Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Оценка адекватности моделирования фазовых равновесий на основе различных наборов экспериментальных данных
Get PDFObjectives. The purpose of the paper is to compare the adequacy of mathematical models of vapor–liquid equilibrium (VLE) and their ability to reproduce the phase behavior of the ternary system benzene–cyclohexane–chlorobenzene using different experimental data sets to evaluate binary interaction parameters.Methods. The research methodologies were mathematical modeling of VLE in the Aspen Plus V.10.0 software package using activity coefficient models (Non-Random Two-Liquid (NRTL), Wilson) and the Universal quasichemical Functional-group Activity Coefficients (UNIFAC) group model, which allows for independent information. For the benzene–cyclohexane–chlorobenzene ternary system, the use of the NRTL equation is warranted because it provides a better description of the VLE experimental data.Results. The diagram construction of the constant volatility of cyclohexane relative to benzene lines revealed three topological structures. Only one of them can be considered reliable because it corresponds to the experimental data and coincides with the UNIFAC model diagram constructed based on independent UNIFAC model data. The results indicate that to study systems containing components with similar properties, it is necessary to improve the description quality of the available data sets (the relative error should not exceed 1.5%).Conclusions. The reproduction of the thermodynamic features of various manifolds in the composition simplex obtained by processing direct VLE data can be used to supplement the adequacy of the model. For the cyclohexane–benzene–chlorobenzene system, the best NRTL equation parameters are those regressed from the extensive experimental VLE data available in the literature for the ternary system as a whole.Цели. Сравнительный анализ адекватности математических моделей парожидкостного равновесия (ПЖР) и их возможности воспроизводить особенности фазового поведения тройной системы бензол–циклогексан–хлорбензол при использовании разных наборов экспериментальных данных для оценки параметров бинарного взаимодействия.Методы. В качестве методов исследования выбрано математическое моделирование ПЖР в программном комплексе AspenPlus V.10.0. с использованием уравнений локальных составов (NRTL, Wilson) и групповой модели UNIFAC, позволяющей получить независимую информацию. Для системы бензол–циклогексан–хлорбензол обоснован выбор уравнения NRTL, обеспечивающего более высокое качество описания экспериментальных данных ПЖР.Результаты. Построение диаграммы хода линий постоянной летучести циклогексана относительно бензола выявило три топологических структуры, из которых только одна может считаться достоверной, поскольку соответствует данным натурного эксперимента и совпадает с диаграммой, построенной на основе независимых данных модели UNIFAC. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при исследовании систем, содержащих близкие по свойствам компоненты, необходимо повышать качество описания имеющихся массивов данных (относительная ошибка не должна превышать 1.5%).Выводы. Воспроизведение термодинамических особенностей хода различных многообразий в концентрационном симплексе, полученных обработкой прямых данных ПЖР, может служить дополнительной оценкой адекватности модели. Для системы циклогексан–бензол–хлорбензол наилучшим является набор параметров уравнения NRTL, которые оценены по обширным экспериментальным данным ПЖР, имеющимся в литературе для тройной системы в целом
Синтез 5-оксиметил-1,2,4-триазол-3-карбоксамидов
Get PDFObjectives. A key step in the synthesis of natural nucleoside analogs is the formation of a glycosidic bond between the carbohydrate fragment and the heterocyclic base. Glycosylation methods differ in terms of regio- and stereoselectivity. A promising method for the highly specific synthesis of new pharmacologically active compounds involves an enzymatic reaction catalyzed by genetically engineered nucleoside phosphorylases. This study is devoted to the synthesis of a library of analogs of nucleoside heterocyclic bases—5-oxymethyl-1,2,4-triazole- 3-carboxamides—in order to investigate the substrate specificity of genetically engineered nucleoside phosphorylases.Methods. A method of cyclization of acylamidrazones obtained from the single synthetic precursor β-N-tert-butyloxycarbonyl-oxalamidrazone was used to parallel-synthesize new 5-alkoxy/ aryloxymethyl-1,2,4-triazole-3-carboxamides. Silica gel column chromatography was used to isolate and purify the synthesized compounds. A complex of physicochemical analysis methods (nuclear magnetic resonance spectroscopy, chromatography, and mass spectrometry) confirmed the structure of the compounds obtained in the work.Results. 