Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Влияние адсорбционно-каталитической деформации и частичной дезактивации на определение абсолютной активности катализатора жидкофазного гидрирования
Get PDFObjectives. To take into account the change in the number of active sites during the adsorptioncatalytic deformation and deactivation of a catalyst surface by means of a catalytic poison when calculating the turnover frequency (TOF) of a hydrogenation catalyst.Methods. The activity was determined by a static method, using a titanium reactor having a volume of 400 mL, an experimental temperature controlled using a liquid thermostat with an accuracy of 0.5 K, with a paddle stirrer rotation speed of 3600 rpm and system hydrogen pressure equal to atmospheric. The consumption of hydrogen used to reduce the model compound was taken into account via the volumetric method. The heats of hydrogen adsorption were determined using a reaction calorimeter with an operating mode close to that of a chemical reactor. After measuring the specific surface area using low temperature nitrogen adsorption, the results were processed using Brunauer–Emmett–Teller theory approximations. Deactivation was carried out by introducing dosed amounts of catalytic poison into the system in titration mode.Results. A kinetic experiment for the reduction of a multiple carbon bond in a sodium maleate molecule using aqueous solutions of sodium hydroxide with additions of monohydric aliphatic alcohols as solvents under conditions of partial deactivation of the catalyst was carried out. The obtained values of heats of hydrogen adsorption on skeletal nickel in the course of the experiment are given. The described approach is used to calculate TOF values taking into account changes in the number of active surface sites during the course of a catalytic reaction and upon the introduction of a deactivating agent. A refined equation for the correct calculation of TOF is proposed along with its mathematical justification. The results of TOF calculations under various assumptions for a number of catalytic systems are shown.Conclusions. When calculating absolute activity values, a change in the number of active sites has a significant effect on the obtained values. The physical meaning of a number of constants in the proposed equation relates the activity of the catalyst to the distribution of hydrogen on its surface in terms of heats of adsorption. Цели. Учесть изменение количества активных центров при адсорбционно-каталитической деформации и дезактивации поверхности каталитическим ядом при расчете величин абсолютных активностей (turnover frequency, TOF) катализатора гидрирования.Методы. Определение активности проводили статическим методом, использовали титановый реактор объемом 400 мл, заданную температуру опыта контролировали с помощью жидкостного термостата с точностью до 0.5 К, скорость вращения лопастной мешалки составляла 3600 об/мин, давление водорода в системе равно атмосферному. Расход водорода на восстановление модельного соединения учитывался волюмометрическим методом. Теплоты адсорбции водорода определяли с помощью реакционного калориметра, режим работы которого был близок к режиму работы химического реактора. Удельная площадь поверхности измерялась с помощью низкотемпературной адсорбции азота, результаты обрабатывали, используя приближения теории Брунауэра–Эммета– Теллера (БЭТ). Дезактивация проводилась введением в систему дозированных количеств каталитического яда в режиме титрования.Результаты. Получены результаты кинетического эксперимента восстановления кратной углеродной связи в молекуле малеата натрия в растворителях различной природы и состава в условиях частичной дезактивации катализатора. В качестве растворителей использовали водные растворы гидроксида натрия с добавками одноатомных алифатических спиртов. Приведены значения теплот адсорбции водорода на скелетном никеле, полученные в ходе адсорбционно-калориметрического эксперимента. Показан подход, позволяющий учесть изменение количества активных центров поверхности в процессе протекания каталитической реакции и при введении дезактивирующего агента, при расчете значений TOF. Предложено уточненное уравнение для корректного расчета TOF, а также представлено математическое его обоснование. Показаны результаты расчета TOF при различных допущениях для ряда каталитических систем.Выводы. Продемонстрировано, что учет изменения количества активных центров при расчете величин абсолютной активности оказывает значительное влияние на полученные значения. Показан физический смысл ряда констант в предложенном уравнении, связывающем активность катализатора и распределение на его поверхности водорода по теплотам адсорбции
