Химия и технология новых веществ и материалов (стр. 16 )

Рис. 1. Микрофотографии АСМ высушенного образца

(лиственная нанокристаллическая целлюлоза)

Рис. 1

В ИК-спектрах порошковой целлюлозы и полученных на их основе образцов НКЦ присутствуют полосы поглощения, характерные для целлюлозных материалов. Во всех спектрах НКЦ, кроме того, присутствует полоса поглощения в области 1735 см-1. Этот сигнал соотносится с колебаниями группы C=O сложноэфирной связи, возникающей при частичном ацилировании целлюлозы остатками уксусной кислоты в процессе регулируемой деструкции.

Для изучения кислотно-основных свойств поверхности НКЦ использовался метод потенциометрического титрования. Расчёт рК (рК-спектр) проводили на основании экспериментальной кривой титрования водных суспензий. Методом потенциометрического титрования установлено, что поверхность исходного образца МКЦ имеет малое количество активных центров (рис.2а). Результаты потенциометрического титрования гидрозолей НКЦ указывают на возрастание показателя активности поверхности получаемых частиц и смещение значений рК для активных центров по сравнению с исходным целлюлозным материалом. Значение точки нулевого заряда (рНpzc) поверхности НКЦ составляет 3,59. Резко увеличивается активность поверхности, о чём свидетельствует увеличение интенсивности спектра в 10 раз (рис. 2).

б   а

Рис. 2. рК-спектры микро - (а) и нанокристаллической (б) целлюлоз (хлопок)

Таким образом, разработан новый метод получения НКЦ, полученные полисахаридные наночастицы обладают высокоупорядоченной структурой (высокий индекс кристалличности), наблюдается увеличение интенсивности рК-спектра НКЦ, что говорит об увеличении активности функциональных групп, методом ИК-спектроскопии доказано наличие характерных функциональных групп на поверхности полисахаридных кристаллов.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности и перспективности использования НКЦ для получения композитов на основе ПВС для использования их в 3D печати.

Исследование поддержано грантом Фонда содействия инновациям «Договор 11089ГУ/2016», конкурса УМНИК 16-10.

Список литературы

1.  Nanocellulose Reinforced PVA Composite Films: Effects of Acid Treatment and Filler Loading / n-Young, M. D. Jagan, K. In-Aeh, D. Geum-Hyun, L. Soo, H. Seong Ok // Fibers and Polymers. 2009. V 10. N.1. P. 77 – 82

2.  Influence of radiolysis on the yield of nanocellulose from plant biomass / S. I. Kuzina, I. A. Shilova, V. F. Ivanov, S. N. Nikol’skii, A. N. Shcherban, A. I. Mikhailov // High energy chemistry. 2013. V. 47. N 4. P. 192 – 197.

3.  Properties of nanocellulose isolated from corncob residue using sulfuric acid, formic acid, oxidative and mechanical methods / C. Liu, B. Li, D. Haishun, Y. Zhang, G. Yu, X. Mu, H. Peng // Carbohydrate Polymers. 2016. V.151. Р. 716 – 724.

БРОМИРОВАНИЕ ПОРФИРИНОВ С ЭЛЕКТРОНОДОНОРНЫМИ

АРОМАТИЧЕСКИМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ

,

Институт химии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

E-mail: *****@***ru

Химическая модификация порфиринов и его производных представляет большой интерес в плане синтеза несимметрично замещённых порфиринов, дальнейшее применение которых может наблюдаться в различных областях промышленного производства и медицины: фотодинамическая терапия, оптические и электронные приборы, катализ, нелинейно оптические материалы и пр. Бромированные порфирины часто используют в реакциях перекрёстного взаимодействия для последующего восстановления цианогруппы у атома замещённого углерода или формирования связи углерода с другими гетероатомами (N, O, S, P, B).

Одним из вариантов модификации замещённого порфирина является реакция электрофильного замещения, предполагающая получение моно-, ди-, три - и тетра-бромзамещённых порфиринов в зависимости от количества бромирующего реагента. Бромирующими реагентами выступают молекулярный бром в растворе четырёххлористого углерода и н-бром сукцинимид (NBS).

Схема.

Благодаря тому, что исходный порфирин имеет в своём строении активированные донорными группами бензольные кольца в мезо-положениях, предполагается, что он должен хорошо взаимодействовать с электрофилами в реакциях замещения, причём замещение будет происходить в свободные бета-положения порфиринового кольца.

В текущем сообщении представлены результаты бромирования тетраметоксифенил порфина и тетрагиброксифенилпорфина различными нитрующими реагентами, и показана зависимость количества бромирующего реагента от числа заместителей в порфириновое кольцо.

Список литературы

1.  , , Койфман -арилзамещенные порфирины. Модификация в арильных группах // Изв. вузов. Химия и хим. Технология. 2004. т. 47. вып. 5. С. 46–55.