5-alkoxy/aryloxymethyl-1,2,4-triazole-3-carboxamides were obtained to study the substrate specificity of genetically engineered nucleoside phosphorylases. The possibility of obtaining new nucleoside analogs by the chemico-enzymatic method was demonstrated on the basis of preliminary assessment results.Conclusions. The physicochemical characteristics of a series of novel 5-alkoxy/aryloxymethyl- 1,2,4-triazole-3-carboxamides were studied along with their potential to act as substrates for the transglycosylation reaction catalyzed by nucleoside phosphorylases.Цели. Ключевая стадия синтеза аналогов природных нуклеозидов – образование гликозидной связи между углеводным фрагментом и гетероциклическим основанием. Методы гликозилирования различаются по регио- и стереоселективности. Ферментативная реакция, катализируемая генно-инженерными нуклеозидфосфорилазами – перспективный метод высокоспецифичного синтеза новых фармакологически активных соединений. Данное исследование посвящено синтезу библиотеки аналогов гетероциклических оснований нуклеозидов – 5-оксиметил-1,2,4-триазол-3-карбоксамидов для изучения субстратной специфичности генно-инженерных нуклеозидфосфорилаз.Методы. Для параллельного синтеза новых 5-алкокси/арилоксиметил 1,2,4-триазол3-карбоксамидов применен метод циклизации ациламидразонов, получаемых из единого синтетического предшественника – β-N-третбутилоксикарбонил-оксаламидразона. Для выделения и очистки синтезированных соединений использована колоночная хроматография на силикагеле. Структура полученных в работе соединений подтверждена комплексом методов физико-химического анализа: спектроскопией ядерного магнитного резонанса и хромато-масс-спектрометрометрией.Результаты. Получены 5-алкокси/арилоксиметил-1,2,4-триазол-3-карбоксамиды для изучения субстратной специфичности генно-инженерных нуклеозидфосфорилаз. По результатам предварительной оценки показана возможность получения из них новых аналогов нуклеозидов химико-ферментативным методом.Выводы. Для серии новых 5-алкокси/арилоксиметил-1,2,4-триазол-3-карбоксамидов изучены физико-химические характеристики, а также их способность выступать в роли субстратов реакции трансгликозилирования, катализируемой нуклеозидфосфорилазами
Влияние активирующих добавок на процесс холодного спекания высокоэнтропийной керамики (MnFeCoNiCu)3O4
Get PDFObjectives. To obtain experimental data on the effect of activating additive type on the cold sintering process of (MnFeCoNiCu)3O4 high-entropy ceramic. The following substances were used as activating additives: ammonium acetate (CH3COONH4), acetic acid (CH3COOH), ammonium chloride (NH4Cl), potassium fluoride dihydrate (КF·2H2O), lithium fluoride (LiF), sodium fluoride (NaF), and sodium hydroxide (NaOH).Methods. Synthesis of the initial powder by low-temperature self-propagating method; investigation of the powder particles size distribution by laser diffraction method; analysis of the particle shape and compacted sample microstructure by scanning electron microscopy; investigation of the phase composition by X-ray phase analysis; high-entropy ceramic sample consolidation by cold sintering process. The density of the initial powder and the relative density of cold sintered samples were determined by the Archimedes method.Results. Samples with a relative density of over 0.70 were obtained using distilled water, CH3COONH4 and NaOH during cold sintering at 300 °C, with a holding time of 30 min and pressure 315 MPa.Conclusions. For the first time, the effect of the type of activating additive on the relative density of high-entropy ceramics (MnFeCoNiCu)3O4 samples obtained by cold sintering process has been experimentally demonstrated. The samples microstructures have pronounced differences: 20 wt % distilled water does not lead to grain growth, with only their compaction to 0.71 relative density observed; however, the addition of 0.1 wt % CH3COONH4 and NaOH increases the average grain size when reaching similar relative densities (0.70 and 0.71, respectively). X-ray diffraction analysis showed that the cold sintering process does not lead to a change in the phase composition of the initial (MnFeCoNiCu)3O4 powder, confirming the preservation of the high-entropy structure.Цели. Получение экспериментальных данных о влиянии вида активирующей добавки на процесс холодного спекания высокоэнтропийной керамики состава (MnFeCoNiCu)3O4. В качестве активирующих добавок были использованы: ацетат аммония (CH3COONH4), уксусная кислота (CH3COOH), аммоний хлористый (NH4Cl), калий фтористый 2-х водный (КF·2H2O), литий фтористый (LiF), натрий фтористый (NaF), гидроксид натрия (NaOH).Методы. Синтез исходного порошка методом низкотемпературного самораспространяющегося синтеза; исследование гранулометрического состава порошка методом лазерной дифракции; анализ формы частиц и микроструктуры скомпактированных образцов методом сканирующей электронной микроскопии; анализ фазового состава методом рентгенофазового анализа; консолидация образцов высокоэнтропийной керамики методом холодного спекания; плотность исходного порошка и относительная плотность образцов керамики холодного спекания определялись методом Архимеда.