Схемы разделения бинарной смеси гидроксиацетон–фенол с использованием специальных методов ректификации
Get PDFObjectives. To study the possibility of hydroxyacetone–phenol binary mixture (a constituent of a mixture of phenol production by the cumene method) separation in flowsheets based on the use of distillation special methods. This is the addition of separating agents to increase the relative volatility of the components of the original mixture, and the variation of pressure in the columns.Methods. A computational simulation in Aspen Plus® was used as the research method. Mathematical modeling of the vapor–liquid equilibrium was carried out using a local compositions model Non-Random Two Liquid. The viability of the latter was confirmed by comparing experimental and calculated on phase equilibrium data, and azeotropic data. The average relative error does not exceed 3%.Results. The dependence of the composition and boiling point of the hydroxyacetone–phenol azeotrope on pressure was determined in a computational experiment (as the pressure increases, the azeotrope is enriched with phenol). The possibility of using a complex of columns operating under different pressures to separate the mixture was shown (the shift of the azeotrope is about 9%). The change in the relative volatility of components of the original mixture in the presence of a high(diethylene glycol) and a low-boiling (acetone) separating agent was investigated. Both solvents are selective agents used in extractive and re-extractive distillation processes. Three technological separation flowsheets containing two distillation columns were proposed.Conclusions. The study established the operation parameters of the columns (number of theoretical stages, feed stages of the original mixture and separating agent, and reflux ratio) and energy consumption (total heat supplied to the columns boiler) of three separation flowsheets ensuring the production of products of a given quality (not less than 0.99 mol fractions). The flowsheet with diethylene glycol is characterized by the lowest energy consumption. It is recommended that complexes of extractive and re-extractive distillation be further optimized. This enables the second product of cumulus production—acetone—to be involved in the technological cycle.Цели. Исследовать возможность разделения смеси гидроксиацетон–фенол (составляющей смеси производства фенола кумольным методом) в схемах, базирующихся на использовании специальных приемов ректификации: добавлении разделяющих агентов, повышающих относительную летучесть компонентов исходной смеси, и варьировании давления в колоннах.Методы. В качестве метода исследования применялся вычислительный эксперимент в среде программного комплекса Aspen Plus®. Математическое моделирование равновесия жидкость–пар проводилось с использованием модели локальных составов Non-Random Two Liquid. Адекватность последнего подтверждена сравнением экспериментальных и расчетных данных о фазовом равновесии, данных об азеотропии; средняя относительная ошибка не превышала 3%.Результаты. В вычислительном эксперименте определена зависимость состава и температуры кипения азеотропа гидроксиацетон–фенол от давления (при увеличении давления азеотроп обогащается фенолом), показана возможность использования комплекса колонн, работающих под разным давлением, для разделения смеси (сдвиг азеотропа составляет порядка 9%). Исследовано изменение относительной летучести пары компонентов исходной смеси в присутствии тяжело(диэтиленгликоль) и легкокипящего (ацетон) разделяющего агента. Оба растворителя являются селективными агентами для процессов экстрактивной и реэкстрактивной ректификации. Предложены три принципиальные технологические схемы разделения, содержащие две ректификационные колонны.Выводы. Определены статические параметры работы колонн (число теоретических тарелок, номера тарелок подачи исходной смеси и разделяющего агента, флегмовое число) и энергозатраты (суммарные нагрузки на кипятильники колонн) трех схем разделения, обеспечивающие получение продуктов заданного качества (не ниже 0.99 мол. долей). Наименьшими энергозатратами характеризуется схема с диэтиленгликолем. Для дальнейшей оптимизации рекомендованы комплексы экстрактивной и реэкстрактивной ректификации. Последняя позволяет вовлечь в технологический цикл второй продукт кумольного производства – ацетон
Оценка ресурсосберегающих технологий малотоннажных химических производств на соответствие принципам наилучших доступных технологий
