БЕНЗИЛДИМЕТИЛАМИН / СИНТЕЗ / СПЕКТРОСКОПИЯ ЯМР 1H / 3 / WATER-SOLUBLE ANTIOXIDANTS / 1-OXYETHYLENEDIPHOSPHONATE ACID / 5-DI-TERT-BUTYL-4HYDROXYBENZYLDIMETILAMINE / SYNTHESIS / NMR 1H SPECTROSCOPY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Тагашева Р. Г., Бухаров С. В., Тимашева Р. Э., Олудина Ю. Н., Нугуманова Г. Н.

Синтезированы соли аминов пространственно затрудненных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой. Методом ЯМР 1Н спектроскопии установлено их строение.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Чем заменить сульфаминку и мочевину при осаждении золота?

Текст научной работы на тему «Синтез солей аминов пространственно затруденных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой»

Р. Г. Тагашева, С. В. Бухаров, Р. Э. Тимашева,

Ю. Н. Олудина, Г. Н. Нугуманова

СИНТЕЗ СОЛЕЙ АМИНОВ ПРОСТРАНСТВЕННО ЗАТРУДЕННЫХ ФЕНОЛОВ С ОКСИЭТИЛИДЕНДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ

Ключевики: водорастворимые антиоксиданты, 1-оксиэтилендифосфоновая кислота, 3,5-ди-трет-бутил-4-

гидрокси-бензилдиметиламин, синтез, спектроскопия ЯМР 1H.

The keywords: water-soluble antioxidants, 1-oxyethylenediphosphonate acid, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyldimetilamine, synthesis, NMR 1H spectroscopy.

The salts of amines containing sterically hindered phenol fragment with 1-oxyethylenediphosphonate acid are synthesized. The method of NMR 1H spectroscopy installs structure.

Создание эффективных водорастворимых антиоксидантов является одним из приоритетных направлений поиска новых ингибиторов свободнорадикального окисления в биологических системах. Пространственно затрудненные фенольные соединения могут обладать антиокислительными свойствами и биологической активностью [1, 2]. Повышение биодоступности получается из-за увеличения липофильности путем введения в молекулу пространственно затрудненного фенола длинного углеводородного радикала или получения водорастворимых пространственно затрудненных фенольных соединений [3].

Кроме того, в последнее десятилетие широкое распространение получили фосфорсодержащие органические комплексообразующие агенты, о чем свидетельствует непрерывный рост числа публикаций как по синтезу, так и по применению этих соединений в различных областях науки, промышленности, сельского хозяйства и медицины [4]. К ним относится и 1-оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) (1).

Соли ОЭДФ, преимущественно натриевые, обладают способностью регулировать содержание кальция в человеческом организме, что позволяет применять их для лечения нарушения обмена кальция, для предотвращения или уменьшения образования камней, в том числе и зубных [4].

Соли ОЭДФ увеличивают бактерицидную активность фенольных соединений, что позволяет использовать их в дезинфектантах, шампунях, полосканиях для рта, зубных пастах и др. Соли ОЭДФ влияют на количество стрептококков в полости рта. Диоловянные соли ОЭДФ используются для профилактики кариеса.

Известно, что пространственно затрудненные фенолы, в том числе 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилдиметиламин, обладают разными видами биологической активности: противовоспалительными, антибактерицидными и другими свойствами [5].

В связи с вышесказанным, для синтеза водорастворимых солей аминов пространственно затрудненных фенолов нами были использованы 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилдиметиламин (основание Манниха) и ОЭДФ кислота.

При комнатной температуре и в мягких условиях ОЭДФ кислота (1) легко образует соль с 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилдиметиламином (2):

Строение соединения (3) доказано методом спектроскопии ЯМР Н (см. рисунок 1)

СНза СЫ2Ь—N * ОЕБЕ СНза

7.2 6.8 6.4 6.0 5.6 5.2 4.8

4.0 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 1.6

Рис. 1 — Спектр ЯМР ХН (й2О) соли (3) основания Манниха и ОЭДФ кислоты

В аналогичных условиях нами была получена соль диамина (4) с двумя молями ОЭДФ кислоты (1):

Строение соединения (5) — соли 3-диметиламино-Ы,Ы-ди-(3′,5′-ди-трет-бутил-4′-гидроксибензил)пропиламина (4) и ОЭДФ кислоты (1) доказано методом спектроскопии ЯМР 1 Н (рис. 2).

Рис. 2 — Спектр ЯМР Н (Б2О) соли 3-диметиламино-М,М-ди-(3′,5′-ди-трет-бутил-4′-гидроксибензил)пропиламина и ОЭДФ кислоты (5)

Синтезированные нами соли (3), (5) аминов пространственно затрудненных фенолов с оксиэтилидендифосфоновой кислотой водорастворимы.

Спектры ЯМР 1Н записывали на приборах Бгцкег АУАКСЕ-600 с рабочей частотой 400 МГц. В качестве стандартов использовали сигналы остаточных протонов дейтерированных растворителей.