Результаты. Образцы с относительной плотностью свыше 0.70 получены с применением дистиллированной воды, CH3COONH4 и NaOH в процессе холодного спекания при температуре 300 °С, времени выдержки 30 мин и давлении прессования 315 МПа.Выводы. Впервые экспериментально показано влияние вида активирующей добавки на относительную плотность образцов высокоэнтропийной керамики (MnFeCoNiCu)3O4, полученных с помощью процесса холодного спекания. Микроструктуры образцов имеют выраженные отличия: 20 мас. % дистиллированной воды не приводит к росту зерен, наблюдается только их уплотнение до 0.71 относительной плотности; при добавлении 0.1 мас. % CH3COONH4 и NaOH наблюдается рост среднего размера зерен при достижении близких показателей относительной плотности (0.70 и 0.71 соответственно). Рентгенодифракционный анализ показал, что процесс холодного спекания порошка (MnFeCoNiCu)3O4 не приводит к изменению фазового состава исходного порошка, что свидетельствует о сохранении высокоэнтропийной структуры
Микрофлюидный метод как перспективная технология для синтеза антимикробных соединений
Get PDFObjectives. The study aimed to analyze the current antiseptics and disinfectants, explore the possibility of synthesizing various antiseptics including oligohexamethylene guanidine hydrochloride (OHMG-HC) using microfluidic technology, and investigate the main synthesis parameters affecting the properties of the resulting product.Methods. This article presented a review of literature sources associated with investigations of antimicrobial resistance, the uses of agents based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride, oligohexamethylene guanidine hydrochloride, and other salts, obained using modern synthesis technologies with microreactors.Results. The relevance of developing production technologies for the “OHMG-HC branched” substance was determined. The microfluidic method for the synthesis of polymers, and its application prospects for obtaining the target substance were compared with the existing methods. Advantages of the microfluidic method were indicated.Conclusions. Microreactor technologies allow for more accurate control of the conditions of the polycondensation reaction of the starting monomers and increase the yield and selectivity of the oligomers obtained, leading to an increase in the product purity and process efficiency, in contrast with other known methods. The use of microreactor technologies for the synthesis of branched oligohexamethylene guanidine hydrochloride products is a promising strategy.Цели. Цель исследования – проанализаровать применяющиеся антисептики и дезинфектанты, рассмотреть возможность синтеза различных антисептиков и отдельно синтеза олигогексаметиленгуанидина гидрохлорида (ОГМГ-ГХ) с применением микрофлюидной технологии, а также изучить основные параметры синтеза, влияющие на характеристики получаемого продукта.Методы. Представлен обзор литературных источников, связанных с иследованиями антимикробной резистентности, применением средств на основе полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, олигогексаметиленгуанидина гидрохлорида, а также других солей, полученных современными технологиями синтеза с использованием микрореакторов.Результаты. Определена актуальность разработки технологии получения субстанции «ОГМГ–ГХ разветвленный». Рассмотрены существующие способы получения субстанции и их недостатки. Также рассмотрен микрофлюидный способ синтеза полимеров, его достоинства и перспективы его использования для получения целевой субстанции.Выводы. Микрореакторные технологии позволяют более точно контролировать условия реакции поликонденсации исходных мономеров и повышать выход и селективность полученных олигомеров, что приводит к повышению чистоты продукта и эффективности процесса, в отличие от других известных способов. Использование микрореакторных технологий для синтеза разветвленных продуктов гидрохлорида олигогексаметиленгуанидина является перспективной стратегией
Методика ВЭЖХ для определения полисорбата 80 в препаратах рекомбинантных терапевтических белков
Get PDFObjectives. Polysorbate 80 (PS80) quantification in biopharmaceutical products has always been challenging owing to its minute content, absorption to the protein backbone, lack of specific chromophoric PS80 groups, and heterogenic nature. This work is aimed at developing an express method for PS80 analysis in biopharmaceutical products using hydrolysis and subsequent highperformance liquid chromatography analysis with ultraviolet detection that does not consume substantial amounts of sample (≥35 μL).Methods. Five therapeutic protein formulations were chosen as model proteins. Alkaline hydrolysis formulation was applied, without protein precipitation and with a range of precipitation techniques to remove protein from the test solution and hydrolyze PS80, to free fatty acids. The obtained hydrolysate was analyzed using reverse-phase high-performance liquid chromatography.Results. As a result of the high protein content of monoclonal antibody formulations, preliminary protein removal was required, which