Get PDFObjectives. To develop a methodology for the quantitative assessment of new technologies in accordance with the principles of best available technologies (BAT). To evaluate the developed technologies of low-tonnage chemical production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2- benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2-naphthylamine for compliance with BAT principles and compare with alternative (implemented, known) technologies in terms of environmental impact.Methods. A methodology for the quantitative assessment of new technologies for the production of organic substances in accordance with BAT principles was used.Results. The developed methodology for the quantitative assessment of new technologies in accordance with BAT principles based on the calculation of comprehensive comparison indicators with alternative technologies for technological and environmental indicators allowed us to determine the level of implemented technologies for the production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2- naphthylamine to minimize the impact on the environmental, including through the development of special technological solutions for resource conservation and waste reduction, and to conduct a quantitative assessment of the achieved environmental outcome. It is established that the considered new technologies of low-tonnage chemical production comply with BAT principles and are more environmentally advanced compared to alternative ones previously implemented in the USSR.Conclusions. For the first time, a methodology for quantifying new technologies in accordance with BAT principles is proposed. The possibility of its use at the stage of making basic technological decisions on the implemented production method in order to ensure compliance with legislative requirements for technologies in the field of environmental safety to achieve environmental protection goals is shown on the example of low-tonnage technologies for the production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2-naphthylamine created in GosNIIOKhT.Цели. Разработать методику количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами наилучших доступных технологий (НДТ). Провести оценку разработанных технологий малотоннажных химических производств тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина на соответствие принципам НДТ и сравнить с альтернативными (реализованными, известными) технологиями по уровню воздействия на окружающую среду (ОС).Методы. Методика количественной оценки новых технологий производства органических веществ в соответствии с принципами НДТ.Результаты. Разработанная методика количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами НДТ на основании расчета комплексных индексов сравнения с альтернативными технологиями по технологическим и экологическим показателям позволила определить уровень внедряемых технологий получения тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина по минимизации воздействия на ОС, в том числе за счет разработки специальных технологических решений по ресурсосбережению и снижению отходности, и провести количественную оценку достигаемого экологического результата. Установлено, что рассмотренные новые технологии малотоннажных химических производств соответствуют принципам НДТ и являются более экологически совершенными по сравнению с альтернативными, ранее реализованными в СССР.Выводы. Впервые предложена методика количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами НДТ и показана возможность ее использования на этапе принятия основных технологических решений по внедряемому способу производства для обеспечения выполнения законодательных требований к технологиям в сфере экологической безопасности по достижению целей охраны ОС на примере созданных во ФГУП «ГосНИИОХТ» малотоннажных технологий производства тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина
Определение возможных микроРНК-маркеров злоупотребления препаратами кобальта методом ПЦР в реальном времени с использованием панелей сигнального пути гипоксии
Get PDFObjectives. Cobalt mimics the state of hypoxia to prevent degradation of the alpha subunit of hypoxia-inducible factor, resulting in an increase in blood oxygen capacity and endurance. Athletes can use this property to gain competitive advantage. Nowadays, direct methods of inductively coupled plasma mass spectrometry and liquid chromatography-tandem mass spectrometry are used to determine total cobalt levels in the body. However, the World Anti-Doping Agency is yet to establish a maximum allowable threshold concentration of this element in biofluids. The lack of clear identification criteria complicates the interpretation of the obtained results for the purposes of doping control. In this regard, the present work proposes a new approach for the indirect determination of possible cobalt abuse based on changes in the expression levels of miRNAs involved in the regulation of hypoxia signaling