ИК-спектры сняты на Фурье спектрометре Уееіог 22 фирмы Бгцкег с разрешением 1 см-1 в интервале волновых чисел 400-4000 см-1. Кристаллические образцы исследовались в виде эмульсий в вазелиновом масле.

Синтез соли 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина и ОЭДФ кислоты (97)

Для реакции взяли 0,16 г ОЭДФК (80) и растворили ее в 5 мл ацетона при перемешивании и нагревании до 30оС. Затем в реакционную массу налили 0,4 мл воды и небольшими порциями присыпали 0,2 г основания Манниха (96). Мольное соотношение реагентов 1:1 соответственно. Реакцию вели при постоянном перемешивании 1 час. Чистоту веществ контролировали методом ТСХ на пластинках ‘^ііцйої иУ 254” с использованием ультрафиолетовой лампы, в качестве элюента использовали систему гексан:ацетон 7:3. Растворитель удалили при помощи вакуум-насоса. Содержимое колбы промыли диэтиловым эфиром, затем гексаном, растворители удалили.

Осадок высушили при помощи вакуум-насоса. Образовался желтый кристаллический порошок с массой 0,28 г. Выход составил 80 %. Спектр ЯМР 1Н (Б20), 5,м.д.: 1.36 с (18 Н, СМе3); 1.55 м (3 Н, СН3); 2.76 с (6 Н, СН3); 4.17 с (2 Н, СН2); 7.29 с (2 Н, ЛгИ).

Синтез соли 3-диметиламино-Ы,Ы-ди-(3′,5′-ди-трет-бутил-4′-гидроксибензил)- пропиламина ОЭДФ кислоты (98)

Для реакции взяли 0,077 г ОЭДФК (80) и растворили ее в 2,4 мл ацетона при перемешивании и нагревании до 30оС. Затем в реакционную массу налили 0,2 мл воды и небольшими порциями присыпали 0,2 г 3-диметиламино-1-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)пропиламин (91). Мольное соотношение реагентов 2:1 соответственно. Реакцию вели при постоянном перемешивании 1 час.

Чистоту веществ контролировали методом ТСХ на пластинках ‘^ііиіїоі ИУ 254” с использованием ультрафиолетовой лампы, в качестве элюента использовали систему гексан:ацетон 7:3. Растворитель удалили при помощи вакуум-насоса, на стенках колбы образовался маслянистый осадок. Содержимое колбы промыли диэтиловым эфиром, затем гексаном, растворители удалили. Образовался желтый кристаллический порошок. Полученный желтый осадок промыли хлороформом. Часть осадка растворилась, а не растворившуюся часть отфильтровали и высушили.

Получили белый порошок. В фильтрате выпал белый осадок, его отфильтровали и высушили. Полное количество белого осадка составил 0,15 г, выход продукта 50%, температура плавления 121-126оС. Спектр ЯМР 1Н (й20), 5,м.д.: 1.31 с (36 Н, СМе3); 1.52 м (6 Н, СН3); 2.08 м (2 Н, СН2с); 2.77 с (6 Н, СН3а); 3.01 т (2 Н, СН2б); 3.18 т (2 Н, СН2Д); 4.26 с (2 Н, ОН); 7.19 с (4 Н, ЛгИ).

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2023 г.г.», гос.контракт № П837.

1 Нугуманова, Г.Н. Стабилизация галобутилкаучуков пространственно затрудненными фенольными производными индола / Г.Н. Нугуманова, Р.Г. Тагашева, Д.А. Фаткулина, С.В. Бухаров, Н.А.

Мукменева, П.А. Гуревич // Вестник Казан. технол. ун-та. — 2009. — № 1. — С. 33-35.

2 Тагашева, Р.Г Биологическая активность производных изатина, функционализированного пространственно затрудненными фенолами / Р.Г Тагашева, Г.Н. Нугуманова, С.В. Бухаров, Н.А. Мукменева, Ю.Н.

Олудина, Л.Ф. Саттарова, Б.П. Струнин, В.А. Антипов, П.А.

Гуревич // Вестник Казан. технол. ун-та. -2023. — №10. — С.91-95.

3 Тюрин, В.Ю. Фосфорсодержащие производные 2,6-ди(трет-бутил)фенола: антиоксидантная

активность и свойства соответствующих феноксильных радикалов / В.Ю. Тюрин [и др.] // Известия Академии. Серия химическая. — 2007. — №4. — С. 744-750.

4 Кабанчик, М. И. Оксиэтилидендифосфоновая кислота и ее применение: в 3 т. Т1/ М.И. Кабанчик. -М.: Наука, 2008. — 459 с.

5 Ершов, В.В. Пространственно-затрудненные фенолы / Ершов В.В., Никифоров Г. А., Володькин А. А. — М.: Химия, 1972. — 352 с.

© Р. Г. Тагашева — канд. хим. наук, доц. каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ, roza-ta1982@yandex.ru; С. В. Бухаров — д-р хим. наук, проф. той же кафедры; Р. Э. Тимашева — асп. той же кафедры; Ю. Н. Олудина — асп. той же кафедры; Г. Н. Нугуманова — канд. хим. наук, доц. той же кафедры.