was achieved by precipitation with organic solvents. A specific precipitant ethanol–isopropanol mixture (1:1 volumetric ratio) was developed to efficiently remove antibodies while keeping PS80 in the solution. The PS80 quantification method was developed for monoclonal antibody drugs. For three monoclonal antibody drug products (adalimumab, infliximab, and eculizumab), method validation was performed according to the International Council for Harmonization of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use, the United States Pharmacopeia, and the State Pharmacopeia of the Russian Federation guidelines.Conclusions. The optimal assay conditions for each group of recombinant monoclonal antibody substances were chosen. Protein precipitation with ethanol or ethanol–isopropanol mixtures before hydrolysis was introduced, allowing for a substantial reduction of sample to 35 μL or even less if PS80 content is higher than 0.05 mg/mL. Accelerated hydrolysis (90 min) is preferable to slow hydrolysis (4–18 h). Method validation for protein products such as adalimumab, infliximab, and eculizumab was demonstrated for the first time. Both methods were validated for each drug product. The coefficients of variation for method specificity and high precision were ≤6.0% for 3 analyses. The accuracy of the methods ranged from 96% to 109% for all of the tested drug products.Цели. Определение полисорбата 80 в препаратах терапевтических рекомбинантных белков всегда являлось трудной задачей, ввиду низкого содержания, гетерогенной природы, присутствия белка в препарате, а также отсутствия хромофорных групп у данного аналита. Целью данной работы являлась разработка экспрессной и экономичной методики определения полисорбата 80 в препаратах рекомбинантных моноклональных антител с использованием гидролиза с последующим определением высвобожденной олеиновой кислоты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с УФ детектированием.Методы. В качестве модельных образцов выбраны пять терапевтических рекомбинантных белков. Использован щелочной гидролиз без удаления белка и с его удалением различными способами осаждения для выделения свободных жирных кислот. Полученный гидролизат проанализирован методом ВЭЖХ.Результаты. Для субстанций моноклональных антител, ввиду высокого содержания белка, требовалось его удаление. В качестве наиболее простого способа удаления выбрана денатурация и последующая преципитация белка, что достигалось путем осаждения антитела органическим растворителем. Был выбран универсальный осадитель (смесь этанола и изопропанола в объемном соотношении 1:1), использование которого позволяло эффективно удалять моноклональное антитело, но в то же время не допускать потерь полисорбата 80. Была разработана экспрессная методика определения полисорбата 80 для субстанций моноклональных антител. Методика определения полисорбата 80 валидирована согласно требованиям International Council for Harmonisation, United States Pharmacopeia и Государственной фармакопеи Российской Федерации.Выводы. Были проведены испытания условий пробоподготовки для моноклональных антител. Впервые было внедрено осаждение белка этанолом или смесью этанол-изопропанол перед проведением гидролиза и анализом полисорбата 80. Это позволило значительно уменьшить требуемое количество образца для анализа – до 35 мкл, при концентрации полисорбата 80 – 0.05 мг/мл или еще меньше при его большем содержании. Ускоренный гидролиз полисорбата 80 в течение 90 мин является более предпочтительным при проведении анализа в сравнении с продолжительным гидролизом в течение 4–18 ч, описанным в литературе. Впервые была проведена валидация методики пробоподготовки и анализа для моноклональных антител адалимумаб, экулизумаб и инфликсимаб. Высокая прецизионность методики (среднеквадратичное отклонение ≤6.0%), специфичность и удовлетворительные значения правильности (фактор отклика от 96 до 109%), говорят о пригодности методики для определения полисорбата 80 в лекарственных средствах на основе рекомбинантных моноклональных антител
Синтез стабилизаторов на основе глицеридов монокарбоновых кислот для промышленных хлорпарафинов
Get PDFObjectives. The study aimed to develop new effective heat stabilizers based on glycerol esters of monocarboxylic acids for industrial chlorinated paraffins and to select of the optimal ratio of active ingredients in the stabilizing composition in order to provide the maximum thermostabilizing effect.Methods. The thermostabilizing effect of the studied samples on chlorinated paraffins was evaluated according to the standard method for determining the thermal stability of liquid chlorinated paraffins in terms of the mass fraction of split off hydrogen chloride. Quantitative and qualitative analysis of the obtained mixtures of monocarboxylic acid glycerides was carried out using chromato-mass spectrometry.Results. Glycerides of monocarboxylic acids (oleic, octanoic, hexanoic, and propionic acids) were obtained and identified, and the compositions of the resulting mixtures of mono-, di- and