pathways. Here, the aim is to identify possible microRNA markers whose expression does not depend on exercise-induced hypoxia, but changes markedly when taking cobalt preparations.Methods. MicroRNA isolation was performed from blood plasma samples using the PAXgene Blood miRNA Kit. Quantitative real-time polymerase chain reaction (PCR) was performed on CFX96 Bio-Rad (USA) analyzer using miScript® SYBR® Green PCR Kits and panels for studying the expression profiles of mature microRNAs of the hypoxia signaling pathway miScript® miRNA PCR Array.Results. Based on the statistical analysis of the data, it was found that the expression of hsa-miR-15b-5p in the blood plasma of the subjects does not depend on physical activity, but increases when taking cobalt preparations.Conclusions. The difference in expression levels during anaerobic exercise-induced hypoxia and cobalt-induced hypoxia makes hsa-miR-15b-5p a potential candidate to be a marker of erythropoiesis-stimulating agent abuse.Цели. Кобальт имитирует состояние гипоксии, препятствуя деградации альфасубъединицы гипоксия-индуцируемого фактора, что приводит к увеличению кислородной емкости крови и может использоваться спортсменами в качестве допинга для получения конкурентных преимуществ. На сегодняшний момент для определения общего кобальта в организме используют прямые методы масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, жидкостной хроматографиитандемной масс-спектрометрии, однако Всемирным антидопинговым агентством не установлена максимально допустимая пороговая концентрация этого элемента в биожидкостях. Отсутствие четких критериев идентификации осложняет интерпретацию полученных результатов. В связи с этим, в данной статье впервые предлагается подход по косвенному определению возможных злоупотреблений кобальтом для целей допинг-контроля, основанный на изменении уровней экспрессии микроРНК, задействованных в регуляции сигнального пути гипоксии. Цель исследования заключалась в поиске возможных микроРНК-маркеров, экспрессия которых не зависит от гипоксии, вызванной физическими нагрузками, но заметно изменяется при приеме препаратов кобальта.Методы. Выделение микроРНК из образцов плазмы крови проводили при помощи набора PAXgene Blood miRNA Kit. Количественную полимеразную цепную реакцию в реальном времени проводили на амплификаторе CFX96 Bio-Rad (США) с помощью наборов miScript® SYBR® Green PCR Kit и панелей для исследования профилей экспрессии зрелых микроРНК сигнального пути гипоксии Hypoxia Signaling Pathway miScript® miRNA PCR Array.Результаты. На основании статистического анализа данных было установлено, что экспрессия hsa-miR-15b-5p в плазме крови испытуемых не зависит от физической нагрузки, но возрастает при приеме препаратов кобальта.Выводы. Разница в уровнях экспрессии при гипоксии, вызванной анаэробной физической нагрузкой, и имитацией гипоксии за счет применения кобальта делает hsa-miR-15b-5p потенциальным претендентом на роль маркера злоупотребления данным эритропоэзстимулирующим агентом
Исследование равновесной структуры молекулы 3,4-дицианофуроксана
Get PDFObjectives. The study set out to determine the equilibrium parameters of the 3,4-dicyanofuroxan molecule by means of molecule geometry optimization by quantum chemistry methods, verify the adequacy of the methods used, and compare the obtained results with X-ray diffraction analysis (XRD) and gas electron diffraction (GED) data.Methods. Quantum chemical calculations were carried out using B3LYP, MP2, and CCSD(T) methods with 6-31G(d,p), cc-pVTZ, and aug-cc-pVTZ basis sets.Results. The equilibrium molecular structure of 3,4-dicyanofuroxan was refined by means of quantum chemical calculations using the Gaussian09 program. The geometrical parameters were compared with the structure of this compound in the solid phase and a number of related compounds in gas and solid phases. It was theoretically established that the planar equilibrium structure of the dicyanofuroxan molecule has CS symmetry. The structure of the free dicyanofuroxan molecule was found to differ depending on the phase. The B3LYP and CCSD(T) methods describe the molecular structure of dicyanofuroxan more accurately than the MP2 method. A regularity was revealed, according to which an increase in the basis, as a rule, leads to a better agreement of the geometry, regardless of the functional.Conclusions. The calculations performed are in good agreement with the literature data and results of joint analysis by GED and XRD. The effect of cyano substituents on the ring geometry is observed in comparison with the literature data for the dicyanofuroxan molecule. For the molecule in question, it is better to use the B3LYP/aug-cc-pVTZ method. The values of geometric parameters obtained by this method are in better agreement with the structure in the gas phase. The discrepancies with the experimental XRD results may be due to interactions in the crystal structure. Differences in the geometric parameters obtained on the basis of different functionals and bases make this molecule interesting for experimental structural studies using GED or microwave spectroscopy, which will permit the identification of optimal methods and bases for obtaining the geometric parameters of furoxan class molecules.