2.  Ostrowski S., Mikusa А., Łopuszynska B. Synthesis of highly substituted meso-tetraarylporphyrins // Tetrahedron. 2004. V. 60. P. 11951–11957.

3.  Chumakov D. E. Bromination of porphyrins / D. E. Chumakov, A. V. Khoroshutin, A. V. Anisimov, K. I. Kobrakov // chemistry of Heterocyclic Compounds. 2009. V. 45. N. 3.

СИНТЕЗ НОВЫХ СУЛЬФИДОВ НА ОСНОВЕ 10-ГИДРОКСИ ИЗОКАМФЕНИЛ ТИОЛА, НЕОМЕНТАНТИОЛА, 4-КАРАНТИОЛА, СОДЕРЖАЩИХ

ОСТАТОК L-СЕРИНА

,

Институт химии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

E-mail: *****@***komisc. ru

Одна из современных тенденций медицинской химии – это конструирование многофункциональных лекарственных препаратов широкого спектра действия. Основными подходами к созданию таких лекарственных препаратов являются: получение новых биологически активных веществ, содержащих в своей структуре две и более фармакофорные группы, или введение дополнительной фармакофорной группы в молекулу известного лекарственного препарата [1].

В данной работе предлагается получение веществ, в молекуле которых будет несколько фармакофорных фрагментов – терпеновый скелет с серосодержащей функцией и амино - или карбоксильные группы с новыми, практически полезными свойствами.

Предварительно была произведена защита карбоксильной группы с образованием соответствующего метилового эфира (2), а после – защищена аминогруппа с помощью бензилхлорформата (Cbz-Cl) и ди-трет-бутил карбоната (Boc₂O) (схема).

Схема.

На следующем этапе из метилового эфира бензилоксикарбонил L-серина (3) и метилового эфира N-трет-бутоксикарбонил-L-серина (4) получили соответствующие тозилаты с выходами 76 (5) и 64% (6) соответственно. После этого проведен синтез сульфидов по известной методике [2] на основе терпеновых тиолов пинановой, ментановой и карановой структур и L-серина.

В результате впервые осуществлен синтез новых сульфидов на основе 10-гидрокси изокамфенил тиола, неоментантиола, 4-карантиола, содержащих остаток L-серина. Их структура и состав подтверждены методами ЯМР, 1Н, 13С, ИК-спектроскопии.

Список литературы

1. Duclos R. I., Lu D., Guo J., Makriyannis A. Synthesis and characterization of 2-substituted bornane pharmacophores for novel cannabinergic ligands // Tetrahedron Letters. 2008. V. 49. P. 5587.

2. Salvatore R. N., Smith R. A., Nischwitza A. K., Gavinb T. A mild and highly convenient chemoselective alkylation of thiols using Cs2CO3–TBAI // Tetrahedron Letters. 2005. V. 46. P. 8931 – 8935.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ PINUS SYLVESTRIS

,

Институт химии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

E-mail: *****@***com

Одними из наиболее широко используемых в промышленности видов древесного сырья являются ель, пихта и сосна. Переработанные отходы хвойной древесной зелени – это потенциальное сырье для производства лечебных и биологически активных препаратов.

В настоящее время существует немалое количество работ по химическому составу хвойных пород, тем не менее вопрос остается изучен не полностью и по-прежнему имеет научный интерес. Одним из наиболее перспективных направлений использования древесной зелени является ее безотходная химическая переработка с получением различных биологически активных продуктов. Совершенствование технологий извлечения экстрактивных веществ позволит наиболее полно извлекать готовые ценные вещества, зачастую не имеющие синтетического пути получения, или их синтез дорог и сложен. Полученные результаты исследований помогут определить технологически и экономически наиболее удобные способы извлечения групп веществ из древесных отходов.

Объектом исследований выбрана древесная зелень (ДЗ) сосны Pinus Sylvestris, богатая ценными биологически активными соединениями [1, 2]. В представленной работе рассмотрено выделение экстрактивных веществ из местного сырья различными способами: эмульсионной экстракцией, экстракцией ацетоном в аппарате Сокслета. Проанализирован также состав спиртового экстракта кубового остатка после перегонки эфирных масел из ДЗ сосны, произрастающей в Красноярском крае.

Способ эмульсионной экстракции заключается в обработке измельченной ДЗ водным раствором NaOH [3]. Из эмульсионного раствора выделены нейтральные компоненты экстракцией петролейным эфиром, кислые компоненты – после подкисления раствора – экстракцией диэтиловым эфиром. Состав суммы кислых компонентов проанализирован после разделения методом колоночной хроматографии, установлено содержание жирных и смоляных кислот с выходами 17,7 и 12,6% от суммы кислых компонентов.