triesters were determined. The stabilizing effect of the obtained mixtures of glycerides of monocarboxylic acids in the amount of 0.5–2.0 wt parts per 100 wt parts of unstabilized industrial chlorinated paraffin CP-30 was determined. The combined use of glycerides of monocarboxylic acids with calcium-containing compounds as a complex stabilizer with a molar ratio of esters/Ca 0.93–0.86/0.07–0.14, respectively, was investigated. Chloroparaffin CP-470, stabilized by the developed complex stabilizer, was successfully used in a polyvinyl chloride composition for cable compound of the brand OM-40.Conclusions. A proposed variant of a complex stabilizer for chlorinated paraffins based on Russian raw materials for import substitution will expand the range of effective stabilizers for organochlorine substances. Glycerides of monocarboxylic acids are shown to exhibit a thermostabilizing effect on industrial chlorinated paraffins. The relationship between the length of the hydrocarbon substituent of the carboxylic acid in the ester and the thermostabilizing effect is obtained. With an increase in the number of carbon atoms in the hydrocarbon substituent of the carboxylic acid, the heat-stabilizing ability decreases. The minimum sufficient concentration of glycerides of carboxylic acids was 0.05 ± 0.005 mol/kg, above which no increase in the thermostabilizing effect on chloroparaffin was observed. A synergistic ratio of the components of the stabilizing mixture in terms of thermal stability—glycerides of monocarboxylic acids/calcium-containing compounds—was found equal to 0.85–0.9/0.15–0.1.Цели. Разработать новые эффективные термостабилизаторы на основе сложных эфиров глицерина монокарбоновых кислот для промышленных хлорпарафинов. Найти оптимальное соотношение действующих веществ стабилизирующей композиции обеспечивающее максимальное термостабилизирующее действие.Методы. Оценку термостабилизирующего действия исследуемых образцов на хлорированные парафины проводили по стандартной методике определения термостабильности жидких хлорпарафинов в пересчете на массовую долю отщепленного хлористого водорода. Количественный и качественный анализ полученных смесей глицеридов монокарбоновых кислот проводили с использованием хромато-масс-спектрометрического анализа.Результаты. Получены и идентифицированы глицериды монокарбоновых кислот (олеиновой, октановой, гексановой и пропионовой кислот), определены составы образующихся смесей моно-, ди- и триэфиров. Определено стабилизирующее действие полученных смесей глицеридов монокарбоновых кислот в количестве 0.5–2 мас. ч. на 100 мас. ч. нестабилизированного промышленного хлорпарафина марки ХП-30. Исследовано совместное использование глицеридов монокарбоновых кислот с кальцийсодержащими соединениями в качестве комплексного стабилизатора с мольным соотношением эфиры/Ca 0.93–0.86/0.07–0.14 соответственно. Хлорпарафин ХП-470, стабилизированный разработанным комплексным стабилизатором, успешно использован в поливинилхлоридной композиции для кабельного пластиката марки ОМ-40.Выводы. Предложен вариант комплексного стабилизатора для хлорпарафинов на основе российского сырья для импортозамещения, расширяющий ассортимент эффективных стабилизаторов хлорорганических веществ. Установлено, что глицериды монокарбоновых кислот проявляют термостабилизирующее действие на промышленные хлорпарафины. Обнаружена взаимосвязь длины углеводородного заместителя карбоновой кислоты в сложном эфире на термостабилизирующее действие. С увеличением числа атомов углерода в углеводородном заместителе карбоновой кислоты термостабилизи- рующая способность снижается. Установлена минимальная достаточная концентрация глицеридов карбоновых кислот 0.05 ± 0.005 моль/кг, выше которой не наблюдается увеличение термостабилизирующего действия на хлорпарафин. Найдено синергическое соотношение компонентов стабилизирующей смеси по термостабильности: глицериды монокарбоновых кислот/кальцийсодержащие соединения, равное 0.85–0.9/0.15–0.1
Биоразлагаемые упаковочные материалы на основе полиэтилена низкой плотности, крахмала и моноглицеридов
Get PDFObjectives. To investigate the production and biological degradation of biodegradable hybrid compositions (BHCs), dispersed-filled with starch-containing products of various origins and distilled monoglycerides, along with the biodegradation of compositions based on low density polyethylene and thermoplastic starch (TPS) of various origins: corn, pea, and rice.Methods. Thermoplastic starch was obtained based on native starches of several types, which were processed in Brabender and MashkPlast (Russia) laboratory extruders. BHCs in the form of strands, granules, and films were obtained by mixing thermoplastic starches with polyethylene in extruders. Structural BHC parameters were studied by optical and electron scanning microscopy. The biodegradability of the composite films was evaluated by placing them in biohumus for six months; during storage, the change in water absorption of the films was determined. Before and after the