Цели. Определение равновесных параметров молекулы 3,4-дицианофуроксана посредством оптимизации геометрии молекулы методами квантовой химии, проверка адекватности используемых методов, а также сопоставление полученных результатов с данными рентгенодифракционного анализа (РСА) и газовой электронографии (ГЭ) родственных соединений.Методы. Квантовохимические расчеты методами B3LYP, MP2 и CCSD(T) c базисными наборами 6-31G(d,p), cc-pVTZ и aug-cc-pVTZ.Результаты. Уточнена равновесная молекулярная структура 3,4-дициано- фуроксана с помощью квантово-химических расчетов в программе Gaussian09. Проведено сравнение геометрических параметров со структурой данного соединения в твердой фазе и с рядом родственных соединений в газовой и твердой фазе. Теоретически установлено, что равновесная структура молекулы дицианофуроксана является плоской и имеет симметрию CS. Установлено, что структура свободной молекулы дицианофуроксана в зависимости от фазы различается. Методы CCSD(T) и B3LYP точнее описывает молекулярную структуру дицианофуроксана по сравнению с методом MP2. Выявлена закономерность, согласно которой увеличение базиса, как правило, приводит к лучшему согласованию геометрии независимо от функционала.Выводы. Проведенные расчеты хорошо согласуются с литературными данными, а также результатами совместного анализа методами ГЭ и РСА. Влияние циано-заместителей на геометрию кольца наблюдается в сравнении с литературными данными для молекулы дицианофуроксана. Для рассматриваемой молекулы лучше использовать метод B3LYP/aug-cc-pVTZ. Значения геометрических параметров, полученные этим методом, лучше согласуются со структурой в газовой фазе. Расхождения с экспериментальными результатами РСА могут быть обусловлены взаимодействиями в кристаллической структуре. Различия в геометрических параметрах, полученных на основе разных функционалов и базисов, делают эту молекулу интересной для проведения экспериментального структурного исследования методами ГЭ или микроволновой спектроскопии, что позволит в будущем найти оптимальные методы и базисы для получения геометрических параметров молекул класса фуроксанов
Параметры модели UNIQUAC для описания фазового равновесия пар - жидкость изотопных смесей водорода D2-T2, D2-DT, DT-T2
Get PDFObjectives. Determination of the parameters of the binary energy interaction of the (UNIversal QUAsiChemical) UNIQUAC model on the basis of mathematical processing of experimental literature data on the phase equilibrium of hydrogen isotopic mixtures D2-T2, D2-DT, DT-T2 to calculate the activity coefficients of the components D2, DT, and T2.Methods. The method of successive approximations was used in junction with the “from stage to stage” method, which consists in calculating a single evaporation process on a theoretical plate.Results. Equations were written for calculating the activity coefficients of hydrogen isotopes on the basis of the Sherwood theory as applied to binary D2-T2, D2-DT, DT-T2 and ternary D2-DT-T2 hydrogen isotope mixtures. The graphical dependences of the activity coefficients and separation coefficients of mixtures D2-T2, D2-DT, and DT-T2 are compared in the range of the concentration of a highly volatile component from 0 to 100 mol % at atmospheric pressure for three options: ideal mixtures; non-ideal mixtures using the Sherwood theory; non-ideal mixtures on the basis of the UNIQUAC model. The dependences of the separation coefficients a were found to be similar for all binary isotopic mixtures. However, when considering mixtures as ideal, a increases.According to Sherwood's theory, a remains a practically constant value, which is independent of the composition of the mixture. The UNIQUAC model predicts a decrease in a with an increase in the concentration of a less volatile component in the mixture. The profile of the distribution of hydrogen isotopes D2, DT, and T2 of a three-component mixture D2-DT-T2, along the height of a distillation column operating in a closed mode was calculated for three variants. It was accepted that: pressure along the height of the column is constant and equal to atmospheric 760 mm Hg. Art.; number of theoretical plates 21; concentration of components in the liquid phase on the first plate (stage), in mol %: XD₂ = 65; XDT= 10; XT₂= 25; the accuracy of calculating the composition of the vapor phase is 10-10.Conclusions. The parameters of the binary energy interaction of the UNIQUAC model of hydrogen isotopic mixtures D2-T2, D2-DT, and DT-T2 are determined. The UNIQUAC model is adequate in relation to experimental data on the coefficient of separation. Due to systematic deviations in the theoretical Sherwood and ideal models, they are not suitable for further calculations of phase equilibrium of isotopic mixtures of hydrogen D2-T2, D2-DT, DT-T2, and D2-DT-T2.Цели. Определение параметров бинарного энергетического взаимодействия модели UNIversal QUAsiChemical (UNIQUAC) на основе математической обработки литературных экспериментальных данных по фазовому равновесию изотопных смесей водорода для расчета коэффициентов активности компонентов D2, DT и T2.Методы. Применены метод последовательных приближений и метод «от ступени к ступени», заключающийся в расчете процесса однократного испарения на теоретической тарелке.Результаты. Записаны уравнения для расчета коэффициентов активности изотопов водорода на основе теории Шервуда применительно к бинарным D2–T2, D2–DT, DT–T2 и тройной D2–DT–T2 изотопным смесям водорода. Приведено сравнение графических зависимостей коэффициентов активности и коэффициентов разделения смесей D2–T2, D2–DT, DT–T2 в диапазоне изменения концентрации легколетучего компонента от 0 до 100 мол. % при атмосферном давлении для трех вариантов: идеальных смесей; неидеальных с использованием теории Шервуда и неидеальных на основе модели UNIQUAC. Выявлено, что характер поведения зависимостей коэффициентов разделения α аналогичен для всех бинарных изотопных смесей. При рассмотрении смесей в качестве идеальных α возрастает. По теории Шервуда α остается практически постоянной величиной, не зависящей от состава смеси. Модель UNIQUAC прогнозирует снижение α с ростом концентрации легколетучего компонента в смеси.Для трех вариантов вычислен профиль распределения изотопов водорода D2, DT и T2 трехкомпонентной смеси D2–DT–T2 по высоте ректификационной колонны, работающей в замкнутом режиме. Принято: давление по высоте колонны постоянно и равно атмосферному 760 мм рт. ст.; число теоретических тарелок 21; концентрации компонентов в жидкой фазе на первой тарелке (ступени), в мол. %: XD₂ = 65; XDT= 10; XT₂= 25; точность расчета состава паровой фазы 10−10.Выводы. Определены параметры бинарного энергетического взаимодействия модели UNIQUAC изотопных смесей водорода D2–T2, D2–DT, DT–T2. Модель UNIQUAC адекватна по отношению к экспериментальным данным по коэффициентам разделения. Теоретическая модель Шервуда и идеальная модель дают систематические отклонения и не пригодны для дальнейших расчетов фазового равновесия изотопных смесей водорода D2–T2, D2–DT, DT–T2 и D2–DT–T2
Технологическое и аппаратурное оформление ферментационного узла процесса получения биопротеина из природного газа
Get PDFObjectives. To conduct a comparative analysis of the features of a fermentation unit design for obtaining bioprotein from natural gas and determine the main technical and structural solutions used in the development of fermentation apparatus, which vary according to the method of organizing hydraulic and mass transfer processes.Results. An analysis of publications devoted to the problem of developing technological equipment for conducting the process of obtaining a bioprotein from natural gas is presented. Using the comparative analysis, the key features of bioreactors and their internal elements are indicated according to the method of organizing the hydrodynamic regime. The main approaches to the technological development of fermentation units for obtaining bioprotein from natural gas are described and technical solutions used in the implementation of these structures are identified.Conclusions. Fermenter designs for the cultivation of methane-oxidizing microorganisms vary according to the main approaches for implementing the hydraulic regime inside the apparatus. While one class of fermentation systems is based on the principle of volumetric mixing in the working space of the apparatus, with the possibility of including external circulation circuits, additional tanks, and auxiliary bioreactors in the system, the other main class relies on the principle of flow (displacement) in the tube space with subsequent release of the gas phase from the circulating culture liquid.Цели. Провести сравнительный анализ особенностей аппаратурного оформления ферментационного узла процесса получения биопротеина из природного газа. Определить основные технические и конструкционные решения, применяемые при разработке ферментационных аппаратов, различающиеся по способу организации гидравлических и массообменных процессов.