biodegradation process, tensile fracture stress and elongation at rupture were determined to evaluate BHC performance (physical and mechanical characteristics of films). Changes in the chemical structure during biodegradation were determined by Fourier infrared spectroscopy.Results. The positive effect (acceleration of the biodegradation process) of using a novel type of starch plasticizer—monoglycerides distilled in TPS–polyethylene compositions—was confirmed. After six months, intensive sporulation of active microorganisms was observed on the surface of the samples. At the same time, water absorption by the samples reached 30%. The observed 60% decrease in strength and deformation properties indicates an intensive process of biodegradation.Conclusions. The biodegradation rate was shown to depend on the concentration and even distribution of the natural biodegradable filler in the synthetic polymer composition. Цели. Исследовать процесс производства биоразрушаемых гибридных композиций (БГК), дисперсно-наполненных крахмалсодержащими продуктами различного происхождения и дистиллированными моноглицеридами, и их биологическую деструкцию, а также процесс биоразложения композиций на основе полиэтилена низкой плотности и термопластичного крахмала (ТПК) различного происхождения: кукурузного, горохового и рисового.Методы. Термопластичный крахмал получали на основе нативных крахмалов разных видов путем переработки их в лабораторных экструдерах фирм «Брабендер» и «МашПласт» (Россия). Смешивая в экструдерах термопластичные крахмалы с полиэтиленом, получали БГК в виде стренг, гранул и пленок. Структурные параметры БГК изучали методами оптической и электронной сканирующей микроскопии. Способность к биоразложению композитных пленок оценивали, помещая их на полгода в биогумус, и в процессе хранения определяли изменение водопоглощения пленок. Для оценки эксплуатационных свойств (физико-механических характеристик пленок) БГК определяли разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве до и после процесса биоразложения. Изменения химической структуры в процессе биоразложения определяли методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье.Результаты. Подтвержден положительный эффект (ускорение процесса биоразложения) от использования нового типа пластификатора крахмала – дистиллированных моноглицеридов в композициях ТПК–полиэтилен. По истечении полугода на поверхности образцов наблюдали интенсивное спороношение активных микроорганизмов. При этом водопоглощение образцов достигало 30%, прочностные и деформационные свойства снизились на 60%, что свидетельствует об интенсивном протекании процесса биоразложения.Выводы. Установлено, что скорость процесса биоразложения композиций зависит от концентрационного соотношения вводимого ТПК, а также от его равномерного распределения в синтетическим полимере
Бифункциональные хелаторы к катиону галлия
Get PDFObjectives. The chemistry of 67Ga and 68Ga radionuclides plays a key role in nuclear medicine for applications in radiopharmaceuticals, in particular, in noninvasive in vivo molecular imaging techniques. The use of radiometals for labeling biomolecules typically requires the use of bifunctional chelators, which contain a functional group for covalent bonding with the targeting vector in addition to the polydentate fragment coordinating the metal. The aim of the present review article is to analyze the currently accumulated experimental material on the development and application of bifunctional chelators of gallium cations in medical research, as well as to identify the main requirements for the structure of the chelator and its complexes with 68Ga, which are used to create effective Gabased pharmaceutical preparations.Results. The review analyzed macrocyclic bifunctional chelators forming stable in vivo complexes with 68Ga and acyclic chelators, whose main advantage is faster complexation kinetics due to the short half-life of 68Ga. The advantages and disadvantages of both types of ligands were evaluated. In addition, a critical analysis of the binding constants and the conditions for the formation of complexes was presented. Examples of the influence of the geometry, lipophilicity, and total charge of the metal complex on the biodistribution of target radiopharmaceuticals were also given.Conclusions. Despite the progress made in the considered areas of bifunctional chelators, the problem of correlating the chemical structure of a metal-based radiopharmaceutical with its behavior in vivo remains important. Comparative studies of drugs having an identical targeting vector but containing different bifunctional chelating agents could help further elucidate the effectof metal chelate moiety on pharmacokinetics. In order to create effective bifunctional chelating agents, it is necessary to take into account such factors as the stability and inertness of the chelator and its complexes under physiological conditions, lipophilicity, complexation kinetics, chelation selectivity, combinatoriality of the basic structure, along with economic aspects, e.g., the availability of raw materials and the complexity of the synthesis scheme.Цели. Химия радионуклидов 67Ga и 68Ga играет одну из ключевых ролей в ядерной медицине для применения в радиофармпрепаратах, в частности, в неинвазивных методах молекулярной визуализации in vivo. Использование радиометаллов для мечения биомолекул обычно требует использования бифункциональных хелаторов, которые, кроме полидентатного фрагмента, координирующего металл, содержат функциональную группу для ковалентного связывания с вектором-мишенью. Цели данного обзора – проанализировать накопленный к настоящему времени экспериментальный материал, касающийся разработки и применения в медицинских исследованиях бифункциональных хелаторов к катиону галлия, а также выявить и проанализировать основные требования, предъявляемые к структуре хелатора и его комплексов с 68Ga, необходимые для создания эффективных фармакологических препаратов на его основе.Результаты. Рассмотрены макроциклические бифункциональные хелаторы, образующие стабильные in vivo комплексы с 68Ga, а также ациклические хелаторы, преимущество которых заключается в более быстрой кинетике комплексообразования, что является ключевым фактором, учитывающим короткий период полураспада 68Ga. Проведена оценка достоинств и недостатков обоих типов лигандов. Кроме того, осуществлен критический анализ констант связывания и условий образования комплексов. Рассмотрены примеры влияния природы металлического комплекса (геометрия, липофильность, общий заряд) на биораспределение целевых радиофармацевтических препаратов.Выводы. Несмотря на достигнутые успехи в рассмотренных направлениях создания бифунциональных хелаторов, по-прежнему важной остается проблема корреляции химической структуры радиофармпрепаратов на основе металлов с их поведением in vivo. В этом отношении сравнительные исследования препаратов, имеющих идентичный вектор нацеливания, но включающих разные бифункциональные хелатируюшие агенты, могут помочь в дальнейшем выявлении влияния металл-хелатного фрагмента на фармакокинетику. В целом можно отметить, что для создания эффективного бифункционального хелатирующего агента нужно принимать во внимание целую совокупность факторов, включающую стабильность и инертность хелатора и его комплексов в физиологических условиях, липофильность, кинетику комплексообразования, селективность хеланирования, комбинаторность базовой структуры, а также экономические аспекты: доступность сырья, сложность схемы синтеза
Особенности ректификационного разделения многокомпонентных смесей
Get PDFObjectives. To improve the process of developing energy-efficient flowsheets for the distillation separation of multicomponent aqueous and organic mixtures based on a comprehensive study of the phase diagram structures, including those in the presence of additional selective substances.Methods. Thermodynamic-topological analysis of phase diagrams; modeling of phase equilibria in the AspenTech software package using the equations of local compositions: Non-Random Two Liquid and Wilson; computational experiment to determine the column parameters for separation flowsheets of model and real mixtures of various nature.Results. The fractionation conditions of the origin multicomponent mixture due to the use of sharp distillation, pre-splitting process, extractive distillation with individual and binary separating agents were revealed. The columns operation parameters and the energy consumption of the separation flowsheets ensuring the achievement of the required product quality with minimal energy consumption were determined.Conclusions. Using the original methods developed by the authors earlier and based on the generalization of the results obtained, new approaches to the synthesis of energy-efficient multicomponent mixtures separation flowsheets were proposed. The provisions that form the methodological basis for the development of flowsheets for the separation of multicomponent mixtures and supplement the standard flowsheet synthesis plan with new procedures were formulated.Цели. Совершенствование процесса разработки энергоэффективных схем ректификационного разделения многокомпонентных водных и органических смесей на основе комплексного исследования структуры фазовой диаграммы, в том числе в присутствии селективных дополнительных веществ.Методы. Термодинамико-топологический анализ фазовых диаграмм; моделирование фазовых равновесий в программном комплексе AspenTech с использованием уравнений локальных составов Non-Random Two Liquid, Вильсона; вычислительный эксперимент по определению параметров работы колонн схем разделения модельных и реальных смесей разной природы.Результаты. Выявлены условия фракционирования исходной многокомпонентной смеси за счет использования промежуточного заданного разделения, предварительного расслаивания, экстрактивной ректификации с индивидуальными и бинарными разделяющими агентами. Определены параметры работы колонн и энергозатраты схем разделения, обеспечивающие достижение требуемого качества продуктов при минимальных энергозатратах.Выводы. С использованием разработанных ранее авторами оригинальных методик и на основе обобщения полученных результатов предложены новые подходы к синтезу энергоэффективных схем разделения многокомпонентных смесей. Сформулированы положения, которые составляют методологическую основу разработки принципиальных схем разделения многокомпонентных смесей и дополняют типовой план синтеза схем новыми процедурами