Результаты. Проведен анализ литературы, посвященной проблеме разработки технологической аппаратуры для получения биопротеина из природного газа. С использованием метода сравнительного анализа были выявлены ключевые особенности конструкций биореакторов и их внутренних элементов, отличающихся способом организации гидродинамического режима в аппаратах. Описаны различные подходы к разработке оборудования для ферментационного узла процесса получения биопротеина, а также определены основные технические решения, используемые при создании данных конструкций.Выводы. Установлено, что большинство конструкций ферментационных аппаратов, предназначенных для культивирования метанокисляющих микроорганизмов, базируется на реализации гидравлического режима внутри аппарата. Часть ферментационных систем построена на принципе объемного перемешивания в рабочем пространстве аппарата с возможным включением в систему внешних циркуляционных контуров, дополнительных емкостей и вспомогательных биореакторов, другая часть использует принцип движения потока (вытеснения) в трубном пространстве, с последующим выделением газовой фазы из рециркулирующей культуральной жидкости
Конденсация вторичных аминов с СН-кислотами и формальдегидом под действием микроволнового излучения
Get PDFObjectives. To synthesize tertiary amines containing gem-dichlorocyclopropane or 1,3-dioxolane fragmentusing the Mannich reaction, as well as obtain ethyl ester of β-aminopropionic acidbydecarboxylation of tert-amine, a derivative of diethylmalonate containing a gem- dichlorocyclopropane fragment.Methods. In order to obtain tertiary amines by the Mannich reaction, the microwave activation method was used. To determine the qualitative and quantitative composition of the reaction masses, gas chromatography, electron ionization mass spectrometry, and 1H-, 13C-nuclear magnetic resonance spectrometry methodswere used.Results. Under microwave radiationconditions, tertiary amines containing gem- dichlorocyclopropane or 1,3-dioxolane fragment were synthesized by condensation of secondary amines, CH-acids, and paraformaldehyde.Conclusions. Tertiary amines containing a gem-dichlorocyclopropane or cycloacetal fragment in their structure were obtainedin high yields under microwave radiation.Цели. Синтезировать по реакции Манниха третичные амины, содержащие гем-дихлорциклопропановый или 1,3-диоксолановый фрагмент, а также получить этиловый эфир β-аминопропионовой кислоты декарбоксилированием трет-амина – производного диэтилмалоната, содержащего гем-дихлорциклопропановый фрагмент.Методы. Для получения третичных аминов по реакции Манниха был использован метод микроволной активации. Для определения качественного и количественного состава реакционных масс были использованы следующие методы анализа: газовая хроматография, масс-спектроскопия с электронной ионизацией, и 1H-, 13C-спектроскопия ядерного магнитного резонанса.Результаты. Третичные амины, содержащие гем-дихлорциклопропановый или 1,3-диоксолановый фрагмент, синтезированы конденсацией вторичных аминов, СН-кислот и параформальдегида в условиях микроволнового излучения.Выводы. С высокими выходами в условиях микроволнового излучения получены третичные амины, содержащие в своем строении гем-дихлорциклопропановый или циклоацетальный фрагмент
Дизайн и синтез производных 4-нитроимидазола с потенциальной антитуберкулезной активностью
Get PDFObjectives. To develop the procedures for synthesis of hybrid molecules with potential anti-tubercular activity containing heterocyclic cores of 4-nitroimidazole and 1,3,4-thiadiazole within the framework of a double-drug strategy and predict bioactivity of target structures and drug-likeness physicochemical parameters.Methods. Target compounds were prepared by classical organic synthesis methods. The structure of the obtained compounds was characterized by melting points, 1H and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy, and high-resolution mass spectrometry. The calculation of the physicochemical parameters of the target compounds and prediction of their biological activity were carried out using publicly available software for cheminformatics and molecular modeling.Results. Acylation of propargylamine with (2-methyl-4-nitro-1H-imidazol-1-yl)acetic and (4-nitro-1H-imidazol-1-yl)acetic acids provided the corresponding amides, which were cyclized with seven different benzylamines in the presence of zinc triflate. In this way, seven new compounds were obtained at 20–30% yields. Ten arylamines were acylated with chloroacetyl chloride and the resulting chloroacetamides were converted into corresponding thio-oxahydrazides by the Willgerodt–Kindler reaction. Following acylation by (4-nitro-1H-imidazol-1-yl)acetic acid, these compounds were converted into the target hybrid imidazolyl-thiadiazoles at 29–54% yields.Conclusions. Two series of new heterocyclic compounds with a hybrid structure including a privileged 4-nitroimidazole moiety linked to the second heterocycle, imidazole, or thiadiazole, were obtained. The synthesis and characterization of compounds by physicochemical methods was aimed at searching for anti-tuberculosis activity. The bioactivity potential of target compounds was demonstrated by preliminary calculations performed using public prognostic programs.Цели. Разработка синтеза гибридных молекул c потенциальной противотуберкулезной активностью, содержащих гетероциклические системы 4-нитроимидазола и 1,3,4-тиадиазола, в рамках стратегии «double drug». Анализ соответствия их расчетных физико-химических параметров интервалам значений для лекарственно-подобных («drug-likeness») соединений.Методы. Целевые соединения были получены классическими методами органического синтеза. Структура полученных соединений была охарактеризована температурами плавления, спектроскопией ядерного магнитного резонанса 1H и 13C, масс-спектрометрией высокого разрешения. Расчет физико-химических параметров целевых соединений и прогнозирование их биологической активности проводили с использованием общедоступного программного обеспечения для хемоинформатитки и молекулярного моделирования.Результаты. Ацилированием пропаргиламина (2-метил-4-нитро-1Н-имидазол-1-ил)уксусной и (4-нитро-1Н-имидазол-1-ил)уксусной кислотами были получены пропаргиламиды, которые циклизовали с 7 различными бензиламинами в присутствии трифлата цинка. Таким способом с выходами 20–30% от теоретического была получена серия из 7 новых 2-[(4-нитро-1Н-имидазол-1-ил)метил]-1-бензил-5-метил-1Н-имидазолов. 10 ариламинов были ацилированы хлорацетилхлоридом. Полученные хлорацетамиды реакцией Вильгеродта–Киндлера превратили в соответствующие тиооксагидразиды. Эти соединения после ацилирования (4-нитро-1Н-имидазол-1-ил)уксусной кислотой были превращены циклодегидратацией в целевые гибридные имидазолил-тиадиазолы, с выходами 29–54%.Выводы. Получены две серии новых гетероциклических соединений с гибридной структурой, включающей привилегированный фрагмент 4-нитроимидазола, соединенный алкильным линкером со вторым гетероциклом – имидазолом или тиадиазолом. Соединения сконструированы с целью поиска противотуберкулезной активности, синтезированы и охарактеризованы физико-химическими методами. Предварительные расчеты, выполненные с помощью общедоступных прогностических программ, показали возможный потенциал биологической активности целевых структур
Кафедра физической химии Института тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова РТУ МИРЭА: От истоков до наших дней
Get PDFObjectives. To review the prerequisites for the origin of physical chemistry at the turn of the 19th–20th centuries and to evaluate the contribution of the Department of Physical Chemistry at the M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies in the development of the main areas of chemical science.Results. The study considers the historical retrospective of the appearance of the Department of Physical Chemistry at the beginning of the 20th century. The main areas of scientific activity over the past 120 years are shown.Conclusions. The Department of Physical Chemistry has made a significant contribution to the formation of physical and chemical knowledge among specialists in wide areas of chemical science and chemical technology. The Department of Physical Chemistry through its pedagogical and scientific activities maintains and expands the areas development, based on the unity of theory and practice, established by its founders. The decisive role of fundamental research in the development of new technologies is also shown. Цели. Рассмотрение предпосылок возникновения физико-химического направления на рубеже XIX–XX веков. Оценка вклада кафедры физической химии им. Я.К. Сыркина Института тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова в развитие основных направлений химической науки.Результаты. Освещена историческая ретроспектива возникновения кафедры физической химии в начале ХХ века. Приведены основные направления ее функционирования на протяжении 120 лет.Выводы. Кафедра внесла значительный вклад в формирование физико-химического мышления специалистов в различных направлениях химической науки и химических технологий. На протяжении всей своей педагогической и научной деятельности кафедра сохраняет и преумножает вектор развития, базирующийся на единстве теории и практики, заложенный ее основателями. Показана определяющая роль фундаментальных исследований при разработке новых технологий.