Технология переработки фосфогипса в люминесцентный краситель на основе сульфида кальция
Get PDFObjectives. There is considerable economic demand for products obtained by processing phosphogypsum. In particular, calcium sulfide-based materials having luminescent properties are the object of intensive study due to the wide range of possibilities for their use. The alloying of the structure of calcium sulfide with cations of rare earth elements leads to the appearance of a glow having various colors. However, the high cost of such phosphorescent materials is due to the high chemical purity of the reagents required for their synthesis. The development of efficient methods for obtaining calcium sulfide-based luminescent materials from phosphogypsum is part of an integrated approach to solving the problem of synthesizing economically demanded materials from production waste.Methods. The synthesized materials were studied using X-ray phase analysis and scanning electron microscopy. Photos of the samples were taken under illumination with an incandescent lamp or a fluorescent ultraviolet lamp.Results. According to X-ray phase analysis, phosphogypsum is mainly comprised of calcium sulfate dihydrate and calcium sulfate hemihydrate. Heat treatment of a phosphogypsum sample at a temperature of 1073 K is accompanied by the formation of anhydrous calcium sulfate. In the presence of a reducing agent, a composite material is formed containing a phase of anhydrous calcium sulfate and calcium sulfide. Due to the calcium sulfide content, phosphogypsum has luminescent properties when heat-treated in the presence of various reducing agents, including activated carbon, wood charcoal, vegetable oil, citric acid, starch, and sucrose.Conclusions. Optimal technological conditions for obtaining a composite material exhibiting luminescent properties are revealed. The successful synthesis of phosphor from without nonpretreated phosphogypsum is demonstrated. Optimal technological conditions for obtaining a composite material exhibiting luminescent properties are as follows: heat treatment temperature is 1073–1173 K; isothermal holding time is 60 min; reducing agent quantity is 37–50% (mol). The study results are widely applicable to processing wastes obtained from large-scale chemical production involving the production of a highly demanded inorganic product.Цели. Материалы с люминесцентными свойствами на основе сульфида кальция являются объектом интенсивного изучения ввиду широкого круга возможностей их использования. Легирование структуры сульфида кальция катионами редкоземельных элементов приводит к появлению свечения различной окраски. Синтез подобных материалов осуществляют из химически чистых реактивов, что приводит к высокой стоимости люминофоров. Разработка способа получения люминесцентного материала на основе сульфида кальция из фосфогипса является актуальной задачей химической технологии, позволяющей осуществить комплексный подход к решению проблемы получения экономичных востребованных материалов из отходов производства.Методы. Синтезированные материалы были изучены с помощью рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии. Фотографии образцов выполняли при освещении лампой накаливания или люминесцентной ультрафиолетовой лампой.Результаты. Согласно данным рентгенофазового анализа, фосфогипс представляет собой двуводный сульфат кальция и полуводный сульфат кальция. Термообработка при температуре 1073 К образца фосфогипса сопровождается образованием безводного сульфата кальция, в присутствии восстановителя происходит образование композиционного материала, содержащего фазу безводного сульфата кальция и сульфида кальция. Термообработанный в присутствии ряда восстановителей – активированного угля, березового угля, растительного масла, лимонной кислоты, крахмала, сахарозы – фосфогипс обладает способностью к люминесценции, обусловленной наличием сульфида кальция.Выводы. Выявлены оптимальные технологические условия получения композиционного материала, проявляющего люминесцентные свойства. Показано, что для синтеза люминофора наиболее удачным является использование фосфогипса без предварительной обработки. Оптимальные технологические условия получения композиционного материала, проявляющего люминесцентные свойства: температура термообработки 1073–1173 К, продолжительность изотермической выдержки 60 мин, количество восстановителя – 37–50 мол. %. Проведенное исследование открывает широкие возможности переработки отхода многотоннажного химического производства с получением востребованного неорганического продукта